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Organizadores: Othon Cabo Winter Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado do Sputnik à Missão Centenário EspaçoA conquista do Há meio século era lançado ao espaço o primeiro satélite artificial da Terra, o famoso SPUTNIK. Algo que muitos, escritores, filósofos e cientistas, já haviam sonhado. Um personagem central nesta conquista foi o russo Sergey Korolev. De lá para cá a evolução foi muito rápida. Alimentada pela Guerra Fria, uma incrível corrida espacial entre as duas principais potências mundiais da época teve início. A meta era levar o homem à Lua. Para tanto, foi necessário um enorme esforço gerando avanços científicos e tecnológicos, mas também às custas de muitos riscos, coragem e tragédias. No final da década de 60 o homem chegou à Lua. A partir de então o envio de sondas espaciais interplanetárias se tornou uma espécie de rotina. Já foram lançadas sondas para todos os planetas do sistema solar, além de sondas que visitaram cometas e asteróides. Satélites artificiais passaram a ser uma necessidade para a sociedade atual. No seleto grupo de países que possuem tecnologia e conhecimento na área aeroespacial se insere o Brasil. Ao longo das últimas décadas desenvolvemos e demonstramos capacidade de construção, rastreio e controle de satélites artificiais. Neste mundo em que o domínio da tecnologia se torna cada vez mais importante, esta é uma área estratégica na qual o nosso país vem ocupando espaço. Este é um livro comemorativo, que tem por objetivo divulgar de modo acessível os principais marcos da Era Espacial e apresentar a evolução e algumas das conquistas desta área no Brasil. Programa de Pós-graduação em Física - Guaratinguetá A c on qu is ta d o es pa ço : d o Sp ut ni k à M is sã o C en te ná rio Neste início de século 21, é bastante evidente que a nossa sociedade está cada vez mais sedimentada nos avanços científicos e tecnológicos. Em especial, a área aeroespacial nos afeta de maneira tão intensa e freqüente que já não nos damos conta de sua importância. São imagens de TV, ligações telefônicas, internet, imagens de satélites que nos auxiliam na previsão do tempo, na identificação de áreas preservadas ou degradadas do meio ambiente; São imagens de sondas espaciais que nos revelam informações sobre outros planetas, asteróides, cometas e todo o universo; São astronautas que realizam experimentos a bordo de estações espaciais. Mas como tudo isso começou? Por que essa evolução foi tão rápida? Em que estágio o Brasil se encontra nesse contexto? Neste livro comemorativo, são apresentados fatos históricos do início da Era Espacial, que começou com o primeiro satélite artificial – o Sputnik, e a sua evolução até a presente data, quando completa meio século de vida. Nesse cenário é dado destaque à participação brasileira. Este livro é composto de textos escritos por 13 autores, sendo eles: Ana Paula Marins Chiaradia (UNESP), Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado (INPE), Cristiano Fiorilo de Melo (INPE), Elbert Einstein Neher Macau (INPE), Hélio Koiti Kuga (INPE), Marcelo Lopes de Oliveira e Souza (INPE), Marcos Cesar Pontes (Astronauta), Othon Cabo Winter (UNESP), Petrônio Noronha de Souza (INPE), Silvia Maria Giuliatti Winter (UNESP), Rodolpho Vilhena de Moraes (UNESP), Ulisses Tadeu Vieira Guedes (INPE) e Valcir Orlando (INPE). A CONQUISTA DO ESPAÇO Do Sputnik à Missão Centenário A CONQUISTA DO ESPAÇO Do Sputnik à Missão Centenário Organizadores: Othon Cabo Winter Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado Apresentação Este livro surgiu a partir da idéia de se aproveitar o cinqüentenário de lança- mento do Sputnik para se fazer relatos da evolução histórica que permeia a Era Espacial e a participação do Brasil neste contexto. Trata-se de uma história que teve início no sonho e na necessidade do ser humano descobrir o desconhe- cido, o que há lá fora, o que existe além da Terra. Os ingredientes que tornam essa história fascinante são muitos, passando por grandes disputas políticas in- ternacionais, desenvolvimento de ciência e tecnologia, convicções pessoais, tra- gédias e até o acaso. Assim entendeu-se que seria uma importante oportunidade de produzir um documento interessante para o público em geral. Então houve a preocupação de se tentar redigir textos que sejam acessíveis, não estritamente técnicos, de modo que esse material possa ser útil como um meio de divulgação do conhecimento, histórico e científico. Para escrever os textos desse livro foram convidados pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), do Grupo de Dinâmica Orbital & Planetologia da UNESP de Guaratinguetá e também o astronauta Marcos Pontes. Este livro se tornou uma produção da Agência Espacial Brasileira e também contou com o apoio do Programa de Pós-graduação em Física da UNESP – Guaratinguetá. OthOn CabO Winter e antOniO FernandO bertaChini de almeida PradO Copyright @ 2007, Agência Espacial Brasileira 1a edição Direção editorial José Roberto Marinho Organizadores: Othon Cabo Winter Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado Capa Ana Maria Hitomi – Typography Projeto gráfico e diagramação Typography Revisão Maria Ângela Rodrigues Figueiredo Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) A Conquista do Espaço: do Sputnik à Missão Centenário / organizadores Othon Cabo Winter, Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado. – São Paulo : Editora Livraria da Física, 2007. Vários autores. ISBN 978-85-88325-89-0 1. Espaço exterior 2. Espaço extra-terrestre – Exploração – Obras de divulgação 3. Estações espaciais 4. Satélites artificiais 5. Sondas 6. Sputnik (Satélites) 7. Vôos espaciais I. Winter, Othon Cabo. II. Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida. 07-8115 CDD-629.435 Índice para catálogo sistemático: 1. Conquista do espaço : Astronáutica : História 629.435 Índice Apresentação ............................................................................................................05 OthOn CabO Winter e CristianO FiOrilO de melO O Sputnik ..................................................................................................................11 CristianO FiOrilO de melO e OthOn CabO Winter A Era espacial ...........................................................................................................37 elbert e. n. maCau Chegamos à lua ........................................................................................................75 rOdOlPhO Vilhena de mOraes e ana Paula marins Chiaradia Instituições e agências brasileiras ........................................................................123 ValCir OrlandO e héliO KOiti Kuga Os satélites SCD1 E SCD2 da missão espacial completa brasileira - MECB ..................................................................................151 ValCir OrlandO e héliO KOiti Kuga Rastreio e controle de satélites do INPE .............................................................177 silVia maria giuliatti Winter Sondas espaciais .....................................................................................................209 ulisses thadeu Vieira guedes, marCelO lOPes de OliVeira e sOuza e héliO KOiti Kuga Reentrada atmosférica ...........................................................................................241 antOniO FernandO bertaChini de almeida PradO e PetrôniO nOrOnha de sOuza Estações espaciais ...................................................................................................269 marCOs Cesar POntes O Brasil na Estação Espacial Internacional - ISS ............................................... 293 Autores ....................................................................................................................317 Capítulo 1 O Sputnik OthOn CabO Winter e CristianO FiOrilOde MelO Neste primeiro capítulo procuraremos apresentar o contexto histórico/políti- co por trás do projeto do primeiro satélite artificial terrestre e o trabalho de supe- ração das barreiras técnicas e científicas que propiciaram à humanidade entrar na era espacial, bem como, algumas de suas conseqüências para a sociedade. O texto se subdivide em Antes, Durante e Depois, visando apresentar as condições que le- varam ao lançamento do primeiro satélite artificial, sua concepção e cumprimento desta missão espacial e finalmente, as repercussões e reações desse feito. 1. Antes 1.1 – Os sonhadores O desejo de romper os limites da Terra e viajar pelo espaço é antigo e são muitos os relatos dessa vontade através dos tempos. Vejamos alguns exemplos: no século XIX, arqueólogos encontraram o conto do rei Etan nas escavações da grande biblioteca de Nínive de Assurbanipal III, o último grande rei Assírio, cujo reinado se estendeu de 668 a 627 a.C. Esse conto narra a estória do rei que subira a uma altura tal que a Terra, antes de sumir de sua vista, lhe pareceu do tamanho de um pequeno cesto; em 50 a.C., o filósofo romano Marco Túlio Cícero (106-43 a.C.), em seu livro A República, escreveu sobre o espírito de um homem que viajou pelos O Sputnik 12 O Sputnik cinco planetas conhecidos à época (Mercúrio, Vênus, Marte, Jú- piter e Saturno). Em 150 d.C., encontramos a obra Vera História de Luciano di Samosata (120-180), sírio radicado na Grécia, que descreveu uma fantástica viagem pelo espaço repleta de encon- tros com alienígenas. Nos séculos seguintes à era cristã outras tantas obras sobre o assunto apareceram, Em 1516, L’Orlando Furioso do italiano Lu- dovico Ariosto (1474-1533), relata a estória do corajoso cavaleiro de Astolfo que partiu para a Lua em uma máquina voadora. O famoso astrônomo alemão Johannes Kepler (1572-1630) relatou a viagem que fez à Lua em um sonho na obra intitulada Somnium, publicada em 1634. Em 1638, o Lord e Bispo inglês John Wilkins, um dos fundadores da “Royal Society” (Academia de Ciências do Reino Unido), publicou The Discovery of a World in the Mo- one. Segundo Wilkins, o homem poderia voar de quatro maneiras: com o espírito dos anjos; com a ajuda de pássaros; com asas amarradas ao seu corpo e em uma carrua- gem voadora. Depois, em 1652 e 1657, foram publicadas as obras do escritor francês Cyrano de Bérgerac (1619-1655) intituladas Viagens Cósmicas ao Sol e à Lua, respec- tivamente. O autor imaginou uma máquina voadora fantástica construída a partir de uma caixa com dois furos nas extremidades; no meio, um globo com espelhos côn- cavos e convexos concentrava os raios de luz em seu interior aquecendo o ar que en- trava pelo furo superior. O ar aquecido era expelido pelo furo inferior e empregado como propulsor da magnífica “máquina voadora” chamada de “estatorreator”. Mas foi mesmo um outro escritor francês chamado Júlio Verne (1828-1905) que aproximou a ficção científica dos vôos espaciais que tornaram mais reais na atualidade. Extraordinariamente, em seu romance De La Terre à la Lune, publicado em 1865, descreveu uma viagem à Lua com um artefato de módulos desacopláveis construído por uma em- presa norte-americana que partiu da Flórida com três astronautas posteriormente resgatados em uma pequena cápsula no oceano. Pode-se afir- mar que Júlio Verne foi visionário: cento e três anos depois, em 1968, três astronautas partiram na Apollo 8, da Flórida, em um foguete modular, para o primeiro vôo tripulado ao redor da Lua. Luciano di Samosata Escritor francês Júlio Verne. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 13 Na volta, foram resgatados de uma cáp- sula que pousou no oceano. Júlio Verne descreveu a viagem com tantos detalhes técnicos que conseguiu influenciar ge- rações de pesquisadores que dedicaram suas vidas ao progresso da Astronáutica. O conceito de “satélite artificial” parece ter surgido em outro livro de Júlio Verne, Les Cinq cents millions de la Bégum, publica- do em 1879. Como podemos verificar, viajar pelo espaço é um sonho bem antigo, mas ele só se tornou realidade na segunda metade do século passado. Um marco inicial neste processo ocorreu mais preci- samente em 4 de outubro de 1957, com o lançamento do primeiro satélite artificial, o Sputnik. Todavia, a idéia de se colocar um satélite em órbita da Terra já existia há pelo menos três séculos. O físico, matemático e astrônomo inglês, Sir Isaac Newton (1642-1727), que introduziu a Lei da Gravitação Universal, também afirmou que um objeto poderia se manter em órbita da Terra, assim como os planetas se mantêm em órbita do Sol, se a velocidade for suficiente para vencer a atração gravitacional da Terra. Ele previu que a resistência do ar atmosférico sobre o objeto reduziria sua velocidade ao longo do tempo. A genialida- de de Newton o permitiu a ele ainda supor que em altitudes mais elevadas, onde a atmosfera é mais rarefeita e oferece menor resistência, o objeto poderia permanecer em órbita da Terra por longos períodos. Todavia, para chegar até lá, seria preciso desenvolver foguetes capazes de levar esses objetos (os atuais satélites) às al- titudes mais elevadas. Antes de abordar a história do Sputnik precisamos fazer “um rápido vôo” pelo desen- volvimento da Astronáutica, inclusive para en- tender a importância do próprio Sputnik como um marco científico e tecnológico. Desenho do livro da Terra à Lua G o d fr ey K n el le r, n a ti o n a l Po rt ra it G a ll er y lo n d re s, 1 70 2 Retrato de Isaac Newton Jú li o V er n e O Sputnik 14 O Sputnik 1.2 – A Astronáutica No final do século XIX e início do século XX surgiu a Astronáutica. Trata-se da ciência que estuda os aspectos da locomoção no espaço, o que inclui as tecnolo- gias que envolvem a construção dos foguetes, o cálculo das órbitas dos satélites e das trajetórias das sondas espaciais, os meios de transmissão e recepção de sinais entre a Terra e as naves, as técnicas de pouso em outros corpos celestes e muitas outras atividades relacionadas ao tema. No século XVII, Newton forneceu as condições iniciais para o desenvolvi- mento teórico da Astronáutica. Mas, no que diz respeito à construção dos fogue- tes, foi preciso esperar pelo desenvolvimento de motores à reação e de combustí- veis potentes, o que só ocorreu efetivamente no início do século XX. Já existiam, entretanto, antes dessa época, artefatos que poderiam ser chamados de foguetes: algumas armas militares e fogos de artifício, os quais usava combustível sólido a base de pólvora. As referências mais antigas conhecidas sobre estes artefatos remontam à China do terceiro século antes de Cristo e relatam a construção dos primeiros fogos de artifício feitos de pedaços de bambu cheios de salitre, enxofre e carvão. Não tardou muito para que alguns personagens, cujos nomes se per- Ilustração do livro Principia (Isaac Newton) mostrando as trajetórias de objetos sendo lançados a partir da Terra e outras já orbitando a Terra, como satélites. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 15 deram no tempo, descobrissem as aplicações militares desses artigos. Assim, ao longo da história, muitos exércitos lograram êxitos e fracassos usando foguetes como armas de guerra, embora o uso deles tenha sido discreto e, inexpressivo até a segunda Guerra Mundial. Os três principais precursores dos estudos teóricos e práticos sobre os fogue- tes e a Astronáutica viveram praticamente na mesma época. Porém, ao que tudo indica, eles nunca se encontraram, e nenhum deles sabia em que os outros dois trabalhavam. Mesmo assim, eles chegaram a resultados muito semelhantes. Foram eles: o russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), o americano Robert Hutchings Goddard (1882-1945) e o romeno de ascendência alemã Hermann Julius Oberth (1894-1989). Tsiolkovsky nasceu na provín- cia de Riazan, Rússia, e aos 16 anos foi enviado para estudar em Moscou. Em 1903, ele publicou“A exploração do espaço cósmico com a ajuda de apa- relhos propulsores à reação”. Segundo esse trabalho, o foguete seria metáli- co e de forma alongada, semelhante a um dirigível e com propulsores à base de oxigênio e hidrogênio líquido. Na- quele que foi, portanto, seu primeiro artigo sobre o motor-foguete, Tsiolko- Desenho de espaçonave tripulada, concebida por Tsiolkovsky Diagramas de foguetes feitos por Tsiolkovsky Uma foto de próprio Tsiolkovsky O Sputnik 16 O Sputnik vsky apresentou a teoria do vôo do foguete demonstrando a possibilidade de seu uso em viagens interplanetárias. Ao longo dos anos, Tsiolkovsky aperfeiçoou essa idéia de propulsão de um foguete por meio de combustível líquido, a qual classifi- cava com ironia como “Projetos Utópicos”. Goddard nasceu no estado de Massachusetts, EUA, e se graduou no Institu- to Politécnico de Worcester em 1908. As suas investigações com foguetes começa- ram em 1899, quando construiu uma câmara de combustão para medir a retropro- pulsão dos gases. Quando estudava no Instituto Politécnico, ele realizou as suas primeiras experiências com pequenos foguetes a base de combustível sólido. Em 1912, Goddard demonstrou matematicamente que era possível fazer um fogue- te atingir grandes altitudes utilizando-se a força gerada pelos gases emitidos por propulsores. Coube a Goddard o experimento com o primeiro foguete movido a combustível líquido da história, experiência executada em 16 de março de 1926. A partir de então trabalhou com foguetes de maior porte. Em 1935, fez com que um de seus foguetes atingisse 2.280 metros de altura e a velocidade de 880 km/h. Oberth nasceu na Romênia e após abandonar a carreira de médico foi estu- dar na Alemanha. Em 1923, Oberth escreveu o livro chamado “Os Foguetes no Espa- ço Interplanetário”. Ele teve tanto destaque na Alemanha que, em 1928, foi chamado para ser assessor técnico do famoso diretor cinematográfico Fritz Lang no filme baseado no romance “Uma mulher na Lua”, escrito pela esposa de Lang. O livro escrito por Oberth encantou muitos jovens pesquisadores da época, entre eles o alemão Wernher Magnus Maximilian von Braun (1912-1977). O talento de Von Braun para foguetes era precoce e seus experimentos começaram ainda na Monumento a Tsiolkovsky em Kalunga Rússia. Selo em homenagem a Tsiolkovsky (URSS, 1986) OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 17 adolescência. Em certa ocasião, com apenas 13 anos, ele amarrou 6 foguetes a um velho brinquedo e o lançou sobre sua cidade natal provocando alvoroço entre os moradores. Todavia, o jovem von Braun demonstrou pouca aptidão para Física e Matemática quando estudante da escola fundamental. Mas isso mudou radical- mente a partir de 1925, ao ler o livro de Oberth com quem foi trabalhar em 1932, quando assinou um contrato com o exército alemão para desenvolver foguetes militares. Em 1934, após se doutorar em Física com uma tese sobre foguetes de combustível liquido, von Braun passou a integrar uma grande equipe de cientis- tas e técnicos para o desenvolvimento de foguetes para o exército alemão. Dentre os vários projetos desenvolvidos pela equipe de von Braun, o principal deles foi o primeiro foguete/míssil balístico conhecido como V2 (Vergeltungswaffe.2, que significa “arma de represália”, em alemão), lançado em 1942, e que tornou-se uma poderosa arma do exército nazista durante o fim da Segunda Guerra Mundial. Em 14 de março de 1944, von Braun foi preso pela Gestapo por ter declarado que o V2 poderia ser usado para viagens ao espaço. Era esperado que ele dissesse que ele permitiria a vitória da Alemanha na guerra. Porém, o sucesso do programa depen- dia de von Braun e, por isso, ele acabou solto, embora as ordens de Hitler fossem para mantê-lo sob vigilância. Em maio de 1945, von Braun e sua equipe renderam-se ao exército americano. O alto comando do exército alemão havia decretado a execução de toda equipe para Goddard ao lado do primeiro foguete movido a combustível liquido da história. O foguete alcançou 46 metros de alturafo to f ei ta P o r su a e sP o sa Oberth (ao centro) e von Braun (sentado à mesa) fo n te : n a sa O Sputnik 18 O Sputnik que os segredos do programa V2 não caíssem nas mãos dos aliados. Em setembro daquele mesmo ano, ele e sua equipe, com cerca de 200 cientistas, chegaram aos Estados Unidos e imediatamente começaram a trabalhar no desenvolvimento de foguetes para o exército. Esses mesmos cientistas foram extremamente importantes para o desenvolvimento do programa de foguetes e mísseis balísticos norte-ame- ricanos. Assim, pouco tempo depois, em 1950, os EUA lançaram os primeiros fo- guetes Bumper, derivados das V2 alemãs. Em 1 de fevereiro de 1956, foi criada a Agência de Mísseis Balísticos do Exército dos Estados Unidos (ABMA, ou Army Ballistic Missile Agency), com a missão de desenvolver mísseis nucleares balísticos para o exército americano. Aglutinados nessa agência estavam os cabeças que cria- ram a V2, como Wernher von Braun e Hermann Oberth entre outros. von Braun e sua equipe trabalharam em inúmeros projetos para as forças armadas norte-ameri- canas e para a NASA, inclusive nos foguetes Saturno, do Projeto Apollo, que acabou levando o homem à Lua. Outro personagem que merece destaque neste início da Astronáutica é o francês Robert Esnault-Pelterie (1881-1957). Esnault-Pelterie foi aviador e estu- dou Engenharia na Sorbonne. Em 1927, deu uma conferência intitulada “A ex- ploração por foguetes da alta atmosfera e a possibilidade das viagens interplane- tárias”, que foi ampliada e convertida no livro “A Astronáutica”, publicado em 1930. Nesse livro desenvolveu as equações para o vôo de um foguete no espaço. Numa edição do livro de 1934, estão incluídos detalhes de viagens interplanetá- rias e o uso da energia nuclear. Lançamento do Bumper 2, em julho de 1950, em cabo Canaveral na Flórida Wernher von Braun fo n te : n a sa fo n te : n a sa OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 19 1.3 – Korolev Os norte-americanos não foram os únicos a herdar os segredos do programa V2 dos alemães. Os soviéticos também conseguiram inúmeros documentos cien- tíficos durante o final da Segunda Guerra Mundial, o que lhes permitiu alavancar seus programas de mísseis e foguetes espaciais. Porém, os méritos soviéticos, as- sim como dos norte-americanos, não se devem apenas às contribuições obtidas dos alemães, mas também ao trabalho de muitos outros cientistas. Entre eles o principal destaque foi o engenheiro Sergei Pavlovitch Korolev (1907-1966). Korolev nasceu na Ucrânia e estudou na melhor escola de engenharia da Rússia – Escola Superior Técnica de Moscou. Ele se graduou em 1929 e a partir de 1933, passou a ser vice-chefe do Instituto de Pesquisa de Propulsão a Jato – RNII, onde participou do grupo que lançou o primeiro foguete soviético movido a combustível líquido. Durante o esforço de guerra soviético trabalhou no desenvolvimento de aviões movidos a foguetes líquidos para o exército vermelho. A partir de 1946, Korolev trabalhou simultaneamente no desenvolvimento de mísseis nucleares balísticos e foguetes capazes de levar cargas (satélites) ao es- paço. Assim surgiu o Semiorka, também conhecido como R-7, um foguete de dois estágios, não superpostos, mas em feixe, capaz de colocar até 1300kg em órbitas baixas. O primeiro estágio era constituído de 4 foguetes aceleradores dispostos ao redor do corpo principal do engenho, os quais serviam de segundo estágio e também possuía um motor. No lançamento, todos os motores funcionavam Robert Esnault-Pelterie, publicou o livro “A Astronáutica” Korolev O Sputnik 20 O Sputnik Korolev e o Regime Comunista no auge do regime repressor de stalin (1937-1938), vários cientistas foram acu- sados de atividades anti-soviéticas e foram presos. Korolev foi acusado de sa- botagem econômica, foi preso e torturado. durante um dos interrogatórios ele teve o maxilar inferiorfraturado e perdeu os dentes. sentenciado a seis anos de prisão foi enviado a um “Gulag” (espécie de campo de concentração). na prisão, Korolev foi submetido a condições desumanas, trabalhando como mineiro de ouro. Porém, devido a sua especialidade profissional, foi salvo quando o renomado engenheiro aeronáutico andrey topolev, que também estava preso, solicitou a transferência de Korolev para uma prisão especial para cientistas. em regime carcerário, Korolev participou da equipe de topolev no projeto de um bombardeiro, um dos principais aviões soviéticos durante a segunda Guerra Mundial. em 1944, Korolev foi libertado, mas só foi reabilitado de fato em 1957, no período de relaxamento do premier nikita Krushchev, apenas seis meses antes do lançamento do sputnik. aos 59 anos de idade, no auge de sua carrei- ra, morreu em virtude de imperícia médica ao ser submetido a uma cirurgia intestinal, realizada pelo próprio ministro soviético da saúde. simultaneamente, os quatro foguetes do primeiro estágio liberavam todo seu empuxo, enquanto o principal o liberava parcial e gradativamente. O tempo de combustão do primeiro estágio era de 112 segundos e o do segundo estágio era de 244 segundos. Durante a subida, o direcionamento do foguete era mantido por 12 pequenos motores aco- plados ao primeiro estágio e quatro ao segundo. Já nos primeiros testes, o Semiorka apresentou exce- lentes resultados e, em 1956, a Academia de Ciên- cia da URSS decidiu usá-lo para o lançamento de um satélite artificial, o Sputnik 1. Korolev com Yuri Gargarin W iK iP éd ia Foto de Korolev tirada na prisão em 1938 n a tá li a K o ro le Va Monumento a Korolev na cidade de Baikonour, Cazaquistão. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 21 As contribuições de Korolev à Astronáutica foram incríveis. Seu nome está associado a inúmeros feitos do início da era espacial. Por exemplo, ao desenvolvi- mento dos satélites do programa Sputnik (dez ao todo), as primeiras fotografias da face oculta da Lua (Lunik III, 1959), o primeiro vôo de um homem ao espaço (Yuri Gagarin, 1961), a primeira saída de um homem de um veículo no espaço (Aleksei Leonov, 1965), a primeira mulher no espaço (Valentina Terechkova, 1965), o pri- meiro impacto de uma sonda em outro planeta (Vênus, 1966), o primeiro pouso lunar de uma sonda (Lunik IX, 1966). Ainda sob sua orientação, foram lançadas outras naves com destino a Vênus, Marte e Lua, bem como, o desenvolvimento de outros projetos espaciais soviéticos (Molniya-1, Electron, Cosmos e Zond). Serguei Pavlovitch Korolev W iK iP éd ia Ano Geofísico Internacional em 1952, o Conselho internacional de uniões Científicas decidiu estabelecer o perío- do de 1 de julho de 1957 a 31 de dezembro de 1958 como sendo o ano Geofísico internacional (iGy – international Geophysical year), pois os cientistas sabiam que o ciclo de atividades solar estaria no seu máximo. em outubro de 1954, o Conselho bai- xou uma resolução na qual fazia uma chamada por lançamento de satélites artificiais, durante o iGy, para mapear a superfície da terra. em julho do ano seguinte, o gover- no norte-americano declarou ter planos de lançar um satélite dentro da programação do iGy. na oportunidade, a Casa Branca solicitou às agências governamentais de pesquisa propostas para serem desenvolvidas. a proposta escolhida para representar os eua chamada Vanguard foi apresentada pelo laboratório de Pesquisa naval. o Vanguard seria um pequeno satélite, com menos de 2 quilogramas. Semiorka, R-7, o foguete que levou o Sputnik e os primeiros satélites soviéticos ao espaço O Sputnik 22 O Sputnik 1.4 – Muita Persistência O desenvolvimento dos foguetes teve um avanço espetacular nos primeiros 15 anos após a Segunda Guerra Mundial. Todavia, embora a grande maioria dos cabeças por trás dos projetos alemães, soviéticos e americanos fosse entusiastas da exploração espacial, os políticos que liberavam as verbas estavam mais preocupa- dos com a corrida armamentista. No final dos anos 40, Korolev tentou, eventualmente e sem sucesso, sensibili- zar lideranças do governo soviético quanto à importância de satélites artificiais. Inde- pendentemente, Mikhail K. Tikhonravov (1901-1974), outro cientista que trabalhava num instituto dedicado à pesquisa sobre aplicações de mísseis balísticos, publicou diversos importantes relatórios sobre a possibilidade de veículos lançadores espa- ciais e satélites artificiais. Em 1954, Tikhonravov fez uma exposição técnica detalhada intitulada “Relatório sobre um Satélite Artificial da Terra”. Isso ocorreu no mesmo momento em que o governo soviético atribuiu ao Escritório de Design de Korolev a tarefa de desenvolver o primeiro Míssil Balístico Intercontinental Soviético (ICMB). Korolev não perdeu tempo, na mesma semana enviou o relatório de Tikhonravov para o governo soviético com uma carta de encaminhamento dizendo: eu trago à sua atenção o memorando do camarada M.K. tikhonravov, “relatório sobre um satélite artificial da terra”, e também materiais encaminhados dos eua sobre o trabalho que está sendo feito neste campo. o atual desenvolvimento de um novo produto (o r-7 iCBM) permite-nos falar da possibilidade de desenvolver um satélite artificial num futuro próximo... Parece-me que no momento atual existe uma oportunidade... para fazer o trabalho exploratório inicial sobre um satélite e mais detalhado trabalho sobre problemas complexos envolvidos com este objetivo. nós aguardamos sua decisão.” A solicitação de Korolev parece ter passado por vários níveis do governo. Seus argumentos persuasivos sensibilizaram quatro oficiais do alto escalão da Indústria de Defesa, que submeteram uma proposta ao líder soviético Georgiy Malenkov pe- dindo permissão para conduzir um “trabalho sobre as questões teórico-científicas associadas com vôo espacial”. Interessado em aplicações militares dos satélites de Tikhonravov, o governo aprovou a idéia. Esta foi a primeira intervenção oficial do governo soviético em um assunto relacionado à exploração espacial. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 23 2. Durante 2.1 – Projetos, Obstáculos e Construção Em agosto de 1955, Korolev propôs que o satélite fosse lançado entre abril e julho de 1957, ou seja, antes do início do Ano Geofísico Internacional (IGY). Os americanos planejavam lançar um satélite durante o IGY. Se assim fosse, os sovié- ticos chegariam à frente dos americanos. Uma comissão da Academia de Ciências havia coletado propostas de instrumentos científicos para que fizessem parte do satélite. Em setembro, o próprio Korolev aprovou um programa científico preli- minar que incluía estudos da ionosfera, de raios cósmicos, do campo magnético terrestre, da luminescência na alta atmosfera, do Sol e suas influências na Terra, e outros fenômenos naturais. Entre dezembro de 1955 e março de 1956 um grande número de renomados acadêmicos soviéticos foi ouvido para refinar o pacote de experimentos científicos. Foi uma operação em grande escala que, devido à sua natureza civil, tinha pouco precedente. Como um projeto puramente científico, gerenciado pela Academia de Ciências, ele não era considerado como de grande prioridade pelo governo. Porém, o projeto, como outros, era visto como de baixo custo e ignorado pelas lideranças políticas. Finalmente, em 30 de janeiro de 1956, o Conselho de Ministros da URSS assinou o decreto número 149-88ss, solicitando a criação de um satélite artificial. O documento aprovou o lançamento de um sa- télite, designado “Objeto D”, em 1957. Conforme previsto em cálculos feitos por Tikhonravov, a massa do satélite estava limitada de 1.000 a 1.400kg dos quais 200 a 300kg seriam instrumentos científicos. Além da Academia de Ciências, cinco mi- nistérios da área industrial estariam envolvidos no projeto. O Objeto D (ou D-1) era assim chamado por ser o quinto tipo de carga-útil a ser levado em um foguete Semiorka. No alfabeto cirílico as primeiras cincoletras são A, B, V, G e D. Os Objetos A, B, V e G haviam sido usadas para designações de diferentes ogivas nucleares. O satélite era um laboratório científico complexo, bem mais sofisticado do que qualquer outro projeto do Ano Geofísico Internacio- nal. A execução desse projeto envolveu muitos desafios tecnológicos. Havia pouca experiência em criar “containers” pressurizados e instrumentos para trabalhar em órbita da Terra, bem como, para o desenvolvimento de sistemas de comunicação de longo alcance. A seleção de metais para a construção do satélite também apre- sentava problemas para os engenheiros, já que os efeitos da exposição contínua ao ambiente espacial ainda estavam no campo das conjecturas. O Sputnik 24 O Sputnik A construção começou em 5 de março de 1956, e foi esse processo domina- do pelos grupos de Korolev e de Tikhonravov, mas também contava com várias organizações que forneciam componentes para completar o satélite. Em meados de 1956, o projeto do Objeto D estava bastante atrasado em relação ao seu crono- grama. Freqüentemente partes do satélite eram entregues fora das especificações originais. Modelos de teste do Objeto D, que deveriam estar prontos em outubro, ainda permaneciam inacabados. No final do mês seguinte, Korolev sofria de muita ansiedade. Isto se devia também a duas outras questões. Primeiro, Korolev havia recebido a informação, incorreta, de que os americanos haviam falhado ao tentar lançar um satélite ao redor da Terra. Segundo, resultados de testes do Semiorka apresentaram empuxo específico inferior ao necessário para lançar o pesado saté- lite Objeto D. Então, Korolev concluiu que talvez estivesse tornando este desafio ainda complicado. No lugar de um observatório astronômico de 1,5 toneladas, por que não tentar lançar algo mais simples na primeira tentativa? No final de novem- bro, seu “braço direito”, Tikhonravov, propôs: “Que tal se fizéssemos o satélite mais leve? Uns 30 quilogramas ou até menos?”. Na primeira semana de 1957, Korolev enviou carta ao governo descrevendo seu plano revisado. Ele pediu permissão para lançar dois satélites pequenos, 40- 50kg, que conteriam apenas um simples transmissor de ondas curtas com uma fonte de energia suficiente para 10 dias de operações. Estes satélites poderiam ser feitos majoritariamente por sua equipe, no Escritório de Design, apenas com as colaborações de dois outros institutos, os quais seriam responsáveis pelas baterias a bordo e os radio-transmissores. Korolev justificou a mudança de planos com a urgência de lançar um satélite antes dos americanos. O Conselho de Ministros da URSS assinou um decreto (no. 171-83ss) em 15 de fevereiro de 1957, aprovando o novo plano. Os dois satélites foram chamados de satélites simples números um e dois, ou simplesmente, PS-1 e PS-2. Entre março e agosto daquele ano engenheiros se debruçaram sobre cálculos para refinar a trajetória de lançamento do veículo e seu satélite. Os cálculos eram ini- cialmente feitos com o uso de calculadoras elétricas e tábuas trigonométricas de seis dígitos. Quando cálculos mais complexos eram requeridos, os engenheiros tinham acesso ao computador recém-instalado na Academia de Ciências. Uma máquina gi- gante que enchia uma enorme sala. Ela podia realizar dez mil operações por segun- do. Tratava-se do computador mais rápido da URSS no final dos anos 50. Quanto ao formato do primeiro satélite, havia um certo debate. Muitos acha- vam que ele deveria ser um cone, já que assim ele se encaixaria facilmente ao formato OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 25 cônico do nariz do foguete lançador. Po- rém, o próprio Korolev decidiu que o for- mato seria esférico, com diâmetro mínimo de um metro. Foram definidas seis diretri- zes básicas para a construção do PS-1: • o satélite teria que ser de máxima simplicidade e confiança tendo em mente que os métodos usados para essa sonda seriam utilizados em projetos futuros; • o corpo do satélite deveria ser esférico para que pudesse determinar a densi- dade atmosférica em seu caminho; • o satélite possuiria equipamento de rádio operante em pelo menos dois com- primentos de onda com potência suficiente para ser captado por amadores e para obter dados sobre a propagação de ondas de rádio através da atmosfera; • as antenas deveriam ser projetadas de modo a não afetar a intensidade dos sinais de rádio devido à rotação do satélite; • as fontes de potência deveriam ser baterias “on board” garantindo trabalho para duas ou três semanas; e • o vínculo do satélite ao estágio central seria tal que não ocorreria falha na separação. Os cinco objetivos científicos primários da missão eram: • testar o método de colocar um satélite artificial em órbita da Terra; • prover informação sobre a densidade da atmosfera por meio do cálculo do seu tempo de vida em órbita; • testar métodos de rastreamento orbital por meios ótico e de rádio; • determinar os efeitos da propagação de ondas de rádio através da atmosfera; e • verificar princípios de pressurização usados no satélite. Finalmente, o satélite construído era uma esfera de 58 centímetros, feito de liga de alumínio. O volume interno pressurizado era cheio com nitrogênio a 1,3 atmos- feras para manter uma fonte eletro-química, dois rádio-transmissores, um sistema termo-regulador, um sistema de ventilação, um sistema de comunicações, transmis- sores de temperatura e pressão. Os rádio-transmissores operavam nas frequências de 20,005 e 40,002 megaciclos a comprimentos de onda de 15 metros e 7,5 metros. O Equipamentos no interior do Sputnik I. O Sputnik 26 O Sputnik sistema de antenas possuía quatro: duas com 2,4 metros de comprimento cada uma e duas de 2,9 metros cada uma. Por outro lado, os três primeiros lança- mentos do foguete Semiorka, que ocorreram entre maio e julho de 1957 falharam. Assim, Korolev fracassava na sua tentativa de lan- çar um satélite antes do início do IGY. Nesse período, a pressão sobre Korolev aumentou tremendamente, a ponto de se cogitar a pos- sibilidade de cancelar todo o projeto. Toda- via, na quarta tentativa, em 21 de agosto, o lançamento do Semiorka foi bem sucedido. Então, Korolev entrou com um pedido de autorização para lançar o satélite assim que o Semiorka tivesse sucesso em seu segundo e consecutivo lançamento. Para pressionar pela aprovação, Korolev prepôs que o lançamento do primeiro satélite artificial da Terra fosse uma questão de prioridade nacional a ser decidida pelo Comitê Central do Partido Comunista. A pressão funcionou e o lançamento foi autorizado. Em 7 de setembro se concretizou com sucesso, o segundo lançamento do Semiorka. 2.2 – O Lançamento Inicialmente planejou-se o lançamento do satélite para 17 de setembro, pois assim coincidiria com o centésimo aniversário de Tsiolkovsky. Porém, essa data estava muito próxima e não daria tempo hábil. Então, baseando-se em tempo ade- quado para realizar os preparativos, foi definida a data de 6 de outubro como meta para o lançamento. Nessa oportunidade também foi definido que um anúncio pú- blico do lançamento do PS-1 só ocorreria após a primeira órbita ser completada. Todavia, Korolev estava preocupado. No início de outubro, dentro da pro- gramação do IGY, estaria ocorrendo uma conferência em Washinghton onde um dos trabalhos que a delegação americana apresentaria era intitulado “Satélite so- bre o Planeta”. Korolev temia que essa apresentação fosse feita para coincidir com um possível anúncio de lançamento do satélite dos EUA. Assombrado por esse fantasma, Korolev antecipou em dois dias o lançamento de seu satélite. Em 3 de outubro, o foguete Semiorka foi transportado para a base de lançamen- Satélite PS-1, Sputnik OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 27 to em Tyura-Tam (Baikonur, Cazaquistão) e, na manhã seguinte, começou a ser abas- tecido com combustível. A pressão era imensa, mas Korolev mantinha-se cauteloso. Ele dizia aos engenheiros: “Ninguém nos apressará. Aosurgir a menor dúvida, nós pararemos o teste e faremos as correções necessárias no satélite. Ainda há tempo ...”. Exatamente às 22 horas, 28 minutos e 34 segundos, horário de Moscou, os motores foram ligados e os 272.830 quilogramas decolaram da plataforma numa explosão de fumaça e luz. Os cinco motores do Semiorka produziram aproximada- mente 398 toneladas de empuxo no lançamento. Embora os foguetes tenham deco- lado suavemente, havia problemas. Atrasos nos disparos de vários motores quase levaram ao cancelamento da missão. Além disso, 16 segundos após a decolagem, o Sistema de Esvaziamento Simultâneo dos Tanques (SOBIS) falhou, aumentando o consumo de querosene. Por conta disso, houve falha numa turbina e isto resultou no corte do motor principal um segundo antes do momento planejado. Todavia, a separação do estágio principal ocorreu 324,5 segundos após a decolagem e foi bem sucedido. Assim, os 83,6 quilogramas do PS-1 (que seria chamado de Sputnik) voaram em uma trajetória elíptica em queda livre conforme previsto. Deste modo entrava em órbita da Terra o primeiro objeto construído pelo homem. Após o lançamento, todos correram para a estação rádio móvel para ouvir o sinal do satélite. Eles tiveram que esperar algum tempo para que a estação inter- ceptasse com frequência e claramente o famoso “beep-beep”. Sua órbita era uma elipse de perigeu com altitude de aproximadamente 230km, apogeu a aproxima- damente 950km e período de 96 minutos. O plano da órbita possuía uma inclina- ção de aproximadamente 65 graus em relação ao equador da Terra. Foguete Semiorka na plataforma de lançamento. Desenho mostrando a órbita do Sputnik ao redor da Terra. O Sputnik 28 O Sputnik 3. Depois A designação completa do Sputnik em russo era Iskustvenyi Sputnik Zewli, ou companheiro artificial da Terra. Apesar da simplicidade do Sputnik 1, o im- pacto de seu lançamento ressoou por todo o planeta. Assim, do ponto de vista his- tórico, o Sputnik além de marcar o início da era espacial, também foi responsável pelo início de uma fantástica corrida espacial entre soviéticos e americanos que levou o homem à Lua menos de 12 anos após seu lançamento. Muitos comentários “maldosos” surgiram após o término da missão, alguns diziam que o Sputnik só fazia barulho. O que não era verdade. Foram justamente os sinais enviados por ele e recebidos por estações de rastre- amento de todo o planeta que mostraram a possibilidade de acompanhar o movimento de satélites em órbita da Terra. A variação daqueles “beep-beep”, ou seja, os sinais ainda reve- laram importantes características da densidade da ionosfera terrestre, por exemplo. Não há como negar a importância do Sputnik. Ele não representou apenas um marco histórico ou um ponto na cor- rida espacial entre soviéticos e norte-americanos. Mais do que isto, o Sputnik foi a realização de um sonho que acom- panha o homem, desde o despertar das civilizações mais an- tigas, como vimos no início deste capítulo. 3.1 – A Imprensa Quando Korolev e seus colegas voaram para Moscou no dia seguinte, os pilotos do avião disseram-lhes que todas as estações de rádio do mundo esta- vam transmitindo duas palavras, Rússia e Sputnik. Mas no próprio jornal sovi- ético, o tradicional PRAVDA, de 5 de outubro, foi publicado um modesto artigo informando o lançamento do primeiro satélite artificial da Terra, como sendo o resultado de um grande e dedicado esforço dos institutos de pesquisas científicas da União Soviética. O artigo era na primeira página, mas sem quaisquer desta- ques, com um título padrão “Relatório da Agência de Notícias Tass”. Somente mais tarde é que o governo soviético se deu conta da grandeza do ocorrido. No dia seguinte o jornal estampou em letras garrafais no topo da primeira página “PRIMEIRO SATÉLITE ARTIFICIAL DA TERRA” reconhecendo a importância Selo soviético comemorativo do lançamento do Sputnik OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 29 do feito. A página foi dedicada quase que inteiramente ao assunto. É interessante observar que os nomes dos principais protagonistas eram mantidos em segredo e, portanto, sendo impossível entrevistá-los. Todo o mundo parabenizou e teceu elogios aos soviéticos. Nos dias subseqüentes, o PRAVDA se deliciou em impri- mir os elogios dos amigos e adversários. Um dos principais jornais dos EUA The New York Times recebeu a história na tarde de sexta-feira, 4 de outubro. Na manhã seguinte imprimiu uma matéria ex- tremamente chamativa, com um título de três linhas em letras maiúsculas de mais de um centímetro, cobrindo a largura completa da primeira página do jornal (veja foto adiante). Outro influente jornal The Manchester Guardian também deu igual destaque ao assunto. Alguns dias depois esse mesmo jornal começou a especular sobre o que os soviéticos poderiam fazer em seguida. E publicara: “Os Russos agora Primeira página do jornal New York Times no dia seguinte ao lançamento do Sputnik Reportagem em jornal dos EUA informando que diversos rádio Amadores haviam captado sinais emitidos pelo Sputnik. O Sputnik 30 O Sputnik podem construir mísseis balísticos capazes de atingir qualquer alvo escolhido em qualquer lugar do mundo”. O jornal francês Le Figaro também reagiu de maneira contundente: “Mito se tornou realidade: Gravidade da Terra Conquistada” e rela- tou “desilusão e amargas reflexões” dos “Americanos, que tinham tido pouca expe- riência com humilhação no domínio técnico”. Durante as três primeiras semanas do seu lançamento pode-se ouvir o “beep” do Sputnik, que completou mais de 1.400 revoluções ao redor da Terra, antes de se queimar no retorno ao planeta, devido ao atrito com a atmosfera, após ter permanecido três meses no espaço. 3.2 – Impacto e Reação O presidente norte-americano Dwight D. Eisenhower e outros líderes de sua administração parabenizaram os soviéticos, mas tentaram minimizar a importân- cia do evento. Só não tinham idéia de que o feito geraria uma reação pública tão intensa. Alguns historiadores chegaram a afirmar que o lançamento do Sputnik teve um efeito “Pearl Harbor” sobre a opinião pública norte-americana. Para o ci- dadão comum foi um tremendo choque tomar conhecimento de que o início da era espacial estava se iniciando pelas mãos dos soviéticos, comunistas, oponentes ... Alguns norte-americanos adeptos da “guerra fria” sugeriram que o satélite sobre- Reportagem do jornal Folha da Manhã, de 6 de outubro de 1957, informando que pesquisadores ligados ao Observatório de São Paulo haviam captado sinais emitidos pelo Sputnik. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 31 voava os EUA coletando informações de possíveis alvos para os mísseis balísticos soviéticos. O que não era o caso mesmo. O fenômeno Sputnik gerou insegurança e a ilusão de que havia um enorme distanciamento tecnológico entre os EUA e a URSS. Os soviéticos não haviam apenas lançado o primeiro satélite artificial da Terra. O Sputnik era mais de 50 vezes mais pesado do que o primeiro satélite que os norte-americanos pretendiam lançar dentro do projeto Vanguard. A polêmica se instalou, gerando uma crise, onde muitas pessoas acusaram a administração Eisenhower de permitir à União Soviética vencer os Estados Unidos da América. Isto fez com que se reforçasse o conceito popular de que Eisenhower era “um risonho incompetente”. O líder da maioria no senado Lyndon B. Johnson percebeu que algo deveria ser feito sobre a crise do Sputnik. Então, ele ordenou que uma subcomissão do Senado fizesse uma revisão sobre os programas espacial e de defesa norte-americanos. Um dos auxiliares de Johnson, George Reedy, suma- rizou o sentimento de muitos dos norte-americanos: “o simples fato é que nós não podemos mais considerar os russos como estando atrás de nós em termos de tec- nologia. Eles levaram quatro anos para nos alcançar com a bomba atômica e nove meses para nos alcançar com a bomba de hidrogênio. Agora nós estamos tentando alcançá-los como satélite deles.” Na tentativa de reagir às críticas de imobilidade, a Casa Branca anunciou que os EUA fariam um teste de lançamento do Projeto Vanguard em 6 de dezembro de 1957. Na esperança de recuperar a confiança do público em geral, toda a mídia foi convidada a testemunhar o lançamento. Porém, o resultado foi catastrófico. Durante o estágio de ignição, o foguete subiu aproximadamente um metro acima da plataforma e logo em seguida, se desintegrou em chamas. Com o fracasso do Projeto Vanguard, as Forças Armadas norte-americanas se voltaram para o Projeto Explorer. Esse projeto era da mesma equipe que havia sido preterida no processo de seleção para o lançamento do satélite norte-americano no Ano Geofísico Internacional, coordenado pelo carismático Vernher von Braun e sua equipe de engenheiros alemães que havia imigrado para os EUA ao final da Segunda Guerra Mundial. Apesar do curto intervalo de tempo disponível, o Projeto Explorer foi um sucesso. Após dois lançamentos abortados, o foguete Juno I, carregando o satélite Explorer I, decolou de Cabo Canaveral, Flórida, às 22:55h de 31 de janeiro de 1958. O satélite continha um contador Geiger para medir a radiação ao redor da Terra, um equipamento construído pelo físico James Van Allen. Os dados obtidos por este instrumento verificaram a existência do campo magnético da Terra e descobriram o O Sputnik 32 O Sputnik que passou a se chamar “Cinturão de Radiação de Van Allen”. Na tarde de primeiro de fevereiro de 1958, ocorreu uma coletiva de imprensa na Academia Nacional de Ciências, onde von Braun, Van Allen e diretor do Laboratório de Propulsão a Jato (Jet Propulsion Laboratory – JPL) eWilliam Pickering, anunciaram o sucesso da missão. 3.3 Criação da NASA Logo nos primeiros meses da crise gerada pelo lançamento do Sputnik a ad- ministração federal trabalhou com líderes do congresso para rascunhar uma legis- lação criando uma agência federal dedicada a explorar o espaço. Depois de diversas propostas recusadas, vingou aquela para criar uma nova agência espacial civil alo- cando todos os esforços não-militares relativos à exploração espacial. Assim surgiu a NASA - National Aeronautics and Space Administration (Administração Nacio- nal de Aeronáutica e Espaço). A nova organização começou a funcionar em primei- ro de outubro de 1958, menos de um ano após o lançamento do Sputnik. A NASA é a agência norte-americana que cuida do desenvolvimento das atividades espaciais. Ela foi criada em 29 de julho de 1958. Os norte-americanos, que até então achavam que a URSS era um país essencialmente agrícola e ainda destruído pela guerra, ficaram surpresos com os sucessos dos primeiros satélites da família Sputnik em 1957. Logo os EUA perceberam que teriam de aumentar e organizar seus esforços caso quisessem se im- por às conquistas da URSS no espaço. Foi justa- mente dessa crise desencadeada pelo Sputnik, que surgiu a NASA. O embrião da NASA foi outra agência cujo nome era NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) que, na ocasião, possuía cerca de 8000 funcionários e um orçamento anual de 100 milhões de dólares. Do ponto de vista estrutural, três laboratórios (Langlay, principal laboratório de pesquisas Aeronáuticas, Laboratório Aero- náutico AMES e o Laboratório de Propulsão de Vôo Lewis) e duas pequenas instalações de tes- tes compuseram o núcleo da nova agência. Seu primeiro administrador foi Thomas Keith Glen- nan (1905-1995) que, em pouco tempo incorpo- Thomas Keith Glennan (1905 - 1995) – primeiro presidente da NASA. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 33 rou à NASA várias organizações envolvidas em projetos de exploração espacial e outras agências federais a fim de centralizar sob um comando único as atividades de exploração espacial. Assim, ainda em dezembro de 1958, Glennan trouxe para o controle da NASA o Laboratório de Propulsão à Jato - JPL. Em 1958, Wernher von Braun e sua equipe de engenheiros e cientistas alemães foram também transferidos para NASA. Glennan ainda conseguiu a administração de parte do Laboratório de Pesquisa Naval e criou o Centro de Vôo Espacial Goddard. E em 1960, Glennan obteve a transferência para a NASA do ABMA situado a Huntsville, Alabama, e renomeou-o de Centro de Vôo Espacial Marshall. Ele incorporou outros programas de satélite, duas sondas lunares, e o esforço de pesquisa para desenvolver um fo- guete com um milhão de libras força (4,4 MN) de câmara-única para a Força Aérea e o Departamento de Defesa norte-americano. 3.4 – Missões Sputnik Menos de um mês após o lançamento do primeiro Sputnik, e com ele ainda em órbita, a URSS lançou o Sputnik 2. Segundo relato do cosmonauta Grechko, logo após o lançamento do Sputnik 1, Korolev foi ao Kremlin onde Nikita Khrushchev, lider soviético, teria lhe dito “Nós nunca pensamos que você lançaria um Sputnik antes dos americanos. Mas você conseguiu. Agora, por favor, lance algo novo no espaço para o próximo aniversário da nossa revolução.” Korolev cumpriu a deter- minação. Em 4 de novembro de 1957 lançou o Sputnik 2, de 508kg e que levou o pri- meiro ser vivo ao espaço: uma pequena cadela, Laika, recolhida das ruas de Moscou. A princípio os técnicos soviéticos disseram que a intenção era resgatar a cadela com vida e que isso não havia acontecido, porquê o módulo no qual ela se encontrava não se desprendeu do restante do foguete como previsto. Mas, na verdade, o módu- lo não tinha sido projetado para isso, e Laika morreu devido ao superaquecimento do módulo que ocupava, após sobreviver por 10 dias em órbita. Essa informação só foi divulgada depois do fim da URSS. Após ser colocada na posição de confinamen- to, dentro do módulo dotado de ar condicionado e alimentos, inúmeros sensores foram acoplados ao seu corpo e ligados a rádios que transmitiram, através de sinais, a pulsação e a taxa de respiração. O Sputnik 2 se desintegrou na atmosfera em 14 de abril de 1958, mas mostrou que um organismo vivo poderia sobreviver no espaço. O Sputnik 3 foi o primeiro satélite soviético verdadeiramente científico e ti- nha 1327kg. Foi posto em órbita em 15 de maio de 1958 e confirmou a existência do cinturão de Van Allen, descoberto pelo primeiro satélite norte-americano em 31 de O Sputnik 34 O Sputnik janeiro de 1958, o Explorer 1, de apenas 14kg. O Sputnik 3 reentrou na atmosfera em abril de 1960. O Sputnik 4 voou em 15 de maio de 1960 e foi o primeiro de uma série de vôos testes não tripulados do foguete lançador de espaçonaves derivado do Semiorka, o Vostok. O Sputnik 5 foi lançado em 19 de agosto de 1960 e foi o segundo vôo teste do novo foguete Vostok. Dessa vez, foram enviados dois cães, Belka e Strelka, recuperados numa cápsula no dia seguinte, depois de 18 voltas ao redor da Terra. O Sputnik 6 foi o terceiro vôo teste do Vostok, lançado em 1 de dezembro de 1960 com outros dois cães, Ptsyolka e Mushka. Efetuaram 17 voltas ao redor da Terra e morreram em virtude de uma falha que levou à reentrada em um ângulo incor- reto. O Sputnik 7 lançado em 4 de fevereiro de 1961 deveria ser a primeira sonda interplanetária da história enviada a Vênus, mas houve falha no lançamento. Logo em seguida, foi o Sputnik 8, em 12 de fevereiro de 1961, desta vez, com a sonda Reportagem de jornal dos EUA mostrando um cão “tentando fazer contato de rádio” com a Laika, do Sputnik 2. Laika confinada do Sputnik 2. OthOn CabO Winter e CriStianO FiOrilO de MelO 35 Venera 1 com 644kg que, depois de colocada em órbita da Terra, foi lançada em direção a Vênus passando a cerca de 100.000km do planeta. Porém, uma falha nos transmissores interrompeu a comunicação com a Terra quando ela estava a cerca de 5 milhões de quilômetros. Lançado em março de 1961, o Sputnik 9 levou a ca- dela Chernushka ao espaço. Ela foi recuperada com vida após uma volta ao redor da Terra. O último satélite com a designação Sputnik foi o número 10, lançado em 25 de março de 1961, em outro vôo teste do Vostok e levoua cadela Zvezdochka, igualmente recuperada com vida após duas voltas ao redor da Terra. Após o Sputnik 10, as naves soviéticas passaram a receber outras denomina- ções, dependo do projeto ao qual elas pertenciam. 3.5 – Reforma Educacional da Era Sputnik A crise gerada pelo Sputnik nos EUA tinha a peculiaridade de questionar a supremacia norte-americana no campo científico-tecnológico. Então, natural- mente, o sistema educacional também foi apontado como responsável por essa “tragédia”. Em meados da década de 50 várias organizações norte-americanas, como o Conselho Nacional de Pesquisa (National Research Council – NRC), a Fundação Nacional de Ciência (National Science Foundation – NSF) e outras organizações profissionais de Ciências e Matemática, patrocinaram encontros e conferências para discutir maneiras de revisar os currículos dessas matérias. Uma das princi- pais críticas era que os conteúdos de Ciências e Matemática eram fragmentados e apresentados como pedaços de informação a serem memorizados ou ainda ha- bilidades computacionais a serem dominadas, sem desenvolver qualquer senso de relacionamento entre idéias mais amplas. Não era dada a devida atenção ao desenvolvimento histórico do assunto. Outra questão considerada problemática era que as conexões feitas entre os princípios científicos e as aplicações tecnoló- gicas e sociais eram tidas como triviais e vistas como algo que diminuía a quali- dade intelectual dos cursos. Em 1957, na época em que o Sputnik foi lançado, os EUA estariam prepa- rados para o tipo de reforma educacional que muitos cientistas e matemáticos haviam recomendado. A crise iniciada pelo Sputnik foi a grande motivação para as reformas que vieram, e mesmo para aquelas que já haviam se iniciado antes de 1957. No caso das ciências, a reforma havia se iniciado em 1956 com o programa de Física conhecido como PSSC – Physical Science Study Committee. Analogamente, O Sputnik 36 O Sputnik vieram os programas de Química, Chemical Education Materials Study – Chem Study, de Biologia, Biological Sciences Curriculum Study – BSCS, de ciências da Terra, Earth Sciences Curriculum Project – ESCP. Também havia programas de Ciência para a escola elementar (ensino fundamental). Concomitantemente, fo- ram desenvolvidos programas voltados para a Educação Matemática, como, por exemplo, o University of Illinois Committee on School Mathematics – UICSM, e o Greater Cleveland Mathematics – GCM. Uma característica geral nesses programas foi o uso da abordagem de ativida- de-orientada na Educação Científica. A ênfase em Ciência e Matemática aplicadas ao dia-a-dia ou a problemas tecnológicos foi considerada a maior mudança na aborda- gem das disciplinas ocorrida no movimento de reforma educacional da era Sputnik. CAPÍTULO 2 A era espacial Cristiano Fiorilo de Melo e othon Cabo Winter Neste capítulo procuraremos apresentar, numa sequência cronológica, as várias etapas da evolução da conquista do espaço. Inicialmente, a motivação principal foi a corrida espacial entre as duas principais potências mundiais, EUA e URSS. Logo em seguida, veio o interesse comercial, com satélites para uso nas telecomunicações. Em seguida, sondas de grande porte foram utilizadas na ex- ploração científica do Sistema Solar. Simultaneamente, ocorreram as propostas de estações espaciais, como laboratórios orbitais de longa duração. Ao longo dos anos, apenas alguns poucos países conseguiram entrar no seleto grupo dos que constroem e/ou lançam seus próprios satélites. Devido à relevância dos temas, os capítulos 3, 7 e 9 serão dedicados especificamente à ida do homem à Lua, às sondas espaciais e às estações espaciais, respectivamente. 1. O início da exploração espacial Logo após a Segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos da América surgiram como maior potência do planeta e a então União das Repúblicas Socialistas Soviéticas, URSS, como sua rival. A disputa política, diplomática e militar entre ambos, chamada de guerra fria impulsionou o desenvolvimento científico e tec- nológico de maneira jamais vista. Rapidamente, essa corrida generalizou-se para outras áreas, inclusive na exploração do espaço. A erA espAciAl 38 Como vimos no capítulo anterior, o Sputnik foi o marco da exploração do espaço pelo homem e o primeiro de uma família de 10 satélites. Por outro lado, seu lançamento também foi o episódio inicial de uma incrível competição por méritos e descobertas relativas ao espaço travada pela União Soviética e os Estados Unidos ao longo de mais de três décadas. Neste capítulo, mostraremos alguns dos fatos históricos por trás desta “cor- rida” espacial e o seu desfecho atual em que a cooperação uniu essas duas nações, e muitas outras, no principal empreendimento da exploração espacial da atualida- de – a Estação Espacial Internacional. 2. Explorer 1 Após o lançamento dos Sputniks 1 e 2, este último com a cadela Laika, os Es- tados Unidos começaram uma grande reação. Já no dia seguinte ao lança- mento do Sputnik 1, Wernher von Braun (que trabalhava na América desde 1945) prometia o lançamento do primeiro satélite artificial norte-americano, o Explorer 1, dentro de 90 dias. O Foguete utilizado seria o Juno I cujo projeto era coordenado pelo próprio von Braun. O apogeu desta reação foi a criação da NASA em 29 de julho de 1958, através do “National Aeronautics and Space Act of 1958”. O Explorer 1 foi lançado em 31 de Janeiro de 1958. Oficialmente, seu nome era Satellite 1958 Alpha. Foi projetado e construído pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) do Instituto de Tecnologia da Califórnia sob direção do Dr. William H. Pickering. Os instrumentos do Explorer foram projetados e construídos pelo físico Dr. James Van Allen da Universidade do Estado de Iowa e foi o primeiro de um Da esquerda para direita, William H. Pickering, James A. Van Allen e Wernher von Braun seguram um modelo do Explorer 1. Explorer 1, destacando-se suas 4 antenas de fibra de vidro. JP L/ N A SA JP L/ N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 39 longo programa de satélites que se estendeu por mais de quatro décadas. Mas o sucesso do Explorer 1 foi precedido por um fracasso em 6 de dezem- bro de 1957, quando o foguete Juno I explodiu dois segundos após a ignição. O Explorer 1 carregava um contador Geiger cuja finalidade era medir a inten- sidade dos raios cósmicos. Quando o satélite atingia órbitas com altitudes da ordem de 1000km, os contadores paravam de funcionar e só voltavam a altitudes menores. Estudando as variações dos sinais emitidos pelo Explorer 1, Van Allen e sua equipe descobriram os cinturões de radiação que envolvem a Terra, os quais receberam seu nome e passaram a ser chamados de Cinturões de Van Allen. Esses cinturões correspondem a camadas de partículas carregadas, prótons e elétrons, localizadas a cerca de 3000 quilômetros da superfície da Terra, entre 30º de latitude norte e 30º de latitude Sul. As partículas mantêm-se em órbita pela ação do campo magnético da Terra. Entre 10000 e 20000 quilômetros da superfície da Terra existe outra camada de partículas carregadas, predominantemente elétrons, e é bem mais larga que a primeira. A energia dessas partículas pode variar consi- deravelmente, dependendo das emissões de fluxos de plasma do Sol, as chamadas tempestades magnéticas. Também havia no Explorer 1 um sensor de temperatura interna, três sensores de temperatura externa, um sensor de temperatura de nariz-cone, um microfone de impacto de micrometeoritos, e um anel de medidas de erosão de micrometeori- tos. Foram transmitidos dados destes instrumentos para a Terra por 4 antenas de Explosão do foguete Juno I em 6 de dezembro de 1957 em Cabo Canaveral, dois segundos após a ignição JP L/ N A SA Esquema dos Cinturões de Van Allen W ik iP éd iA /m o d if ic A d o A erA espAciAl 40 fibra de vidro, operando em 108MHz. Os Satélites Explorer 3 e 4, também lançados durante o ano de 1958, contri- buíram paraa constatação da existência do Cinturão de Van Allen, assim como a sonda norte-americana Pioneer 3 (lança- da em 6 de dezembro de 1958), o Sputnik 3 e a Lunik 1 (lançados em maio de 1958 e janeiro de 1959, respectivamente), estes dois últimos soviéticos. Do ponto de vista científico e do planejamento de uma missão espacial, o Explorer 1 obteve resultados muito mais expressivos do que os primeiros satélites do programa Spunik. O Explorer 1 deixou de enviar dados em 23 de maio de 1958, mas permaneceu em órbita por mais 12 anos, até reentrar na atmosfera em 31 de março de 1970 e cair sobre o Oceano Pací- fico. Como dissemos anteriormente, o Explorer 1 foi o primeiro de um longo pro- grama de satélites norte-americanos, e até o ano de 2004 foram lançados outros 83. N A SA Foguete Juno I, projetado por von Brawn em 1956 e construído pela então Agência de Mísseis Balísticos do Exército dos Estados Unidos (ABMA) com objetivo de transportar bombas nucleares. Dados: Comprimento: 21,2 metros diâmetro: 1,7 metros massa: 29060 kg. Podia levar cargas úteis de até 11 kg a baixas altitudes. Dados sobre o Explorer I e sua missão Agência organizadora: Army Ballistic Missile Agency, ABmA. Construtor: Jet Propulsion Laboratory, JPL. Lançamento: 31 de janeiro de 1958. Veículo lançador: Juno i. Tempo de missão: 111 dias. Forma e comprimento: cilíndrica, 97cm. Massa: 13,97 kg. Altitude do apogeu: 2550 km. Altitude do perigeu: 358 km. Semi-eixo maior: 7832,2 km. Excentricidade: 0,139849. Inclinação: 33,24º. Período orbital: 114,8 min. Número de órbitas: 56000. cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 41 3. As primeiras missões para a Lua 3.1. Thor-ABLE 1, Agosto de 1958 É certo que os primeiros passos da exploração espacial das décadas de 1950 e 1960 foram dados em meio à guerra fria entre EUA e URSS. Mas o fascí- nio do homem pela Lua sempre foi muito grande. Por isso, menos de um ano após o lançamento do Sputnik, foi organizada a primeira missão de uma sonda lunar, a Thor-Able 1, também conhecida como Pioneer 0. A Able 1 foi lançada em 17 de agosto de 1958 e o sucesso dessa missão poderia ser uma resposta dos EUA aos Sputniks, mas uma falha no sistema de fornecimento de combustível aos motores do foguete encarregado de levar a Able 1 causou sua explosão 77 segundos após o lançamento, a 16 quilômetros de altitude. Seus destroços caí- ram sobre o Atlântico. A Able 1 levava uma câmera de TV que operava na faixa do infravermelho e outros instrumentos de rádio e telemetria além de uma antena de transmissão. A missão havia sido planejada para chegar à Lua em uma órbita hiperbólica em 2,6 dias. Ao atingir as cercanias da Lua, a Able 1 seria colocada em uma órbita lunar de 29000km por, pelo menos, duas semanas. Sem dúvida, se isso tivesse ocorrido, os norte-americanos teriam impressionado. Mas não deu certo. O projeto foi um esforço feito pelos EUA para tomar a frente na corrida es- pacial com a URSS e também em comemoração ao 1º Ano Geofísico Internacional que aconteceu em 1957-1958. A nave era basicamente um cilindro de 74cm de diâmetro e 76cm de altura com cones presos em suas laterais, e um cone para expelir gases produzidos por um pequeno foguete. A nave carregava 11 kg de combustível sólido em um tanque interno e baterias de níquel e cádmio para acionar os foguetes. 3.2. Lunik 1 Mais uma vez, a URSS causou espanto aos norte-americanos, e ao mundo, ao laçar a Lunik 1, a primeira sonda lunar, em 2 de janeiro de 1959. A sonda tinha uma forma esférica, sua massa era de 361,3 kg e seu diâmetro de 60 centí- metros. Presas a um dos hemisférios da Lunik havia cinco antenas de transmis- são e por toda esfera sobressaíam instrumentos científicos em constado direto com espaço. Após o lançamento, a sonda entrou em órbita da Terra ainda acoplada ao ter- A erA espAciAl 42 ceiro estágio do foguete Semiorka cujo diâme- tro era de 2,4 metros e o comprimento de 5,2 metros. Como a Lunik não possuía motores, portanto, o impulso necessário para colocá-la na trajetória lunar foi dado pelo terceiro está- gio. Quando o foguete foi acionado, ainda no dia 2 de janeiro, a Lunik 1 se tornou o primeiro engenho humano a atingir a velocidade de es- cape da Terra. O objetivo da Lunik 1 era colidir com a Lua, mas um pequeno atraso na ignição do foguete fez com que ela “errasse” o alvo e passasse a 5995 quilômetros da superfície lu- nar. Todavia, ela forneceu importantes infor- mações sobre o meio entre a Terra e a Lua. A nave se separou do foguete logo após a ignição, quando ela já se encontrava em uma trajetória hiperbólica em direção à Lua. Ao atingir a distância de cerca de 113000km da Terra, no dia 3 de janeiro, ela liberou 1 kg de um gás laranja. Esta emissão deixou um rastro muito tênue, praticamente invisível a olho nu, mas que pode ser visto ao longo de todo Oceano Índico com auxílio de instrumentos. Isso permitiu aos técnicos soviéticos acompanharem a trajetória da Lunik 1 por algum tempo, ob- servar o comportamento de uma emissão de gás no vácuo e, é claro, mostrar aos americanos que a URSS seria a primeira a atingir a Lua. A passagem pela Lua ocorreu cerca de 34 horas depois do lançamento. Logo após, a Lunik 1 entrou em órbita do Sol cujo período estimado é da ordem de 453 dias, periélio de 146,4 milhões quilômetros, afélio de 197,7 milhões de quilôme- tros e inclinação de 0,01º em relação à eclíptica. Dessa forma, a Lunik 1 também se tornou, além do primeiro artefato humano a escapar da gravidade terrestre, o primeiro planeta artificial do Sol, recebendo o nome de Meichtcha. 3.3. Lunik 2 Lançada em 12 de setembro de 1959 e ejetada em direção à Lua em uma trajetória hiperbólica, foi o primeiro engenho a atingir a superfície Lunar no dia seguinte a oeste da cratera de Autolycus (1ºW e 30ºN) com uma velocidade de Lunik 1 – Primeiro engenho humano a atingir a velocidade de escape da Terra, a passar nas cercanias da Lua e a escapar da gravidade terrestre, tornando-se o primeiro planeta artificial, aliás, em órbita do Sol até hoje, mais exatamente entre a Terra e Marte. N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 43 aproximadamente 3,3 km/s. A Lunik 2 era idêntica à Lunik 1 com forma esférica e diâmetro de 60 centímetros, mas com uma massa maior, de 390kg. 3.4. Lunik 3 Lançada em 4 de outubro de 1959, dois anos após o Sputnik, a Lunik 3 so- brevoou a Lua a uma altitude de 6200 quilômetros, no dia 6 de outubro. No dia seguinte, ela tirou cerca de 30 fotografias da face oculta da Lua a distâncias entre 65200 e 68400 quilômetros. Essas fotos foram divulgadas em 17 de outubro. Após essa aproximação, a Lunik 3 entrou em órbita da Terra com apogeu de 470000 qui- lômetros e perigeu de 40000 quilômetros. 4. Anos 60 e 70, a grande corrida 4.1. O primeiro homem no espaço – Yuri Gagarin Os primeiros satélites (alguns com cães) e as primeiras sondas lunares já haviam mostrado que o espaço poderia ser conquistado pelos engenhos humanos. Só, faltava sacramentar a era espacial com o envio de um ser humano. Mais uma vez, os Soviéticos saíram na frente. Em Janeiro de 1961, a força aérea soviética selecionou 20 pilotos para o pri- meiro vôo espacial com um ser humano. Em 11 de abril de 1961, dois deles esta- vam prontos para decolar a bordo da Vostok 1. Yuri Alekseyevish Gagarin e Ger- man Stepanovich Titov. O próprio Serguei Korolev foi o encarregado de anunciar a decisão. Lunik 3 Fotografia da face oculta da Lua tirada pela Lunik 3 N A SA Após a Lunik 3, a Lua só voltou a receber a visita de outra sonda em abril de 1962, a Ranger 4. A continuação da exploração da Lua merece uma seção à parte. A erA espAciAl 44 Gagarin foi escolhido pela sua habilidade como piloto, excelente desempe- nho nos treinamentos e biotipo adequado para a missão, já que tinha 1,58 metros de altura e 69 kg. Gagarin tinha apenas 27 anos e uma carreira vertiginosa, além disso, era de origem humilde, filho de camponeses,e nasceu em uma fazenda co- letiva. Antes de se tornar piloto, foi metalúrgico. Portanto, a trajetória de Gagarin representava, acima de tudo, o ideal comunista da época. Seu companheiro, Titov, por outro lado, embora possuísse todas as qualidades técnicas era oriundo da clas- se média russa. O foguete utilizado foi o Vostok (uma evolução do Semiorka, utilizado para colocar os primeiros satélites e sondas em órbita) e a nave que entrou em órbita tinha o mesmo nome. A nave na qual Yuri Gagarin permaneceu durante os 108min da missão ti- nha um comprimento de 4,4 metros, diâmetro de 2,4 metros, e massa de 4.730 kg. Era formada por dois módulos: a cápsula de reentrada (onde ficou Gagarin) e o módulo de equipamentos com instrumentos, antenas, tanques de oxigênio e nitrogênio para suporte a vida e combustível para os retrofoguetes, que também ficavam nesse módulo e usavam, óxido nitroso como propelente. A nave possuía lastros internos em apenas um dos lados, o que garantia o posicionamento correto durante a reentrada, já que ela não era manobrável. Havia acomodação apenas para um ocupante em traje pressurizado em um assento ejetável. A nave também possuía duas janelas, uma sobre a cabeça do Gagarin e outra bem próxima do vi- sor de seu capacete (foi desta janela que proferiu a famosa frase, “a Terra é azul”), perto dos seus pés havia um visor ótico (dispositivo de orientação). A orientação da nave (atitude) era obtida por meio de jatos de gás frio. A Vostok, deste primeiro Yuri Gagarin: foto oficialW ik iP ed iA Minutos antes da decolagem N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 45 vôo tripulado, não tinha sistemas de orientação por giroscópios, mas apenas um sistema primitivo, semelhante ao de um relógio, que indicava a posição da nave sobre o globo terrestre. A nave possuía um pára-quedas para descida após a reen- trada, embora o cosmonauta tivesse o seu próprio. Gagarin ejetou após a reentrada a 8000 metros de altitude e desceu usando um pára-quedas, como planejado, embora este fato tenha sido negado durante anos pela URSS devido ao medo que o vôo não fosse reconhecido pelas entidades internacionais, já que Gagarin não acompanhou sua espaçonave até o solo. O foguete começou a subir às 8 horas e 57 minutos (hora de Moscou) do dia 12 de abril de 1961; uma hora depois, a Vostok passou sobre a América e às 10 horas e 32 minutos o módulo habitável se separou do restante da nave (nesse instante, a temperatura externa do módulo era de 1000º Celsius). Após o vôo histórico, Gagarin se tornou herói soviético e viajou por todo o mundo visitando 27 países como símbolo da capacidade tecnológica do regime socialista. Em agosto de 1961, Gagarin esteve no Brasil e foi condecorado com a Esquema da Nave Vostok. No canto direito é apresentada uma comparação de tamanho entre ela e a nave Mercury norte-americana. A erA espAciAl 46 ordem do Cruzeiro do Sul pelo Presidente Jânio Quadro. Ao chegar em Brasília, Gagarin disse: “Parece que estou chegando em outro planeta”, dada a beleza e mo- dernidade da cidade para aquela época. Também Gagarin acabou tendo problemas com a fama e o alcoolismo; chegou a se envolver em um acidente de automóvel em 1961, ao lado de uma en- fermeira, sua amante. Entre 1962 e 1967, Gagarin ocupou o cargo de Deputado no Soviete Supremo. Em 1968, voltou a trabalhar no programa espacial na chamada cidade das Estrelas (Zniozdniy Gorodok, próximo de Moscou) no projeto de novas naves espaciais. Em 27 de março de 1968, Gagarin fazia um vôo de re-qualifica- ção em um MIG-15. O avião caiu 13 minutos após a decolagem causando sua morte; as causas exatas da queda não foram determinadas até hoje. 4.2. O primeiro Americano no espaço Estarrecidos com o sucesso soviético, os norte-americanos não tardaram a enviar um homem ao espaço. O escolhido foi Alan Bartlett Shepard Jr. (1923-1998). Dez anos mais tarde, Shepard comandou a nave Apollo 14 na quarta missão tripu- lada para a Lua. O vôo sub orbital de 15 minutos aconteceu em 05 de maio de 1961 a bordo da Freedom 7 do projeto Mercury. O foguete responsável por colocar a Freedom 7 em órbita, foi o Redstone, um projeto da equipe de von Braun. Presidente Jânio Quadros condecorando Gagarin com a Medalha de Honra do Cruzeiro do Sul, em agosto de 1961 A eB Alan Shepard com a Freedom 7 ao fundo, após o pouso sobre o mar N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 47 4.3. Titov e um verdadeiro vôo espacial Ainda em 1961, no dia 7 de agosto, Titov se tornou o segundo soviético e o terceiro homem no espaço. Ele tinha apenas 26 anos e, até hoje, é o homem mais jovem a ter viajado ao espaço. Essa missão bateu o recorde de permanência no espaço e Titov chegou a sentir enjôo. A nave Vostok 2 estava equipada com equipamento de suporte à vida, rádio e televisão para monitorar as condições do cosmonauta, gravador de fita magnética, sistema de telemetria, equipamentos biológicos e equipamentos de controle manual e automático. A missão executou 17,5 órbitas ao redor da Terra e, assim como Gagarin, Titov desceu usando seu próprio pára-quedas. A missão in- vestigou os efeitos da falta de gravidade por longo tempo no organismo humano, e a habilidade do homem de trabalhar na ausência de gravidade. Talvez este sim deveria ser considerado o primeiro vôo espacial de verda- de, já que Titov executou várias órbitas ao redor da Terra e, diferente de Gagarin, assumiu o controle da Vostok 2. Como vimos, a Vostok 1 tripulada por Gagarin não era manobrável, nem controlada da Terra, lastros internos colocados em ape- nas um dos lados do módulo de serviço garantiram o ângulo correto durante a reentrada na atmosfera. Após este vôo, ele continuou trabalhando no programa espacial Soviético até 1992 e ao longo de sua carreira recebeu inúmeras honrarias dentro e fora dos limites da antiga União Soviética. Uma cratera lunar, localizada German Stepanovich Titov, 1935-1990 N A SA O foguete Redstone decola, levando o astronauta Alan Shepard a bordo da cápsula espacial Freedom 7 N A SA eS A A erA espAciAl 48 do lado oposto da Lua a 28ºN e 151ºE leva seu nome. Titov morreu aos 65 anos em Moscou, vítima de proble- mas cardíacos. 4.4. A primeira mulher no Espaço Valentina Vladimirovna Tereshkova foi a primeira mulher no espaço. Ela nasceu em 06 de março de 1937 na cidade de Yaroslavl (atual Rússia). Aos 18 anos, Va- lentina era operária de uma fábrica têxtil, e com essa mesma idade começou a praticar pára-quedismo de forma amadora. Em 1961, o comando do programa es- pacial Soviético, especialmente Korolev, decidiu enviar uma mulher ao espaço o mais rápido possível e, assim, superar mais uma vez, os norte-americanos na então corrida espacial entre estas duas nações. Em fevereiro de 1962, ela foi admitida para treinamento, principalmente, por sua experiência como pára-quedista, mas também a seu favor, influiu o fato de seu pai, o sargento Vladimir Tereshkova ter morrido como herói em combate durante a guerra paralela travada entre a União Soviética e a Finlândia durante a Segunda Guerra Mundial. Assim, em 16 de junho de 1963, ela subiu ao espaço e pilotou a nave Vostok 6, permanecendo em órbita por 2 dias, 22 horas e 50 minutos. Valentina recebeu várias condecorações da União Soviética, foi presidente do comitê das mulheres soviéticas, assim como Gagarin, tornou-se membro do Soviet Supremo e do Presidium, um grupo especial dentro do governo soviético. Valentina foi eleita a mulher do Século XX em 2001. Atualmente, ela vive em Moscou. Valentina em visita à Finlândia 2002. No traje de vôo W ik eP éd iA W ik eP éd iA Selo comemorativo em homenagem à primeira mulher no espaço W ik eP éd iA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 49 No mesmo mês, outra nave, a Vostok 5, conduzida por Valery Bykovsky, bateu o recorde de resistência no espaço, quando completou uma missão de 5 dias em órbita. Tanto a Vostok 6 de Valentina quanto aVostok 5 de Bykovsky voltaram à Terra em 19 de junho. Ambos saltaram de pára-quedas após a reentrada na at- mosfera terrestre. Bykovsky também participou das missões Soyus 22, em setem- bro de 1976, e Soyus 31, em agosto de 1978. 4.5. Atividade Extra-veicular (AEV) Atividades Extra-veiculares consistem em quaisquer atividades desenvolvi- das por seres humanos fora de suas naves ou estações espaciais. Também se enqua- dram nessa denominação atividades realizadas em outros corpos celestes, como a Lua, por exemplo. Esse tipo de atividade teve início logo no começo dos vôos espaciais. A primeira delas ocorreu em 18 de março de 1965. Ao final da primeira órbita, o cosmonauta Alexei Leonov realizou uma AEV que começou sobre o norte da África, terminou sobre a região leste da Sibéria e durou 13 minutos. Ao término da atividade, Leonov enfrentou dificuldades para retornar ao interior da nave: seu traje havia aumentado de volume e ele não conseguia passar pela escotilha. Para entrar na nave, Leonov precisou realizar uma perigosa operação para diminuir a pressurização interna de seu traje espacial e, então, passar pela escotilha. A primeira atividade extra-veicular norte-americana ocorreu menos de três meses após a de Leonov. Em 3 de junho de 1965, o astronauta Edward H. White II também realizou uma AEV na missão Gemini IV. Os norte-americanos não que- riam ficar para trás na corrida espacial, por isso, White usou um controle de loco- moção de mão movido a gás para garantir uma melhor estabilidade. muitos dizem que Valentina entrou para o programa espacial soviético por amor ao cosmonauta Andrian Nikolayev, com quem se casou e teve duas filhas. A primeira delas nasceu em 1965 e é considerada a primeira criança nascida de pais cosmonautas. Nikolayev foi um dos 20 pilotos selecionados no início de 1961 para o primeiro vôo tripulado soviético e se tornou o terceiro cosmonauta soviético ao comandar a Vostok 3 em agosto de 1962. em 1970 Nicolayev bateu recorde de permanência no espaço a bordo da Soyuz 9 acompanhado do cosmonauta Vitaly Sevastioanov. Trabalhou no programa espacial soviético até 1982, e morreu em julho 2004. W ik eP éd iA Andrian Nicolayev A erA espAciAl 50 Durante a viagem de volta para a Terra da missão Apollo 15 é que aconteceu a única AEV fora da órbita da Terra, pelo astronauta Alfred Worden. Já a primeira EVA ocorrida em outro corpo celeste aconteceu quando Neil Armstrong pisou na Lua, em 20 de julho de 1969. Em todas as atividades extra-veiculares os cosmonautas e astronautas fica- vam ligados à nave por um cabo “umbilical”. Mas em 1984, esse tipo de missão alcançou um novo status quando o astronauta Bruce McCandless, numa missão do ônibus espacial Challenger, realizou uma AEV usando uma “mochila” espacial de controle manual, movida a jatos de gás nitrogênio e sem que nenhum cabo o ligas- se à nave. McCandless chegou a se afastar cerca de 100m do Challenger. A mochila espacial foi chamada de “Buck Rogers”, em alusão ao seriado de TV dos anos 70 de mesmo nome, que contava a vida de um astronauta do século XX resgatado no século XXV após 4 séculos congelado no espaço, em órbita do Sol. Hoje em dia, as atividades extra-veiculares se tornaram freqüentes nas mis- sões dos ônibus espaciais e nas estações espaciais MIR e ISS. N A SA O astronauta Ed White da missão Gemini IV na primeira atividade extra-veicular norte-americana Aleksei Arkhipovich Leonov Leonov com a Terra ao fundo. N A SA Selo comemorativo da primeira atividade extra-veicular da história W ik iP éd iA N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 51 5. Os primeiros Satélites Artificiais Após os primeiros Sputniks e Explorers, satélites de diversos tipos começaram a povoar o espaço. Basicamente, dos milhares de satélites postos em órbita desde o início dos anos 60 é possível definir dois grandes conjuntos segundo suas aplicações: civis ou militares. Os satélites civis têm fins pacíficos e, hoje em dia, são imprescindíveis a um grande número de atividades humanas como telecomuni- cações, previsões meteorológicas, levantamento de recursos minerais e testes de novas tecnologias. Já os satélites militares têm por objetivo espionar o inimigo, seja ele uma nação rival ou, como acontece atualmente, atividades ilícitas envolvendo o contrabando e o tráfico de drogas e armas. Como não poderia deixar de ser, meio à guerra fria, os primeiros satélites eram militares e tinham como principal objetivo efetuar o conhecimento fotográfi- co dos territórios inimigos. Nessa área, os norte-americanos saíram na frente com seus projetos Key Hole e Discoverer. O Discoverer 1 foi lançado em 28 de fevereiro de 1959 e, em 18 de agosto de 1960, o Discoverer 14 tornou-se o primeiro satélite com câmera fotográfica. Do lado soviético, destacou-se o projeto Zenit com mais de 600 lançamentos a partir de dezembro de 1961. Depois dos militares, os primeiros satélites de aplicação civil foram os meteo- rológicos. O primeiro desse tipo bem sucedido foi o norte-americano Tiros 1, lança- do em 1 de abril de 1960, o qual enviou cerca de 23000 fotografias até julho do mes- mo ano, e foi o primeiro de uma série de 10 satélites. Em 26 de março de 1969, data do lançamento do satélite Meteor 1 pela União Soviética, foi assinado um acordo internacional no qual as nações passariam a trocar informações entre si sobre dados colhidos pelos satélites meteorológicos de cada uma, fato importante para época. O astro-nauta Bruce McCandless numa EVA usando a mochila espacial sem nenhum tipo de ligação com sua nave, o ônibus espacial Challenger em 1984. Foto do Challanger tira-da por McCandless. N A SA N A SA A erA espAciAl 52 Logo em seguida, vieram os primeiros satélites de comunicação. Em 12 de agosto de 1960, a NASA lançou o primeiro deles, o Echo 1. Na verdade, o Echo 1 era um enorme balão esférico, feito de plástico e alumínio, com 30 metros de com- primento posto em uma órbita circular de baixa altitude e que transmitia ondas de rádio, demonstrando toda a potencialidade dos satélites destinados às comunica- ções. O Echo 1 tinha capacidade de transmitir 12 ligações telefônicas simultanea- mente, ou um canal de TV entre duas estações em terra sem amplificar os sinais. Além disso, ele também contava com sensores para medir a densidade atmosférica e a pressão de radiação solar. O Echo 1 também era visível a olho nu a partir da Terra. Seu sucessor, o Echo 2, deu continuidade às pesquisas de transmissão de dados via satélite. Em 1962, foi lançado o Telstar 1, o primeiro satélite de comunicação capaz de ampliar o sinal recebido e transmitir os sinais de TV ao vivo entre a Europa e os Estados Unidos e, em 1964, os Jogos Olímpicos de Tóquio foi o primeiro grande evento mundial a ser transmitido ao vivo, via satélite. No final dos anos 60, os Es- tados Unidos, a União Soviética, mais alguns países europeus, o Canadá e a Aus- trália tinham colocado em órbita da Terra mais de 40 satélites de comunicação com capacidade bem superior ao Telstar 1, como os projetos Relay, Intelsat, Syncom dos norte-americanos e os soviéticos da série Molniya e Gorizont. Echo 1 – lançado em 1960 foi o primeiro satélite de comunicações. Era capaz de transmitir 12 ligações telefônicas simultaneamente ou um canal de TV. JP L/ N A SA Telstar 1 – primeiro satélite de comunicações capaz de amplificar os sinais e transmitir sinais de TV ao vivo entre Europa e Estados Unidos N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 53 Ainda no universo das telecomunicações encontram-se os satélites destina- dos à telefonia celular. Muitos projetos já estão sendo utilizados para este fim e outros tantos estão sendo elaborados, como o Globalstar (48 satélites), o Spaceway, e o Teledisc (840 satélites). A partir da década de 90, constelações de satélites destinados ao auxílio à navegação assumiram um papel muito importante para as atividades civis. O objetivo dessasconstelações é fornecer a posição precisa de quaisquer tipos de equipamentos fixos ou móveis sobre a superfície da Terra, tais como navios, avi- ões, veículos diversos, computadores e outros equipamentos eletrônicos portáteis. Inicialmente, esses satélites foram desenvolvidos e utilizados durante as décadas de 70 e 80 para designação de alvos estratégicos sobre o território inimigo. Mas com o fim da Guerra Fria, eles encontraram uma gama enorme de aplicações na vida civil, sendo essenciais para navegação marítima e aérea dos dias atuais. Esses sistemas também são usados no controle de frotas terrestres, principalmente na prevenção de furtos de cargas. Quem já não leu nos caminhões e tantos outros veículos utilitários a frase: “Veículo monitorado por satélite?” O primeiro projeto operacional desse tipo de satélite foi o norte-americano Transit, utilizado de início para fins exclusivamente militares, e posteriormente liberado para fins civis. A constelação de satélites mais conhecida dos brasileiros é o GPS (Global Positionning System ou Sistema de Posicionamento Global) norte- americano, com 24 satélites situados em órbitas em torno de 20 mil quilômetros de altitude. Outra constelação destinada ao mesmo fim é o russo GLONASS (Global Navegation Satellite System ou Sistema de Navegação Global por Satélite), atual- mente, com 17 satélites em órbita (os três últimos lançados em dezembro de 2006). Embora a constelação GLONASS seja operacional, dentro dos domínios do terri- tório russo, ela ainda apresenta muitas falhas de comunicação e, por esse motivo, a Rússia tem planos de aumentar o número de satélites para 24 até 2009 quando, com esta configuração, o sistema poderá operar em escala global e concorrer dire- tamente com o GPS. Os sistemas GPS e GLONASS são frutos de projetos militares e têm seus sinais controlados pelos departamentos de defesa dos Estados Unidos e da Rússia. Isto significa que os usuários podem ser afetados a qualquer momento pelas decisões desses órgãos. No caso do GPS norte-americano, o departamento de defesa, deliberadamente, introduzia erros no sinal da ordem de 100 metros, até o final da década de 90, hoje em dia, para os usuários europeus, o erro é da ordem de 20 metros. Além disso, como aconteceu após os atentados terroristas de 11 de se- tembro de 2001 e também durante a Guerra do Iraque, o sinal foi codificado pelos N A SA A erA espAciAl 54 Estados Unidos por “razões de segurança”. Por outro lado, o ministério da defesa da Rússia liberou em 01 de janeiro de 2007 todas as restrições ao uso do sistema GLONASS para aplicações civis, abrindo as portas para uma disputa comercial com o GPS. A Agência Espacial Européia, por sua vez, pretende lançar em 2008 o projeto Galileo, uma constelação de satélites de posicionamento independente e desenvolvida para o uso civil, diferente do GPS e do GLONASS. Há muitas outras aplicações para os satélites civis, tais como salvamento, teledetecção, rastreamento, rádio amador, etc. Há satélites fúnebres, que levam ao espaço as cinzas de pessoas cremadas, como os satélites da Companhia Celestis sediada na cidade norte-americana de Houston, no estado do Texas, que oferece este serviço em convênio com a NASA desde de 1998. Um outro tipo igualmente interessante de satélites são os experimentais cujo principal objetivo é testar e avaliar novas tecnologias. Um bom exemplo foi a re- cente missão da sonda lunar SMART 1, da Agência Espacial Européia, que testou o novo tipo de motor espacial com impulso contínuo. Satélite GPS Blok 2A Satélite do GLONASSJP L/ N A SA Pr A Vd A No primeiro semestre de 2008, a companhia norte-americana celestis enviará ao espaço as cinzas do ator James doohan “montgomery Scott” (1920-2005) da famosa serie do cinema e da TV Star Trek. A missão receberá o nome de “The Explorer Flight” James “Montgomery Scott” Doohan em dois momentos da série c o rT eS iA S TA rT re k. c o m cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 55 O Brasil na era dos satélites o primeiro satélite artificial operado pelo Brasil foi o Brasilsat A1, lançado em 8 de fevereiro de 1985, a bordo do foguete francês Ariane, a partir da base de kourou na Guiana francesa, e posto em órbita geoestacionária a aproximadamente 36 mil quilômetros de altitude. este satélite deu ao nosso país a independência no se- tor de telecomunicações almejada desde o início dos anos 80, quando a necessidade de um satélite doméstico de comunicações se tornou pungente dado ao tamanho do nosso território e o forte e rápido desenvolvimento econômico do país. o Brasilsat A1 foi construído por uma empresa canadense e era destinado à transmissão de comuni- cações de radiodifusão, tv e telefonia. em 28 de março de 1986, foi posto em órbita geoestacionária o Brasilsat A2. com o fim da vida útil do A1 se aproximando, foi lançado para substituí-lo o Brasilsat B1 em 10 de agosto de 1994, e em 1995, subiu o Brasilsat B2 (já com canais destinados ao mercosul). em fevereiro de 1998, foi a vez do Brasilsat B3; com ele, todo território nacional passou a ter cobertura para transmis- são de dados via satélite. o Brasilsat B4 foi lançado em 17 de agosto de 2000 e junto com o B1, B2 e B3 forma a constelação de satélites de comunicação atual do Brasil. outros dois satélites de comunicação (Star one c1 e c2) estão sendo construídos para melhorar nossas comunicações com a europa, África e Ásia. Todos esses satélites fo- ram construídos por empresas estrangeiras e lançados pelos foguetes franceses. Paralelamente, o Brasil aprendeu a fazer satélites e lançou em 1993 e 1998 seus Satélites de coleta de dados, os Scd 1 e 2, respectivamente. Ambos foram construídos pelo iNPe, instituto Nacional de Pesquisas espaciais, em São José dos campos. estes dois satélites nasceram da vontade dos últimos governos militares no final dos anos setenta. eles idealizaram e lançaram as bases para o desenvolvimento de tecnologia para construção de satélites e seus veículos lançadores no Brasil. Para construir este cenário, o governo criou a missão espacial completa Brasileira, mecB. Além dos Scd’s, o Brasil já desenvolveu dois satélites de sensoriamento remoto em cooperação com a china, os cBrS 1 e 2 (o cBrS 2 foi montado nas dependências do iNPe). outros dois satélites do mesmo tipo estão planejados para os próximos anos. Todos estes projetos serão apresentados em detalhe nos capítulos 5 e 6. Brasilsat 1em Br A Te L A erA espAciAl 56 Tempos difíceis Sendo a corrida espacial um “fruto” da Guerra fria, era de se esperar que algumas aplicações extremas fossem pensadas e até mesmo colocadas em prática pela União Soviética e pelos estados Unidos. Neste contexto paranóico, foram desenvolvi- dos e, em alguns casos, postos em prática, a construção de satélites e naves espaciais capazes de atacar e destruir outros satélites e também alvos sobre a Terra. como exemplos, podemos citar os projetos istrebitel Sputniks e o ASAT soviéticos da década de 60. A partir de 1981, o medo soviético se voltou contra os ônibus espaciais norte- americanos, vistos como veículos de ataque estratégico. em meados dos anos 80, o então presidente americano ronald reagan, apoiado pela poderosíssima indústria aeroespacial e militar norte-americana deu início a um “sonho militar” chamado Star Wars ou simplesmente Guerra nas estrelas (uma alusão à trilogia de mesmo nome do famoso diretor de cinema George Lucas. Será que o lado negro da força repre- sentava o império socialista da União Soviética?). A idéia era construir um escudo contra mísseis lançados de qualquer parte do mundo. os soviéticos perceberam que este projeto não era apenas defensivo, mas também ofensivo. Assim, enquanto a diplomacia soviética exigia um tratado que proibisse a militarização do espaço, seus projetistas criavam o “Star Wars” soviético, com naves de ataque capazes de lançar mísseis inteligentes ou raios laser de alta potência. em 1987, ocorreu o teste de uma nave,“Polyus”, dotada de um canhão laser para auto defesa e capaz de lançar minas nucleares. os testes fracassaram e a nave caiu no oceano Pacífico. m A rk W A d e Esquema da nave de ataque Polyus I, lançada pela URSS em 1987, em uma clara reação ao projeto norte-americano Guerra nas Estrelas. cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 57 6. A corrida para a Lua As sondas já haviam chegado à Lua desde 1959 (Lunik 1), o homem já tinha ido ao espaço com segurança (Gagarin, 1961), dezenas de satélites já estavam em órbita ao redor da Terra. Agora faltava a conquista definitiva da Lua e, depois, nada menos que o Sistema Solar. Talvez os recursos técnicos do início dos anos 60 fossem insuficientes para realizar o sonho da presença humana na Lua. Todavia, a Guerra Fria vivia o auge de suas realizações e os Estados Unidos não queriam e, não poderiam, perder mais essa batalha para os Soviéticos. Em meio a esses acontecimentos, o então presiden- te norte-americano J. F. Kennedy em seu aclamado discurso de 1961 convocou a nação para uma das mais fascinantes epopéias da humanidade: levar um homem à Lua e trazê-lo de volta à Terra com segurança. Assim, foi dada a partida para a conquista da Lua cuja história será contada à parte no capítulo 3. Até 1976, a Lua foi o alvo de cerca de 50 missões, das quais 6 delas tripula- das. Sem dúvida esta foi uma das maiores aventuras da humanidade, mas o glamour da conquista logo se ofuscou. A batalha para colocar o primeiro homem na Lua foi ganha pelos Estados Unidos, que voltaram a ganhar prestígio no delicado jogo da guerra fria com os soviéticos. Por outro lado, embora no início dos anos 70 a União Soviética começava a apresentar sinais de desgaste, seu programa espacial continuou recebendo atenção especial das autoridades e a realizar tarefas fantásticas, sendo dos soviéticos, além do mérito do primeiro satélite artificial, da primeira sonda a colidir com a Lua, do primeiro homem e mulher no espaço, o reconhecimento das missões que levaram as primeiras sondas a Vênus (Venera 3, 1966) e a Marte (Mars 2, 1971). O programa espacial soviético também operou 7 estações espaciais entre 1971 e 2001, com destaque para estação espacial Mir, que ficou 15 anos em operação. A nave Soyuz, hoje em dia operada pela Rússia (herdeira do programa espacial soviético), juntamente com a nave Progress (também Russa) e o ônibus espacial norte americano são essenciais na montagem e suprimento da Estação Espacial Internacional. Como dissemos, a conquista da Lua foi uma epopéia fantástica e será descri- ta no capítulo 3, mesmo assim, apresentamos no esquema da Figura 24 a cronolo- gia desta conquista pelos soviéticos e norte-americanos. Após 1976, ano da última missão soviética (a Lunik 24) nenhuma outra mis- são retornou à Lua até 1990, quando a primeira sonda não soviética nem norte- americana alcançou o satélite natural da Terra: a Muses A. Veja a seguir um resu- mo sobre as missões à lua dos últimos 17 anos e as surpresas que elas revelaram. A erA espAciAl 58 Principais eventos da conquista da Lua cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 59 1990 - MUSES A, lançada em 24 de janeiro de 1990, foi a primeira missão com destino à Lua desde agosto de 1976, quando a Lunik 24 visitou a Lua pela última vez. A sonda tinha 189kg e foi rebatizada de Hiten após o lançamento. Ela constituía-se de dois módulos e uma nave mãe de forma cilíndrica coberta por células captadoras de energia solar. Essa nave levava ainda um pequeno satéli- te/sonda lunar chamado Horagomo que entrou em órbita da Lua em 18 de março de 1990, mas falhou ao enviar dados para a Terra. O objetivo era fazer a sonda de forma poliédrica descer e crivar-se no solo lunar de onde enviaria informações sobre a temperatura do subsolo lunar. Ao contrário das sondas norte-americanas e soviéticas dos anos 60 e 70, a Muses demorou dois meses para entrar em órbita da Lua. Com a Muses A / Hiten, o Japão se tornou o terceiro país a enviar uma sonda para Lua. 1994 - CLEMENtINE, concebida inicialmente como uma missão militar do Departamento de Defesa dos Estados Unidos e do BMDO Ballistic Missile Defense Organization, mas que também foi utilizada para alguns experimentos científicos concebidos pela NASA. Através de um experimento improvisado de radar, a Cle- mentine detectou indícios da presença de água no pólo sul da Lua. A missão in- cluía ainda um vôo de encontro com um asteróide Geographos, mas os resultados desde vôo não foram satisfatórios devido a uma perda acidental de combustível, ela, então, foi posta em ema órbita geocêntrica após o último sobrevôo à superfície N A Sd A N A Sd A Esquema mostrando a alunissagem da sonda satélite Horagomo A erA espAciAl 60 Imagem da superfície da Lua feita por detecção de Laser, Laser Image Detection And Ranging (LIDAR) aparelho levado a bordo da Clementine para determinar a distância exata entre a nave e solo lunarN A SA N A SA FACE VOLTADA PArA TErrA FACE OCULTA 0° 90° 180° 270° rEGIõES POLArES Pólo Norte Pólo Sul Vistas da Lua obtidas pela Clementine N A SA lunar em 20 de julho de 1994, no vigésimo quinto aniversário de descida da Apollo 11. Após esta data, os sinais enviados pela nave ficaram cada vez mais fracos, até que no final desse mesmo mês não foram mais captados pela telemetria. cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 61 1998 - LUNAR PRoSPECtoR, lan- çada em 06 de Janeiro; em março, a NASA anunciou oficialmente que ela havia detecta- do gelo nos pólos da Lua, confirmando as de- tecções da sua antecessora, Clementine. Além disso, realizou inúmeros outros experimentos que mostraram que as regiões próximas aos pólos seriam os melhores lugares para insta- lação de futuras bases lunares. A Lunar Pros- pector ainda investigou a superfície da Lua e os campos gravitacional e magnético da Lua. A missão terminou em 31 de julho de 1999, quando a sonda foi deliberadamente direcionada para colisão em uma cratera do pólo sul da Lua com o objetivo de confirmar a presença de água. Os dados coletados pela Clementine e a Lunar Prospector indicaram a pre- sença de uma grande quantidade de água nos pólos lunares, cerca de 30cm abaixo da superfície. Este anúncio, sem dúvida, reacendeu o interesse pela exploração da Lua, pois, se estas reservas puderem ser exploradas, então, as futuras colônias lu- nares terão água para suporte à vida e obtenção de combustível para foguetes atra- vés do fracionamento da água em hidrogênio e oxigênio líquidos, por exemplo. 2003 - SMARt 1, lançada em setembro de 2003, foi a última missão destinada à Lua e a primeira sonda lunar européia. O corpo da sonda consistia de um cubo de aproximadamente 1m de aresta e dois painéis solares de 6m de comprimento. A SMART 1 era mantida por energia solar e possuía um motor de impulso contí- Ilustração da Lunar Prospector com 295kg N A SA cratera de Glushko (8.4° Norte e 77.6° Oeste) com 43km de diâmetro. A Foto foi tirada a uma altitude de 1600km. As imagens captadas pela SMART 1 estão entre as melhores já feitas até hoje Ilustração mostrando a aproximação da SMART 1 com a Lua. eS A eS A A erA espAciAl 62 nuo que usava gás Xenônio como propelente (ao todo 82kg ou 50l). A aceleração proporcionada por este sistema de propulsão imprimia à sonda uma aceleração de apenas 0,7m/s2. Assim, a SMART 1 chegou à Lua em 15 de novembro de 2004. Ela ficou em órbita da Lua varrendo a superfície com suas câmaras e espectrômetros em busca de minerais e água. No final de julho de 2006 a SMART 1 recebeu um comando da Terra que a levou a colidir com a Lua em uma localidade chamada lago da Excelência (36,44º sul e 46,25º oeste) 7.Exploração Interplanetária A corrida espacial” entre soviéticos e norte-americanos era aberta.Ganhava prestígio quem primeiro atingisse um “alvo” no espaço. Por isso, já no início dos anos 60, Estados Unidos e União Soviética deram início ao envio de sondas es- paciais para os demais planetas do Sistema Solar. Vênus foi o destino das primeiras sondas. Mais uma vez, os soviéticos saíram na frente e, em 7 de fevereiro de 1961, lançaram a Venera. Inicialmente chamada de Sputnik 4. O estágio interplanetário apresentou um problema enquanto ainda estava em órbita da Terra, o que causou um desvio na trajetória interplanetária. Mesmo assim, a Venera passou a cerca de 100.000 quilômetros de Vênus. Sete dias depois, em 12 de fevereiro, outra sonda Missões previstas Japão – está previsto para setembro de 2007 o envio da missão SeLeNe, para pesquisar a origem da Lua. China - entre 2010 e 2012, esse país prevê o envio de uma missão automática, a Chang’e 1, dotada de um veículo para explorar o solo e o subsolo da Lua. em 2015, os chineses têm planos de enviar outra missão automática para coletar amostras do solo lunar e retornar à Terra. EUA - em 2008 está previsto o lançamento da sonda Reconnaissance com a missão de procurar gelo e locais de mineração. Índia - 2008 pretende enviar a sonda Chandrayaan-1, que ficará em órbita da Lua por aproximadamente dois anos. Lunar A Selene N A Sd A N A Sd A “ cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 63 de nome Venera 1 foi lançada e passou a menos de 100.000 quilômetros de Vênus, embora não tenha enviado nenhum sinal. Em novembro de 1965, foi lançada a Venera 3, que pousou na superfície de Vênus em 1 de março de 1966 tornando-se o primeiro engenho humano a alcançar a superfície de outro planeta. Até 1984, a URSS enviou outras 17 sondas para Vênus. Os Estados Unidos também enviaram várias sondas para Vênus, das quais destacamos a Mariner 2 que passou a cerca de 35.000 quilômetros da superfície do planeta em 14 de dezembro de 1962, a Mariner 10, que passou a 5.800 quilômetros (depois seguiu viagem para Mercúrio), a Pioneer Vênus 2 que aterrissou e deixou 5 sondas na superfície do planeta e a sonda Magalhães lançada em 4 de maio de 1989, que chegou a Vênus em 10 de agosto de 1990 e mapeou toda a sua superfície. Em 1962, a URSS iniciou o lançamento das primeiras sondas com destino a Marte. Em 1964, os EUA enviaram as sondas Ma- riner 3 e 4, sendo que esta última passou a 10.000 quilômetros da superfície do planeta vermelho e enviou 21 fotografias. Mas, foi a sonda soviética Mars 2, lançada em 19 de maio de 1971, a primeira a atingir a super- fície de Marte exatamente em 27 de novem- bro de 1971. Ao todo, entre 1962 e 1996, os soviéticos enviaram 10 sondas para Marte. Os norte americanos só chegaram a Marte em 19 de junho de 1976 com a Viking Réplica da sonda Venera 3, o primeiro engenho humano a alcançar a superfície de outro planeta N A SA N A SA Mariner 10 lançada em 03 de novembro de 1973 que visitou Vênus e Mercúrio Réplica da Sonda soviética Mars 3, exposta em uma feira em Moscou N A SA A erA espAciAl 64 1. Menos de dois meses depois, em 07 de agosto de 1976, a Viking 2 pousou e trans- mitiu inúmera imagens da superfície de Marte. Os EUA continuaram enviando sondas para Marte, com destaque para Mars Pathfinder, que pousou em 4 de julho de 1997 e colocou em operação um veículo de 6 rodas, o Sojourner e, mais recen- temente, para a Mars Exploration, que pousou em 04 de janeiro de 2004, levando outro veículo de exploração. Em 2 de março de 1973, a NASA lançou a Pioneer 10 que passou a 131.400 quilômetros de Júpiter enviando 300 fotografias. Após o encontro com Júpiter, a Pioneer 10 viajou para além das órbitas dos planetas tornando-se a primeira sonda a deixar o Sistema Solar. A partir de então, inúmeras outras sondas foram enviadas para explorar o Sistema Solar. Uma abordagem específica sobre este assunto será apresentada no capítulo 7. 8.Estações Espaciais No início dos anos 70, inúmeros satélites já se encontravam em órbita da Terra, dezenas de sondas interplanetárias já haviam alcançado Mercúrio, Vênus e Marte. As naves Vostok e Apollo realizam vôos orbitais com sucesso. O homem acabara de chegar à Lua. Tudo indicava que a conquista da Lua e dos demais pla- netas do Sistema Solar parecia ser uma questão de tempo – de pouco tempo!? Nes- te cenário fantástico, era preciso colocar em órbita um tipo de artefato que já havia sido idealizado por Tsiolkovski desde o início do século XX, as estações perma- nentemente habitadas em órbita da Terra. Em 1923, Hermann Obert chamou estes artefatos de estações espaciais. De acordo com a genialidade destes precursores, Viking 2 lançada em agosto de 1975 N A SA Imagem da superfície de Marte transmitida pela Viking 2 N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 65 Esquema da estação Salyut, com a nave Soyuz acoplada e também de outros, como Von Brown e Korolev, as estações espaciais deveriam servir de base e moradia para os técnicos que montariam as futuras naves espa- ciais com destino à Lua e aos outros planetas. Pois, tais naves não podem ser lan- çadas da Terra completas, elas devem sim, serem enviadas ao espaço em módulos que serão montados inevitavelmente nas estações espaciais em órbita da Terra. Além disso, as estações espaciais servem para um grande número de tarefas que vão desde a realização de experimentos que necessitem de pouca gravidade até observações astronômicas e da Terra, passando pelo estudo dos efeitos do corpo humano sujeito a longos períodos de confinamento e, mais, na ausência da gravi- dade. Uma estação espacial só possui retrofoguetes necessários apenas para corri- gir suas órbitas quando necessário. Como elas podem atingir tamanhos enormes, elas também devem ser levadas ao espaço em módulos e por veículos lançadores. Tragédia o segundo grupo de cosmonautas a ocupar a Salyut 1 por 23 dias, teve problemas técnicos e, por isso, perderam suas vidas ao retornar à Terra. Uma válvula de controle de pressão da cápsula de reentrada abriu e despressurizando a cabine, matando os três cosmonautas. estas foram as únicas mortes registradas ao longo da exploração espacial acima do 100 quilômetros de altitude. As Salyut 2, 3 e 5, tinham objetivos militares e carregavam telescópios para espionagem. esse projeto era ultra-secreto, e conhecido como Almaz. A Salyut 2, foi atingida por estilhaços da explosão do próprio foguete que a levou ao espaço, causando despressurização e problemas nos controles de vôo forçando sua reentrada antes do previsto. As Salyut 6 e 7 permaneceram por longos períodos em órbita e nelas foram quebrados sucessivamente vários recordes de permanência no espaço. A erA espAciAl 66 Como os norte-americanos chegaram primeiro à Lua, então, embora os sovi- éticos tenham enviado e recuperado algumas naves automáticas, foi natural que a URSS se dedicasse ao estudo e ao desenvolvimento de estações espaciais antes dos EUA. Desta forma, as primeiras estações espaciais foram postas em órbitas pelos soviéticos. O primeiro programa de estações espaciais da URSS foi chamado de Salyut. Ao todo, foram postas 6 estações em órbita da Terra entre 1971 e 1982. Os Estados Unidos lançaram em 14 de maio de 1973 a estação espacial Skylab. Depois da última missão tripulada, de novembro de 1973 a fevereiro de 1974, a Skylab deveria permanecer em uma órbita de estacionamento por, pelo menos, 8 anos até que a NASA fosse capaz de lançar o ônibus espacial para reabastecê-la. Todavia, o aumento da atividade solar nessa época aqueceu as camadas superiores da atmosfera aumentando o arrasto atmosférico sobre a estação, forçando-a a reentrar em 11 de julho de 1979. Seus escombros caíram sobre o Oceano Índico e o oeste da Austrália. Em 20 de fevereiro de 1986, os soviéticos colocaram em órbita a estação espa- cial MIR a uma altitude de 390 quilômetros. Ao longo de sua vida útil, a MIR che- gou a 120 toneladas de massa e um espaço interno de 400m3. Ela ficou em órbita atéo dia 23 de março de 2001, quando entrou na atmosfera terrestre com seus destroços caindo sobre o Oceano Pacífico. A MIR pode ser considerada um marco da explora- ção espacial. Com o fim da União Soviética e da Guerra Fria, a MIR passou a receber visitantes de várias nações, inclusive norte-americanos. O Sucesso da MIR, que ao todo recebeu 55 missões, sendo 30 internacionais, abriu as portas para a cooperação entre russos, norte-americanos, a agência Espacial Européia e outros países como Índia e Brasil para a construção da Estação Espacial Internacional, ISS. Encontro Apollo-Soyus: primeiro passo para a cooperação atual em um esforço para mostrar competências de um lado e de outro, os programas espaciais norte-americanos e soviético conceberam uma missão conjuntas que resultou no acoplamento das naves Apollo 18 e Soyuz 19 em 17 de julho de 1975. os astronautas da Apollo eram Thomas P. Stafford, Vance d. Brand e donald k. Slayton. os cosmonautas da Soyuz 19 eram Alexei Leonov (o mesmo cosmonauta a realizar o primeiro passeio espacial fora de uma nave em 1966) e Valeri kubasov. Insígnias da missão Apollo-Soyus N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 67 Em novembro de 1998, começaram os lançamentos para montagem da Esta- ção Espacial Internacional, a ISS. Os esforços para construir e manter em órbita a ISS mostram que uma nova era da exploração espacial teve início, já que ela envol- ve várias agências espaciais dos Estados Unidos, Rússia, Europa, Canadá, Japão e também do Brasil. Juntas, estas nações trabalham para que a presença do homem no espaço se perpetue. A ISS está em órbita a 360 quilômetros de altitude e recebe, periodicamente, as visitas das naves russas Soyuz e Progress e do ônibus espaciais norte-americanos, para reabastecimento e troca de tripulações desde 2002. O capí- tulo 9 é dedicado exclusivamente às Estações Espaciais. 9.Os Ônibus Espaciais As naves espaciais dos anos 60 e 70, como a Vostok soviética e a Apollo norte- americana, podem ser classificadas como “descartáveis”. Isto é, voavam ape- nas uma vez. Mas tanto os programas espaciais da URSS como dos EUA previam, desde o início da década de 70, a manutenção em órbita de estações espaciais. Daí, em meados dos anos 70, surgiu a necessidade de se construir um veículo capaz de ir e vir várias vezes ao espaço, ligando a Terra às estações, tal com fazem os aviões, ligando uma cidade às outras. Um sorriso no espaço em 30 de março de 2006, o primeiro astronauta brasileiro participou da missão “centenário” a bordo da iSS. o Tenente coronel da fAB marcos Pontes partiu do cosmódromo de Bayconur, cazaquistão, a bordo da nave russa Soyuz TmA8 levando na bagagem 8 experimentos que foram realizados na iSS. Pontes voltou à Terra em 8 de abril. Por esbaldar simpatia e ter estampado em seu rosto um sorriso constante, a imprensa russa comparou Pontes ao cosmonauta Yuri Gagarin. Tripulação da Soyuz TM8: Marcos Pontes (esquerda), o russo Pavel Vinogradov (Centro) e o norte-americano Jeffrey Williams (direita). Vinogradov e Williams permaneceram na ISS substituindo a tripulação anterior formada pelo russo Valery Tokarev e o norte- americano William McArthur. Estes dois últimos mais o brasileiro voltaram à Terra utilizando a nave Soyus TM7, até então estacionada na ISS e utilizada para levar Tokarev eMcArthur ao espaço. A eB A erA espAciAl 68 Estes veículos receberam a denominação de “Space Shuttle”, cuja tradução para o português seria “lançadeira espacial”, mas nós os conhecemos mesmo é por ônibus espaciais. O primeiro ônibus espacial construído foi o norte-americano Columbia e voou em 12 de abril de 1981. Para serem lançados, os ônibus espaciais são aco- plados a um lançador constituído de um tanque externo e dois foguetes. O com- bustível do tanque externo é usado pelos dois propulsores e também pelos três motores principais do veículo durante a decolagem. Quando a altitude de 45 quilômetros é alcançada, os propulsores se separam do tanque e caem no mar, sendo resgatados imediatamente, pois eles servirão para outras missões. O tan- que acompanha a nave até uma altitude de aproximadamente 110 quilômetros, quando seu combustível acaba. Ele é então, incinerado devido ao atrito com a atmosfera na reentrada. A partir daí, a nave chega até a órbita pretendida pela missão, entre 180 e 450 quilômetros de altitude utilizando seus próprios motores e combustível interno. O ônibus espacial pode levar e colocar em órbita até 4 sa- télites ou sondas, armazenados no seu compartimento de carga, que fica localiza- do entre a parte frontal e os motores. A parte frontal, por sua vez, é o lugar onde ficam a cabine de comando e o alojamento da tripulação. Dependendo da missão, o compartimento de carga pode levar o “spacelab”, ou laboratório espacial, para realização de diversos experimentos. O compartimento de carga ainda possui um braço mecânico articulado para colocar e resgatar satélites e sondas, além de permitir que os astronautas executem atividades extra-veiculares. No retorno à Terra, a nave pousa suavemente como um avião comum No lançamento, os foguetes liberam um empuxo equivalente ao de 30 aviões Boeing 747 em decolagemN A SA N A SA cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 69 Os EUA construiu, ao todo, 7 ônibus espaciais até hoje, cinco deles, Co- lumbia, Challenger, Discovery, Atlantis e Endeavour já realizaram mais de 100 missões no espaço. Outras duas naves construídas foram a Enterprise, usada nos primeiros testes do veículo, mas nunca entrou em órbita, e a Pathfinder, que é na verdade um simulador usado no treinamento dos astronautas. O Challenger e oa Columbia foram perdidos em acidentes em 1986 e 2003, respectivamente. A principal missão dos ônibus espaciais é levar grandes quantidades de cargas ao espaço, satélites, sondas mas, também realizar vôos para execução de experimentos científicos em órbita. O ônibus é lançado ao espaço como um foguete e, após a realização das tarefas, ele volta à Terra e pousa como um avião comum. Por isso, ele é muito parecido com um avião, porém sua estrutura in- terna, feita de alumínio, é recoberta por um material isolante. O nariz e a parte inferior do veículo são cobertos por cerâmicas especiais capazes de resistir às altíssimas temperaturas atingidas pela nave durante a manobra de reentrada. Curiosamente, a cerâmica é colocada manualmente em forma de peças, e não existem duas peças iguais. O ônibus espacial também tem 44 pequenos foguetes O ônibus espacial Atlantis acoplado à ISS. Ilustração. A eB Buran sendo preparado para o lançamento em 15 de novembro de 1985. O foguete que levou o Buran ao espaço foi o potente Energia. No geral, o conjunto tinha dimensões compatíveis com o sistema norte-americano W ik iP éd iA Kliper, a promessa da Rússia para 2020! W ik iP éd iA A erA espAciAl 70 distribuídos ao longo de sua fuselagem, além dos três principais e dois auxilia- res na parte traseira. Estes últimos são responsáveis pela execução das mano- bras realizadas em órbita. Os ônibus espaciais norte-americanos são de grande importância para o pro- grama da Estação Espacial Internacional, pois sua capacidade de carga permite o carregamento das grandes peças que formam a estrutura da estação. No final dos anos 70 e início dos anos 80, os EUA já tinham recuperado seu prestígio diante da URSS na corrida espacial e a construção e operação dos ônibus espaciais demonstrou isto na prática. Mas, a Guerra Fria ainda não havia acabado e o alto escalão do governo soviético da época acreditava que o ônibus norte-ame- ricano poderia se converter em um lançador de armas nucleares espacial. Então, em 1976, o programa espacial da URSS recebeu luz verde para projetar e construir seu próprio ônibus espacial, o primeiro deles foi chamado de Buran (nevasca, em russo), e tinha uma capacidade muito parecida com o norte-americano. Porém, o sistema de propulsão do Buran era diferente do veículonorte-americano. Ao todo, foram realizados 24 vôos de teste e dois vôos sub-orbitais, um em julho de 1983 e outro em novembro de 1988. A última missão durou 1 hora e meia, o veículo atingiu uma altitude de 256 quilômetros e deu 2 voltas ao redor da Terra e, assim, como os outros testes, este vôo foi totalmente automático. O programa de desenvolvimento do ônibus espacial soviético não foi adian- te, provavelmente, por dois motivos. Primeiro, porquê os computadores dispo- A agência espacial européia, eSA, chegou a planejar um “mini” ônibus espacial chamado Hermes, mas os custos altíssimos do projeto levaram ao seu cancelamento em 1989. ele seria posto em órbita por uma variante do foguete Ariane. o Japão também teria estudado a construção de um veículo semelhante. Hermes “Mini” ônibus espacial japonês Hope-x. O projeto foi abandonado W ik iP éd iA N A Sd A cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 71 Acidentes e Tragédias na Conquista do Espaço Apesar da tecnologia de ponta e práticas de segurança por trás dos programas espaciais, desastres ocorreram desde o início da exploração espacial, e as vidas de muitos astronau- tas e técnicos foram perdidas. Alguns deles ficaram na história da exploração espacial. O primeiro grande acidente ocorreu em 24 de outubro de 1960, quando uma explosão em uma plataforma de lançamento matou dezenas de cientistas e técnicos da URSS. Em 27 de janeiro de 1967, os astronautas Virgil Ivan Grisson, Edward Higgins White e Roger Bruce Chaffee morreram no solo em um incêndio dentro da cabine de comando, no projeto que ficou conhecido como Apollo 1. Em março de 1966, a nave Gemini VIII tripulada por Neil Armstrong e David R. Scott ficou desgovernada no espaço, mas os tripulantes conseguiram consertá-la e regressar à Terra. Em abril de 1967, o cosmonauta Vladimir Komarov teve uma variedade de problemas técnicos com a nave Soyus e acabou morrendo no pouso. Este acidente atrasou o progra- ma espacial soviético em 18 meses. Em 21 de fevereiro de 1969, um foguete do programa lunar soviético caiu logo após o lançamento sobre uma cidade no Cazaquistão matando 350 pessoas. Em 11 de abril de 1970, devido a um acidente grave, provavelmente ocasionado por colisão com um meteorito, a Apollo 13, que seria a terceira missão tripulada norte-ame- ricana a pousar na Lua, ficou seriamente avariada e não pode cumpri-la. Com o mínimo de oxigênio e muito trabalho, tanto da tripulação quanto do pessoal de Terra, a nave de comando e o módulo de pouso conseguiram dar uma volta ao redor da Lua e retornar à Terra. Este é sem dúvida o mais famoso acidente da história da exploração espacial, ten- do, inclusive, um filme sobre o episódio. A frase que marcou o evento foi: OK, Houston, we’ve a problem here. Em 30 de junho de 1971, a despressurização da nave Soyuz T-11 matou os cosmonautas Georgy Dobrovolsky, Vladislav Volkov e Viktor Parsayev, que haviam cumprido uma missão de 23 dias em órbita na estação Salyut 1. Em 18 de março de 1980, o propulsor do Cosmódromo Ple- setsk (ex-URSS) explodiu durante seu carregamento e matou 50 técnicos que estavam no local. Em 28 de janeiro de 1986, um defeito nos tanques de com- bustível causou a explosão do ônibus espacial Challenger, matando todos seus ocupantes, inclusive a professora Christa MacAulife, a primeira civil a participar de um vôo espacial. Recentemente, em 2003, o ônibus espacial Columbia ex- plodiu nos procedimentos finais de pouso, matando todos os seus tripulantes. Em 22 de agosto de 2003, uma explosão destruiu o Veículo Lançador de Satélites brasileiro, o VLS 1, na base Alcântara, no Estado do Maranhão. Uma possível causa teria sido a ignição espontânea de um dos quatro motores do VLS-1. A explosão destruiu os equipamentos e matou 21 pessoas entre técnicos e engenheiros. Visão dos danos no módulo de serviço da Apollo 13, fotografado pela escotilha do Módulo de Comando após a separação. N A SA A erA espAciAl 72 níveis à época no programa espacial soviético eram insuficientes para controlar a complexidade por trás do vôo de um veículo com mais de 4 dezenas de retrofogue- tes. O segundo motivo é que na segunda metade da década de 80 a União Soviética vivia seus últimos dias e o projeto da estação espacial MIR ia muito bem. Portanto, era natural, diante esse quadro político e de recursos escassos, que a MIR recebesse maior atenção. Estava prevista uma missão de acoplamento entre o Buran e a MIR 1991, mas ela não aconteceu e o programa de ônibus espacial foi oficialmente inter- rompido em 1993 pelo presidente russo Boris Yeltsin, quando a União Soviética já não existia mais. Nesta ocasião, outros dois veículos estavam em construção, o Ptichka (pequeno pássaro, em russo) estava previsto para 1990, enquanto um terceiro veículo deveria ter ficado pronto em 1992. Estes veículos não chegaram a sair dos locais onde foram construídos. 10. Países com Tecnologia Espacial Atualmente, apenas 8 países mais a agência espacial européia (que reúne em um consórcio 17 nações do continente europeu), têm capacidade indepen- dente de construir e lançar veículos espaciais. Isto é, possuem capacidade tecno- lógica e industrial para construir veículos lançadores (foguetes), satélites e sondas lunares e interplanetárias. Estas nações, listadas na tabela abaixo, correspondem a um grupo de países com os mais modernos parques industriais do planeta, o que mostra o grau de complexidade e de investimento necessários para essa tarefa. País Primeiro Bases de Número aproximado lançamento lançamento de veículos em Sat./Fog. órbita (atualmente) UrSS/rússia 04/10/1957 Sputnik/Semiorka 1390 cosmódromo de Baikonur, cazaquitão eUA 31/01/1958 explorer/Juno i 1005 cabo canaveral, flórida frança 26/11/1965 Astérix/diamant 43 Hammanguir, Argélia cristiAno Fiorilo de Melo e othon cAbo Winter 73 Existem países com capacidade industrial para construir satélites e operá-los. Há outros com capacidade reconhecida para construção tanto de satélites quanto de veículos lançadores, mas com projetos independentes suspensos em prol da coo- peração com outros países, como é o caso da Itália e Alemanha na Europa, membros da ESA, do Canadá, ou em desenvolvimento, como é o caso do Brasil, Cazaquistão, Irã, Egito e Coréia do Sul. A tabela abaixo contém informações destes países. País Primeiro Bases de Número aproximado lançamento lançamento de veículos em Sat./Fog. órbita (atualmente) Japão 11/02/1970 Õsumi/Lambda 102 centro espacial de Tanegashima, Japão china 24/04/1970 dong fang Hong i / 53 Longa marcha centro de Lançamento de Satélites Jiuquan, china reino Unido 28/10/1971 Prosper X-3 / Black Arrow 23 Woomera, Austrália Agêncial 24/12/1979 cAT1 / Ariane 1 40 espacia centro espacial de koorou, européia, eSA Guiana francesa. Índia 18/07/1980 rohini/SLV 31 centro espacial Satish dhawan, Índia israel 19/09/1988 ofeg 1 / Shavit 6 Base aérea Palmachim, israel País Histórico canadá Tornou-se o terceiro país a lançar um satélite, Alouette 1, em 1962, utilizando o foguete norte americano redstone. itália Lançou seu primeiro satélite em 1967, o San marco usando o foguete redstone, com o apoio dos estados Unidos. Atualmente, a itália faz parte do consorcio de nações da Agência espacial européia, eSA. A erA espAciAl 74 Existem ainda alguns lançamentos não confirmados pela comunidade inter- nacional, mas que foram reivindicados pelos países de origem: Entretanto, nenhuma destas iniciativas foram confirmadas oficialmente. iraque em 1989, anunciou o lançamento de um satélite com seu próprio foguete Tamouz. coréa do Norte reivindicou o lançamento em 1998 do satélite kwangmyongsong pelo míssil Taepodong-1. irãn lançou em 25 de fevereiro de 2007 um satélite, mas o lançador não ultrapassou a barreira de 100km. País Histórico Austrália Lançou seu primeiro satélite em 1967, o WreSAT usando o foguete redstone, com apoio dos estadosUnidos e do reino Unido. Brasil Lançou seu primeiro satélite em 1985, mas desenvolve um progra- ma espacial desde a década de 60 com a intenção de construir seu próprio veículo lançador. Possui um programa de construção de seus próprios satélites, executa, com bastante experiência, o rastre- amento e o controle de satélites. Atualmente, mantém 8 satélites em órbita, sendo dois em cooperação com a china. egito Lançou em 1998 seu primeiro satélite, NileSat 101, com o Ariane (eSA). Atualmente, mantém 3 satélites em órbita. cazaquistão Lançou em 2006, cazSat. Atualmente em órbita. ElbErt E. N. Macau 75 CAPÍTULO 3 Chegamos à Lua ElbErt E. N. Macau Neste capítulo apresentaremos o contexto histórico/político e científico/ tecnológico dos projetos que levaram o homem à Lua. Dentre eles daremos des- taque ao Programa Mercury e ao Programa Apolo, passando por detalhes técni- cos e tragédias que ocorreram ao longo de todo o processo. 1. Introdução Houston, aqui é da Base da Tranqüilidade. A Águia pousou”. Com essas palavras, Neil Armstrong comunicou ao Centro de Controle da missão Apollo, situado em Houston, que o módulo lunar ”Eagle” havia pousado na super- fície da Lua. Eram 17h17m, horário de Brasília, de 20 de julho de 1969 e a humani- dade finalmente testemunhava a realização de um sonho acalentado desde tempos imemoriais. Cerca de seis horas mais tarde, milhões de pessoas em todo o mundo pararam para assistir pela televisão e “ao vivo” a escotilha da nave se abrir para a saída de Armstrong, que se tornaria o primeiro homem a pisar na superfície lunar. Ao tocar o solo, ele pronunciou a seguinte frase: “Este foi um pequeno passo para o homem, mas um gigantesco salto para a humanidade”. De fato, o programa que permitiu levar o homem até a Lua e trazê-lo de volta, são e salvo, foi um fabuloso empreendimento de engenharia, que envolveu durante uma década cerca de 40000 pessoas num minucioso trabalho coordenado entre in- “ chEgaMos à lua 76 dústrias, universidades e centros de pesquisas. Foi o grande desafio, que gerou dis- pêndios de cerca de 136 bilhões de dólares (valores corrigidos para 2006), superou inúmeros problemas tecnológicos e políticos, envolveu riscos, momentos difíceis e vários acidentes, inclusive um fatal. É considerado até hoje como o programa mais ambicioso e complexo já empreendido pela humanidade, sendo a prova irrefutável das grandes conquistas que o homem é capaz de realizar quando ele utiliza a mente e recursos unidos com suficiente determinação, coragem e organização. Recordar e reviver as etapas que tornaram possíveis este empreendimento é transmitir uma mensagem de esperança e de fé na capacidade que o homem tem de resolver pro- blemas, tornando nosso mundo melhor e mais justo para se viver. O Programa Apollo, cujo objetivo era levar o homem até a Lua, surgiu num con- texto muito especial de nossa história recente. Vivia-se a “Guerra Fria”, período que se seguiu ao final da II Guerra Mundial e perdurou até 1991, onde Estados Unidos e a ex- União Soviética – as superpotências – travavam uma verdadeira “batalha estratégica” com o objetivo de “dominar ideologicamente” o mundo. O termo foi cunhado em 1947, pelo conselheiro político americano Bernard Baruch e pelo comentarista político Walter Lippman e referia-se a um conflito que nunca chegaria a um embate militar direto (daí ser uma guerra “fria”). Assim, segundo a visão americana, de um lado ficava o “Mundo Livre”, constituído pelos Estados Unidos e seus aliados, enquanto do outro, atrás da “Cortina de Ferro”, alinhavam-se a URSS e seus países aliados, regidos pelo comunis- mo. Essas duas visões diferentes de mundo – capitalismo X comunismo – se mostra- ram irreconciliáveis, o que resultou na mais perigosa e custosa corrida armamentística jamais vista, envolvendo trilhões de dólares e levando o Mundo, em vários episódios sombrios, às portas de uma III Guerra Mundial que, se fosse deflagrada, certamente, não teria vencidos nem vencedores, mas apenas sobreviventes. Nesse contexto, o do- mínio do espaço se mostrava altamente estratégico, pois aquele que o tivesse demons- traria ao mundo ser o detentor da mais eficiente e refinada tecnologia, que poderia ser empregada nas mais diversas áreas, tanto civis, quanto militares. Seria possível vigiar incessantemente o oponente, interferir em seus movimentos e até mesmo lançar ataques indefensáveis. Por conseguinte, o mundo se curvaria diante daquele que dominasse o espaço e esta seria uma demonstração incontestável de superioridade, consequência maior dos benefícios advindos da escolha ideológica feita pelo vencedor. Daí, a “bata- lha espacial” era a guerra a ser vencida, o que justificava que se concentrassem todos os meios e recursos, possíveis e impossíveis. E essa batalha começou sendo perdida pelos americanos. Estes, como vere- mos, conduziam seus esforços espaciais através de vários programas, alguns deles ElbErt E. N. Macau 77 sobrepostos e concorrentes entre si, distribuídos por diversos órgãos e institutos de pesquisa e desenvolvimento, tanto civis, como militares. Em 4 de outubro de 1957, os soviéticos surpreenderam os americanos, lançando com sucesso o “Sputnik I”, o primeiro artefato feito pelo homem a entrar em órbita da Terra. Este satélite, que pesava cerca de 90 Kg, foi colocado numa órbita elíptica e a cada 90 minutos dava uma volta completa ao redor do planeta, passando em seu trajeto inclusive por Washington, DC, a capital americana. Com essa realização, os soviéticos forneciam uma amostra irrefutável do seu poderio e supremacia tecnológica, mostrando ao mundo que estavam num patamar de superioridade em relação aos americanos. A reação americana foi imediata, porém demoraria muito tempo para adquirir o vigor necessário para confrontar os soviéticos. Por muitos anos que se seguiriam, incontestavelmente, os soviéticos foram superiores. No âmago da “corrida espacial”, a conquista da Lua se mostrava como o “objetivo supremo”. Desde tempos imemoriais, o homem se deslumbra com a Lua e seus mistérios. Ao nosso companheiro cósmico estão associados inúmeras estó- rias, lendas e superstições. Os chineses antigos fizeram da Lua o patrono dos po- etas e ela vem servindo de inspiração aos poetas de todos os povos e civilizações, desde tempos imemoriais. Para os gregos antigos, a Lua era Selene, deus da noite, enquanto os romanos a chamavam de Luna. Diversos povos indígenas se com- portam diante de eclipses lunares fazendo todo o barulho possível para afugentar o “monstro” que estaria devorando nosso satélite natural. Por outro lado, muito tem sido escrito sobre a Lua e seus possíveis habitantes. Plutarco, lá pelo ano 100 d.C., em seu livro “A Face da Lua”, sugeriu que ela seria habitada por criaturas semelhantes a demônios. As idéias de Plutarco influenciaram seu contemporâneo Luciano, que na obra “Vera História” nos relata a tripulação de um barco que foi arremessado pela força da tempestade até ‘as vizinhanças da Terra, onde seus tri- pulantes tiveram encontros com os habitantes lunares. E mesmo Johannes Kepler, que concebeu as três leis do movimento planetário, escreveu um conto em que retratava as criaturas lunares vivendo em cavernas para escapar do calor do Sol. Porém, o grande inspirador moderno para se conseguir alcançar a Lua foi o grande ficcionista francês Júlio Verne que, em sua obra “Viagem ao Redor da Lua” descreveu em detalhes a conquista da Lua empreendida através de um imenso canhão que disparou uma cápsula tripulada em direção ao nosso satélite natural. Lendas e ficções à parte, ir à Lua sempre foi um imenso desafio em todos os sentidos, um desafio que foi vencido depois de árduo esforço pelos americanos em 20 de julho de 1969 e cuja história aparece aqui descrita. chEgaMos à lua 78 2. O Programa Mercury Grandes feitos são normalmente associados a uma ou poucas pessoas que são justamente aquela ou aquelas que estão na parte visível e proeminente, asso- ciadaao feito. Entretanto, estas pessoas, em geral, devem o sucesso de suas reali- zações a uma equipe, muitas vezes grande, que se dedicou ao extremo em busca das conquistas tecnológicas que propiciaram aquele resultado. Esse é precisamen- te o caso da exploração do espaço pelo homem. Invariavelmente vem à memória, o nome dos astronautas ou cosmonautas que estiveram no controle das missões pioneiras. O nome deles é que entra definitivamente para a história. Entretanto, a conquista espacial é um feito eminentemente tecnológico, empreendido por equi- pes técnicas extremamente dedicadas que conduziram suas tarefas com maestria e precisão, levando a tecnologia aos limites do impossível. Os desafios a serem su- perados eram enormes, nunca antes empreendidos. Conquistas tecnológicas pre- cisavam se transformar em sistemas complexos, que deveriam funcionar com pre- cisão à toda prova. Um planejamento minucioso estava por trás de tudo. Nenhum passo foi dado sem que fosse antes repetido à exaustão, em programas rigorosos de treinamento. Acima de tudo, o sucesso da conquista espacial pelo homem veio coroar o desenvolvimento tecnológico de nossa humanidade. Dizendo isto, não se quer tirar o mérito dos protagonistas, os astronautas e cosmonautas. Na verdade, eles foram indispensáveis e conquistaram merecidamente seus lugares na história. Não poucas vezes, sistemas complexos e exaustivamente testados antes, deixaram de funcionar como deveriam e a missão só alcançou o sucesso devido à interven- ção certa e precisa deles próprios. E alguns destes fatos são aqui destacados. A NASA foi criada tendo por meta imediata e principal levar o homem ao espaço. Para atingir essa meta, foi criado o Programa Mercury, cujo nome se inspirou no deus Mercúrio da mitologia romana, que é associado à velocidade. O programa durou entre 1959 e 1963 e teve por objetivo os seguintes itens: 1. Levar um veículo tripulado a um vôo orbital em volta da Terra; 2. Investigar a capacidade de desempenho do homem e suas habilidades funcionais quando exposto ao ambiente espacial; 3. Trazer o tripulante e seu veículo sãos e salvos de volta à Terra. Quando esses objetivos foram delineados, era convicção geral de que as tec- nologias que os tornariam factíveis já existiam, embora fosse necessário aprimorar muitas delas e associá-las de forma harmônica em um todo, compatível com os requisitos de projeto. Levar um homem ao espaço significava submetê-lo às con- ElbErt E. N. Macau 79 dições mais extremas existentes. A começar pelas acelerações a que seria submeti- do durante o lançamento. No espaço, existem variações extremas de temperatura, além de um ambiente de microgravidade, de vácuo, e de exposição a raios cósmi- cos. O grande desafio seria o de se conceber sistemas que permitissem preservar as condições vitais do viajante, o que significava desenvolver requisitos de projeto rigorosos para construir trajes especiais de vôo e subsistemas de suporte e controle ambiental, os quais deveriam atuar para manter adequadas as condições internas do veículo espacial. Além disso, havia dúvidas sobre como seriam as reações bio- lógicas e psíquicas do astronauta no espaço, em especial se submetido a vôos de longa duração e situações críticas ou estressantes. Desde o início da década de 50, com o desenvolvimento dos foguetes, de aviões para vôos em alta altitude e dos sistemas de monitoramento de sinais vitais via telemetria, vários experimentos foram realizados com seres vivos. Esses expe- rimentos permitiram o desenvolvimento da Medicina Aeroespacial, ou seja, uma especialização voltada à ambientação de seres vivos às condições de espaço e suas consequências. Sistemas específicos foram desenvolvidos, os quais propiciaram a realização de experimentos na Terra que reproduziam, de alguma forma, as condi- ções espaciais. Mesmo assim, era impossível predizer por quanto tempo o ser hu- mano resistiria ao ambiente espacial, tanto do ponto de vista físico-biológico, como do ponto de vista psicológico. Também não se sabia se durante um vôo espacial as condições funcionais do ser humano seriam preservadas de forma a permitir a rea- lização de tarefas críticas associadas à sua missão no espaço. Eram estas as maiores fontes de incerteza e apreensão associadas ao Programa Mercury. Existindo um objetivo maior, porém, era crucial definir as linhas de ação a serem seguidas para atingi-lo. Essas linhas de ação se relacionavam ao estabeleci- mento de um plano detalhado a ser cuidadosamente seguido. Ao invés de buscar a inovação em todas as etapas, a NASA resolveu adotar uma atitude conservati- va: todo o programa seria desenvolvido usando, sempre que possível, tecnologias existentes e soluções “de prateleira”, que precisariam ser integradas de forma ade- quada o que, muitas vezes, não é uma tarefa muito simples. Quando necessário, essas tecnologias seriam aprimoradas. Assim, o desenvolvimento tecnológico só ocorreria se fosse indispensável. Outra linha de ação tomada foi a resolução de sempre adotar, nos processos de projeto dos sistemas, as soluções mais simples e mais confiáveis, evitando ao máximo correr riscos desnecessários. Paralelamente à essa filosofia de ação, estabeleceu-se que todo o desenvolvimento do projeto seria embasado no estabelecimento de um abrangente, progressivo, completo e rigoroso chEgaMos à lua 80 programa de testes de qualificação, cujo objetivo era o de reduzir a ocorrência de falhas “a zero”. Seguindo essas linhas de ação, a arquitetura escolhida para levar o homem ao espaço seria a de se desenvolver um veículo orbital (cápsula orbital) que seria lançado ao espaço e posicionado em órbita através do uso de algum foguete (veículo lançador) então disponível e operacional. Esta cápsula espacial deveria pos- suir os subsistemas necessários para preservar as condições de vida do tripulante, ser capaz de alterar sua dinâmica de vôo, ser controlada tanto manualmente como automaticamente a partir da Terra e dispor de subsistemas que fossem usados para a reentrada na atmosfera, devendo ainda pousar na água. Durante o desenvolvimento de todo programa de vôos tripulados ao espa- ço, a NASA decidiu tomar para si a operação dessas missões. Isso significava que ela seria o agente a lançar os veículos espaciais, operá-los, seguir-lhes a trajetó- ria, adquirir e interpretar os dados deles provenientes, além de controlá-los. Para tanto, foi necessária a implementação de toda uma complexa infra-estrutura, que envolveu antenas, sistemas de telemetria, computadores, rádio enlaces, sistemas de comunicação, centrais de controle, entre outros. Para poder levar os requisitos de qualidade ao extremo, ela decidiu passar o desenvolvimento de seus sistemas críticos e mais complexos e a integração deles a terceiros (contratados) , cabendo a ela a parte de especificação funcional, de controle de qualidade do produto final e de suas diversas fases de desenvolvimento. Mesmo usando tecnologias existentes, o aprimoramento tecnológico se fazia premente em todas as áreas, antes que se assumisse algum risco relacionado ao envio de um homem ao espaço. A começar pelos veículos lançadores (foguetes). Embora existissem em estado operacional, o índice de insucesso associado à se- quência de lançamentos era imenso: praticamente 1/3 deles redundava em falha – destruição do foguete e sua carga útil. Era um número demasiadamente alto para assumir o risco de usar qualquer lançador e levar ao espaço uma nave tripulada. Ele precisava ser reduzido para níveis aceitáveis de segurança. Para tanto, os lança- dores a serem usados no programa de vôos tripulados deveriam ser revistos a fim de que todos os seus subsistemas e componentes (componentes elétricos, válvulas, bombas, compressores, soldas, materiais, estruturas, ...) fossem redesenhados tor- nando-os mais resistentes e confiáveis. Um novo nível de perfeição, relacionado à fabricação e à montagem, precisava ser atingido. Assim, a NASA implantou rigo- rosos programasde integração e teste, onde cada componente era avaliado e testa- do, os subsistemas, depois de integrados, eram igualmente avaliados e testados e, após a integração final, novas seqüências de avaliações e outros tantos testes eram ElbErt E. N. Macau 81 efetuados. Nascia o conceito de Integração e Teste de veículos espaciais, que visava garantir com a máxima precisão possível a funcionalidade do sistema desenvol- vido (veículo lançador). Esse conceito foi estendido e progressivamente aplicado a todos os sistemas e subsistemas relacionados a operações espaciais. Em paralelo, houve um aprimoramento nas técnicas de controle de qualidade para realização dos testes de qualificação. O projeto executivo final relacionado à estratégia de desenvolvimento da cápsula orbital a ser usada no Programa Mercury levou aos seguintes requisitos associados à ela: 1. O veículo espacial deveria possuir um sistema confiável de escape de emer- gência, que lhe permitisse separar-se do foguete lançador, preservando a segurança da tripulação, em caso de falha do lançador; 2. O piloto deveria ter a possibilidade de manualmente, controlar a atitude do veículo espacial; 3. O veículo espacial deveria possuir um sistema de retrofoguetes confiável, que fornecesse o impulso necessário para tirá-lo de órbita e colocá-lo em direção à Terra; 4. A ablação seria utilizada como mecanismo para resistir ao esforço da re- entrada na atmosfera; 5. O veículo espacial deveria ser projetado para pousar na água. O resultado levou ao desenvolvimento de uma verdadeira jóia, que conjuga- va dimensões reduzidas com funcionalidade e eficiência: a cápsula espacial possuía 1,7 m3 de volume, com espaço interno suficiente apenas para levar um tripulante. Internamente, existiam chaves elétricas e mecânicas para controle manual, embora a cápsula pudesse também ser totalmente controlada a partir do solo, o que seria essencial caso o piloto se defrontasse com algum problema que o impedisse de atu- ar. Além disso, o controle a partir do solo permitiu vários testes de vôos não tripu- lados. Três pequenos foguetes de combustível sólido, de 1,8 kN de impulso, cada, acionados por 1 segundo, faziam com que o veículo se separasse do lançador, uma vez em órbita. A cápsula era equipada com propulsores a jato, associados a cada eixo, usados para alterar a dinâmica de vôo. Porém, esses propulsores não eram suficientes para mudar a órbita de vôo. Três propulsores à combustível sólido, de 4,5 KN de impulso, denominados retrofoguetes, eram usados para tirar a nave de sua órbita e levá-la a reentrar na atmosfera da Terra. Durante o processo de re- entrada era usado o processo de ablação para proteger a cápsula do calor gerado pelo atrito com o ar. A cápsula pousava na água, com o auxílio de pára-quedas, chEgaMos à lua 82 atenuando a parte final da reentrada e fazendo-a flutuar no mar. O piloto, após o pouso, era resgatado com o auxílio de um helicóptero. A segurança do piloto era a principal preocupação. Assim, desenvolveu-se um Sistema de Escape durante o Lançamento (LES), que consistia de um foguete de combustível sólido de 231kN, montado numa torre localizada no topo da cápsula orbital. Caso houvesse qualquer problema com o veículo lançador, este enviaria um sinal automático que acionaria o LES, fazendo com que a cápsula se separasse do veículo lançador. Quando o LES esgotasse seu combustível, a cápsula orbital aterrisaria com o auxílio de um pára-quedas. Num lançamento sem falhas, um pequeno foguete era usado para separar o LES da cápsula orbital. O programa Mercury foi estruturado de forma a se desenvolver em três eta- pas distintas: (i) vôos suborbitais de baixa altura; (ii) vôos suborbitais; (iii) vôos orbitais. A etapa (i) teve por objetivo a execução de testes funcionais e de subsiste- mas na cápsula orbital além da verificação funcional do LES e dos procedimentos de emergência. As etapas seguintes eram subdivididas em subetapas de teste e de vôos tripulados. Os vôos de teste eram operados remotamente a partir da Terra, sendo que os últimos de cada etapa levaram chimpanzés como experiências. A empreitada mais complexa e delicada do Programa Mercury foi a do de- senvolvimento do veículo lançador. Dentre os mísseis balísticos intercontinentais então existentes, selecionaram-se os que melhor satisfaziam os requisitos de em- puxo necessários às características de cada tipo de vôo – orbital ou suborbital – e de índice de confiabilidade. A escolha recaiu sobre o míssil Redstone para vôos suborbitais e o Atlas para vôos orbitais. Entretanto, ambos os mísseis precisaram ser extensivamente modificados e aprimorados para que pudessem levar avante a tarefa de servir como veículos lançadores para vôos tripulados. O Redstone era uma evolução dos V-2 e foi desenvolvido para o Exército americano pelo grupo de Von Braun com o objetivo de servir como míssil balístico de médio alcance, capaz de levar uma carga útil de até 1.300kg a 185km de distância. Tinha 25,5m de comprimento e usava um único motor, produzindo um empuxo de 348.000N. Já o Atlas era um verdadeiro míssil balístico intercontinental, bem mais complexo e capaz de levar os mesmos 1.300kg até 16.770km, graças ao uso de dois “boosters”, cada um gerando um empuxo de 1.600.000N, mais um motor de 280.000N. As adaptações e aprimoramentos dos veículos lançadores ocorreram em duas direções. Na primeira, adaptações para que pudessem receber em seu topo a cápsula orbital. Na segunda, aprimoramentos de forma a atingir níveis de confia- bilidade elevados o suficiente para serem usados em missões tripuladas. As modi- ElbErt E. N. Macau 83 ficações de adaptação, embora extensas, eram objetivas, claras e consensuais. Já as relacionadas à melhora da confiabilidade, demandaram longas discussões concei- tuais e um intenso trabalho de desenvolvimento de produto. Isso porquê, para a filosofia por trás de um ICBM (mísseis balísticos intercontinentais), confiabilidade está associada a lançar ao mesmo tempo vários vetores em direção ao alvo. Se, por exemplo, de cada 4 vetores lançados apenas 1 atingir o alvo, este resultado é perfeitamente aceitável. Como conseqüência, o custo por ICBM cai, já que não é preciso mesmo investir em custosos programas de controle de qualidade do míssil e seus subsistemas. Este enfoque, entretanto, é inaceitável para um veículo lança- dor a ser usado no transporte de um ser humano, onde a probabilidade de que não haverá incidente algum que represente qualquer risco precisa ser o mais próximo possível do valor 1. Para que esse objetivo fosse atingido, equipes multidisciplina- res envolvendo matemáticos, especialistas em controle estatístico da qualidade e engenheiros de desenvolvimento foram postas a trabalhar de forma a aprimorar os lançadores escolhidos. Por um trabalho intenso e detalhado foi que envolveu divergências iniciais sobre a filosofia de trabalho a ser utilizada e a realização de inúmeros testes. Resultou na modificação de centenas de partes e componentes de cada lançador. Esse processo envolveu diversos lançamentos, onde muitos ter- minavam em falhas que destruíam catastroficamente o veículo. Entretanto, com o avanço do processo de aprimoramento essas experiências foram, pouco a pouco, se tornando mais e mais raras. Como resultado desse intenso esforço de desen- volvimento de produto, chegou-se finalmente a veículos lançadores confiáveis o suficiente para serem usados em missões tripuladas. Outra questão que mereceu um árduo e complexo trabalho foi a questão de se chegar ao conjunto de falhas possíveis de ocorrer em cada lançador, que impli- cariam em interromper a missão através do acionamento do Sistema de Escape durante o Lançamento (LES). O fato é que existem falhas que não são críticas e podem ser contornadas durante o vôo. Outras, pelo contrário, podem implicar em explosões e situações de risco para o tripulante. Houve necessidade de um traba- lho detalhado de análise realizado sobre cadalançador, sendo que o referente ao Atlas, devido à complexidade intrínseca deste lançador, foi de magnitude superior ao do Redstone. Finalmente, todo o sistema a ser usado para transportar um homem ao es- paço e trazê-lo de volta em boas condições estava definido e bem encaminhado. Faltava, entretanto, mais um item fundamental: a escolha do tripulante. Exausti- vas discussões envolvendo inclusive, o presidente americano, definiram que os chEgaMos à lua 84 homens a serem levados ao espaço no âmbito do Programa Mercury seriam esco- lhidos a partir de pilotos militares de teste. Eles seriam denominados astronautas, palavra derivada do termo argonauta, usado desde a antiguidade para denominar um “grande navegador, explorador dos mares”. Esta decisão adveio do fato dos pilotos de teste serem talentosos e especialistas bem formados, acostumados a de- safiar o perigo voando em aeronaves experimentais de alto-desempenho e enfren- tandao um concorrido processo de seleção até chegar ao posto de “piloto militar de teste”. Eles conjugam excelência em pilotagem, boa formação acadêmica, saúde perfeita e excelentes condições psicológicas para enfrentar situações de estresse, além de estarem adaptados a seguir instruções com exatidão, tendo em vista a formação militar que possuem. Todos esses predicados seriam explorados e testados ao extremo até se chegar aos astronautas escolhidos. Um levantamento prévio selecionou, através de fichas funcionais, os 110 melhores pilotos militares de teste na época. Eles foram convida- dos a participar do processo de seleção protagonizado pela NASA. Sessenta e nove deles se dispuseram a participar do processo inicial de seleção, que, no fim definiu 32 candidatos. Eles passaram por um processo de seleção extremamente rigoroso, que avaliou suas condições físicas, mentais e de saúde. Foram submetidos a testes especialmente concebidos para determinar as capacidades físicas e psicológicas do indivíduo em responder efetiva e apropriadamente aos vários tipos de estresse associados às missões espaciais. Assim, foram expostos a condições extremas de pressão, aceleração, vibração, calor, barulho, silêncio, privação de sono, durante as quais eram requeridos para execução de tarefas física e/ou psicologicamente extenuantes. Exames psicológicos cuidadosamente elaborados avaliaram a perso- nalidade de cada um e, seus padrões de comportamento, associados à motivação e às capacidades de tomada de decisão e de rápido raciocínio frente à situações extremas e estressantes, que exigiam rápido tempo de resposta. O resultado desse elaborado processo foi a seleção de 7 astronautas, que foram apresentados ao público em 9 de abril de 1959 através de uma entrevista coletiva, da qual participaram todos os órgãos de imprensa da época. Um desses 7 seria o escolhido, segundo os planos da NASA, para ser o “primeiro homem no espaço”. A partir de então, contrariamente até aos planos da agência americana, a fama deles cresceu vertiginosamente, ocupando todos os espaços de divulga- ção e despertando já interesse e a curiosidade do público, uma vez que aqueles homens corajosos correriam enormes e incalculáveis riscos em sua empreitada. Eles, então, passaram a incorporar a própria imagem da NASA, personificando o ElbErt E. N. Macau 85 esforço coordenado das milhares de pessoas envolvidas no Programa Mercury, sendo, aos olhos do público, os verdadeiros protagonistas e heróis dos fatos me- moráveis que se seguiriam. 3. Enfim, um Homem no Espaço Corria o ano de 1961 e os preparativos para colocar o “primeiro homem no es- paço” caminhavam de forma célere. Em 22 de fevereiro, a NASA divulgou o nome dos três astronautas que seriam treinados e preparados para o primeiro vôo tripulado. Eram eles Alan Shepard, Gus Grissom e John Glen. Entretanto, o públi- co só saberia o nome do escolhido para ser o primeiro astronauta no espaço dias antes do lançamento. Os problemas relacionados ao veículo lançador Redstone haviam sido todos resolvidos. Em 24 de março, houve um lançamento que repro- duziu todos os procedimentos a serem usados no primeiro vôo tripulado. Foi um sucesso, com todos os sistemas funcionando a contento. Finalmente, os derradei- ros preparativos para a missão tripulada poderiam ser iniciados. Em poucas sema- nas um homem estaria no espaço. O otimismo e a confiança eram visíveis em todos da equipe. No início de abril, a cápsula orbital denominada Freedom 7 passava a ser integrada ao topo do veículo lançador Redstone, enquanto os três astronautas iniciavam a fase final de treinamento para a missão tão esperada. Tudo corria bem até que, em 12 de abril, os soviéticos demonstraram nova- mente seu poderio e sua primazia em tecnologia espacial: o cosmonauta Yuri Alek- seyevich Gagarin, de 27 anos, a bordo da nave Vostok I, tornou-se o primeiro homem a viajar ao espaço. Sua nave deu uma volta completa em torno da Terra, reentrou JP L- N A SA Os 7 astronautas selecionados para o Programa Mercury - Grissom, Shepard, Carpenter, Schirra, Slayton, Glenn, Cooper (da esquerda para a direita). chEgaMos à lua 86 na atmosfera e posou em terra firme, trazendo o cosmonauta de volta em perfeitas condições de saúde. A missão foi um sucesso em todos os sentidos e Gagarin entrou para a história como pertencente ao seleto grupo dos grandes exploradores pioneiros de todos os tempos. O vôo orbital levou-o ao espaço, em ambiente de microgravidade, fazendo-o permanecer lá por cerca de 89 minutos. Gagarin foi ao espaço a partir da base espacial soviética situada em Baikonour, sendo provavelmente lançado por um veículo lançador de dois estágios. Sua cáp- sula orbital de 5,2 toneladas – quase cinco ve- zes mais pesada que a americana, e 2,3m de di- âmetro, atingiu uma altura máxima de 326km acima do nível do mar, percorrendo uma dis- tância de cerca de 40.000km, chegando a uma velocidade pouco superior a 28.000km/h. Logo após as análises dos resultados do histórico vôo, os soviéticos divulgaram a seguinte nota: “O histórico primeiro vôo ao espaço exterior, protagonizado pelo cosmonauta soviético Yuri Gagarin a bordo da espaçonave Vostok permitiu que se chegasse à importante conclusão de que vôos tripulados ao espaço são factíveis. Demonstrou que o homem consegue suportar per- feitamente bem as condições de lançamento, a colocação da nave em órbita, o vôo no espaço e o retorno à Terra. Este vôo também mostrou que, quando exposto a um ambiente de microgravidade. o homem retém por completo suas capacidades de tra- balho, de coordenação de movimentos e suas faculdades mentais.” Este feito foi efu- sivamente comemorado pelos soviéticos. Gagarin recebeu honras de herói nacional, sendo entusiasticamente aclamado, poucos dias depois, em uma manifestação públi- ca na Praça Vermelha. Naquela ocasião, em seu discurso, o cosmonauta pioneiro fez o seguinte pronunciamento: “Eu me senti muito bem durante o vôo. Estava totalmen- te confiante em relação ao sucesso da missão. Nossas máquinas e equipamentos são muito confiáveis e eu e todos os meus camaradas, os cientistas, os engenheiros e os técnicos, nunca duvidamos em momento algum do sucesso que viria.” Este feito impressionante foi recebido com desânimo e desilusão pela Nasa e, claro, os integrantes do Programa Mercury. O primeiro homem no espaço não seria O cosmonauta soviético Yuri Gagarin que, em 12 de abril de de 1961 se tornou o primeiro homem a viajar ao espaço, abordo da nave Vostok I. ElbErt E. N. Macau 87 mais um americano. Pior do que isso foi mais uma vez constatar o quão à frente dos america- nos os soviéticos estavam na corrida espacial. Tentando absorver o golpe, os prepara- tivos para o lançamento da Freedom foram ace- lerados. O lançamento foi marcado 2 de maio, com ampla cobertura da imprensa e transmis- são ao vivo pela tevê. Infelizmente, devido às condições climáticas, o lançamento precisou ser cancelado quando faltavam 2 horas e 30 minutos para a hora estabelecida.Por 3 horas, o astronauta aguardou no hangar “S” do Cabo Canaveral, vestindo sua roupa pressurizada. Só após este cancelamento é que o público veio a saber o nome do eleito para ser o primeiro americano no espaço: Alan Shepard. O proce- dimento de preservar a identidade do astro- nauta se justificou devido a uma real possibilidade dele precisar ser substituído mesmo que poucas horas antes do vôo. A contagem regressiva para o lançamento foi reiniciada às 20h30m do dia 4 de maio. Shepard foi acordado à 1h10m do dia seguinte e iniciou sua preparação Modelo da nave Vostok, que conduziu os primeiros cosmonautas soviéticos ao espaço. Foguete soviético Vostok, colocou em órbita os primeiros cosmonautas soviéticos. chEgaMos à lua 88 para o vôo. Após passar por um exame médico, instalaram em seu corpo biosenso- res e ele vestiu a roupa pressurizada. Às 5h15m, carregando sua unidade portátil de ar, ele chegou ao topo da plataforma de lançamento, sendo, logo em seguida, instalado na espaçonave. Desde então, se tudo corresse bem, ele precisaria ainda aguardar por 2 horas e 5 minutos, até o instante do lançamento. A escotilha da cápsula foi fechada, deixando em seu interior, isolado do mundo, Shepard e seus pensamentos. Posteriormente, ele contaria que aquele instante seria o momento mais dramático em seus 37 anos de vida, quando seus batimentos cardíacos se aceleraram fortemente por algum tempo. A 15 minutos do lançamento, o céu es- tava encoberto, o que fez com que a contagem regressiva fosse interrompida. 52 minutos depois, com o céu limpo, a contagem foi retomada a partir da marcação 35 minutos para o lançamento. Quando novamente faltavam 15 minutos, um dos computadores de terra deixou de funcionar corretamente. A contagem foi nova- mente interrompida para que o problema fosse solucionado, o que demandou cer- ca de duas horas e trinta minutos. Shepard ficou no interior da cápsula por um total de quatro horas e quatorze minutos até que os segundos finais anteriores ao lançamento ocorressem. Finalmente, às 9h34m, 45 milhões de americanos acompanharam, em trans- missão “ao vivo” pela TV, o lançamento tão esperado. No instante do lançamento, o pulso de Shepard foi de 80 para 126 por minuto. Foi um lançamento perfeito. O motor do Redstone funcionou por 2 minutos e 21,8 segundos. O sistema de escape foi ejetado da cápsula orbital 2 minutos e 22 segundos após o lançamento, enquan- to a cápsula se separou do veículo lançador a 2 minutos e 32 segundos do lança- mento. Aos 3 minutos, o sistema automático de controle de atitude girou a cápsula em 180 graus, de tal forma que a blindagem térmica ficasse apontada para frente, posição em que permaneceria até o final do vôo. Logo em seguida, Alan Shepard assumiu o controle manual da nave. Aos 5 minutos de vôo, a cápsula atingia o apo- geu de sua trajetória suborbital, alcançando 187 km de altura. 15 segundos depois, os retrofoguetes começaram a ser acionados, principiando a reentrada na atmosfe- ra. Aos 10 minutos e 15 segundos do lançamento, os pára-quedas se abriram para frear a queda. Aos 15 minutos e 28 segundos após o lançamento a cápsula orbital descia, suavemente no mar. Minutos depois, Alan Shepard e posteriormente sua nave eram içados e transportados de helicóptero até o convés do porta-aviões USS Lake Champlain. O vôo, apesar de curto, havia sido um sucesso completo e final- mente um astronauta americano chegava ao espaço. A cápsula órbital havia per- corrido cerca de 486km e atingido a velocidade de 8.754km/h. ElbErt E. N. Macau 89 Apesar dos números e até mesmo dos resultados terem sido bem modestos quando comparados aos de Gagarin, essa conquista da tecnologia americana foi efusivamente comemorada e Alan Shepard também recebeu todas as honras a que um herói nacional faz jus. Ele teve direito a aclamações públicas em paradas pelas principais cidades americanas e uma honrosa recepção protagonizada pelo presi- dente americano John F. Kennedy. Em 21 de julho do mesmo ano, a segunda missão tripulada do Programa Mercury foi lançada, tendo como astronauta Virgil I. Grissom. Novamente tratou- se de um vôo suborbital com duração de cerca de 15 minutos. A cápsula orbital tinha sido modificada para receber uma nova e ampla janela de observação. O vôo foi novamente perfeito até a descida no mar. Entretanto, um acidente logo após a chegada ocasionou a abertura prematura da escotilha da cápsula, fazendo com que ela afundasse. Grissom foi recuperado por helicóptero, após ficar na água cerca de 4 minutos. Com essas duas missões, a fase de vôos suborbitais do Programa Mercury se encerrava e todo o esforço passaria a se voltar para o vôo orbital, que seria realiza- do com a utilização do lançador Atlas. Entretanto, antes dessa empreitada, muito trabalho ainda se faria necessário. E, mais ainda, bem antes que esse programa americano viesse a ser empreen- dido, os soviéticos conquistaram um novo e retumbante êxito. JP L- N A SA JP L- N A SA Astronauta Alan Shepard em posição de lançamento, a bordo de sua cápsula Freedom 7. Astronauta Alan Shepard sendo retirado de sua cápsula espacial, após seu vôo ao espaço. chEgaMos à lua 90 Em 6 de agosto, German Titov foi lançado ao espaço e permaneceu em ór- bita por 15 horas e 18 minutos, voltando à Terra em perfeitas condições físicas. Fora mais uma demonstração da superioridade tecnológica dos soviéticos sobre os americanos, que até então sequer tinham conseguido realizar um vôo orbital. Os desenvolvimentos protagonizados pelo Programa Mercury continuavam em sua marcha “lenta”, mas constante. Em setembro, o veículo lançador Atlas con- seguiu colocar uma cápsula orbital controlada remotamente no espaço que, após uma órbita, desceu no mar no local previsto. Em 29 de novembro, um teste final levou o chimpanzé Enos a orbitar a Terra por duas vezes e retornar ao solo em perfeitas condições. O cenário estava pronto para o primeiro vôo orbital de um astronauta americano. Em 20 de fevereiro de 1962, o astronauta John H. Glenn Jr. se tornaria o primeiro americano a entrar em órbita da Terra, a bordo de sua nave denomi- nada Frendship 7. O lançamento ocorreu às 9h47m a partir do Complexo 14 do Cabo Canaveral. Os motores do lançador Atlas funcionaram por 5 minutos e 1 segundo, conduzindo com perfeição a nave até sua órbita ao redor da Terra. Os cálculos efetuados pelos computadores do centro de controle de vôo indicaram que os parâmetros orbitais pareciam bons o suficiente para que a nave pudesse permanecer no espaço por quase 100 órbitas ao redor da Terra. A primeira órbita transcorreu de forma perfeita, com todos os sistemas da cápsula orbital operan- do apropriadamente. Entretanto, ao entrar na segunda órbita, vários problemas começaram a surgir: os indicadores de atitude forneciam medidas incorretas; o controle automático de atitude passou a atuar de forma inadequada, o que fez com que a nave precisasse ser controlada manualmente; indicadores mostravam que o escudo de proteção de calor estaria prestes a se soltar. Apesar de todos estes problemas, que levaram os controladores de Terra a temer pelo insucesso da missão, após 3 órbitas e 4 horas e 50 minutos de vôo, a cápsula pousou com perfeição no oceano. John Glenn foi recebido como herói. Finalmente um ame- ricano conseguira entrar em órbita da Terra. Paradas, manifestações públicas e honrarias o esperavam em seu retorno. Tudo indicava que o Programa Espacial Americano trilhava o caminho certo. O Programa Mercury protagonizou outros três lançamentos tripulados. No último deles, o astronauta Gordon Cooper Jr. ficou em órbita por cerca de 34 horas. Entretanto, em todas essas missões ocorreram problemas e falhas as mais diversas. Em várias ocasiões, os controladores de Terra chegaram a temer que uma catástro- fe pudesse acontecer. No pior dos momentos, justamente no último vôo, quase to- ElbErt E. N. Macau 91 dos os subsistemas deixaram de funcionar, obrigando que até mesmoa reentrada fosse executada manualmente. O resultado do Programa Mercury foi mostrar que vôos orbitais tripulados eram possíveis e exeqüíveis. Porém, acima de tudo, ficou a convicção de que por mais perfeito que sejam os sistemas automáticos, eles não conseguem substituir o homem. A perícia e a capacidade do ser humano em avaliar situações, reagir a elas e atuar de forma adequada são predicados indispensáveis ao sucesso de qualquer empreitada. Como consequência, os programas para treinamento de astronautas devem, acima de tudo, dar a eles conhecimento e capacidade para agir em relação a toda e qualquer eventualidade que possa surgir. 4. O Compromisso de se ir até a Lua Levar o homem ao espaço, a orbitar a Terra, já foi um grande feito, um verdadei- ro marco síntese e representativo da evolução de uma civilização. Entretanto, no início dos anos 60, com a árdua corrida travada pelas duas superpotências de então – os Estados Unidos e a União Soviética – para mostrar ao mundo quem era superior, mesmo este feito não era suficiente. Objetivos maiores, mais difíceis, que sintetizassem a superioridade absoluta, precisavam ser buscados e alcançados. Em 1961, nos Estados Unidos, tomou posse o presidente John Kennedy, com a promessa de “levar o país mais longe”. E a conquista espacial foi a escolhida como forma de se afirmar a superioridade americana e fazer o país avançar mais rapidamente. Entretanto, os fatos mostravam que os soviéticos eram superiores nesta arena. E esta superioridade dificilmente poderia ser recuperada dos sovi- éticos no âmago dos objetivos de médio prazo da NASA, que era voltado para JP L- N A SA Lançamentos dos foguetes que conduziram os 7 astronautas do Programa Mercury – os dois primeiros, em vôos suborbitais, usaram o lançador Redstone, enquanto os três últimos, que foram orbitais, usaram o lançador Atlas. chEgaMos à lua 92 vôos orbitais tripulados em volta da Terra. Entretanto, se o objetivo fosse maior, mais ambicioso, envolvesse uma meta bem difícil de ser alcançada, mas que en- tusiasmasse a todos, os americanos acreditavam que, aí sim, poderiam adquirir a superioridade na conquista espacial. Foi assim que surgiu o objetivo grandioso de se empreender uma viagem tripulada à Lua. Logo após o vôo de Alan Shepard, em 25 de maio de 1961, o residente Kennedy fez diante do Congresso americano um discurso que iria entrar para a História. Nele, ele propôs à Nação o grandioso objetivo de ir a Lua, e usou as seguintes palavras: “Agora é o momento para que esta Nação dê passos certos e definitivos no sentido de levá-la ao papel de liderança na conquista espacial o que, de muitas for- mas, implica em nosso futuro na Terra... Eu creio que esta Nação deve comprome- ter-se consigo mesma em atingir o objetivo de, antes do final desta década, levar um homem até a superfície da Lua e trazê-lo de volta são e salvo à Terra. Nenhum outro projeto nestes tempos é mais expressivo para a Humanidade ou mais impor- tante do que a exploração espacial continuada e nenhum outro será mais difícil ou custoso de ser cumprido.” Este discurso foi recebido com aclamação pelo Congresso Americano e por toda a sociedade. Contagiou a todos e significou uma mudança de perspectiva em todos os sentidos para a NASA. Era a meta mais ambiciosa que se poderia imagi- nar e que a faria trabalhar intensamente, dispondo de todos os recursos humanos e financeiros disponíveis e imagináveis. Os desafios eram imensos, mas a disposição de vencê-los era maior ainda. E assim foi. JP L- N A SA Em 25 de maio de 1961, discursando perante o Congresso Americano, apresenta seu programa “síntese” de levar um americano à Lua antes do término da década de 1960. ElbErt E. N. Macau 93 5. O Programa Gemini: Construindo uma Ponte até a Lua Levar um homem até a Lua era um desafio muito maior do que o de levar o homem a orbitar a Terra. Além de ser uma viagem que duraria dias, implicava na obrigação de realizar várias operações complexas no espaço, incluindo a habili- dade de trabalhar fora da nave e poder acoplar duas naves em órbita. São técnicas muito apuradas, que precisavam ser desenvolvidas e testadas. Se algum item críti- co não pudesse ser realizado com sucesso, a viagem à Lua não seria possível. Com o intuito de desenvolver e testar todas as técnicas necessárias, foi criado o Programa Gemini, que transcorreu entre 1963 e 1966. O nome veio da palavra “gemini” em Latim, que quer dizer gêmeo e foi escolhido pelo fato da nave levar dois tripulantes. As cápsulas do programa Gemini, diferentemente das do Mercury, tinham boa parte dos subsistemas de potência, propulsão e de suporte à vida num módulo separado que, pouco antes da reentrada na Terra se separaria do compartimento onde ficavam alojados os astronautas. Apenas este último compartimento retornava à Terra. Além disso, a Gemini não só podia alterar sua orientação no espaço, como também sua pró- pria órbita. Existia também a possibilidade de se acoplar com outra nave no espaço e a disponibilidade de uma escotilha para permitir a saída do astronauta no espaço. A cáp- sula tinha 5.7m de altura, 3.0m de diâmetro e um volume de 2,55m3, pesando 3.850kg, podendo permanecer no espaço por até 14 dias, atingindo um apogeu de 402km. Os objetivos do programa Gemini eram os que se seguem: • Expor dois homens e equipamentos de suporte a vôos de longa duração no espaço; • Desenvolver as técnicas de aproximação e acoplamento entre veículos or- bitais e a capacidade de se manobrar os veículos acoplados usando o siste- ma de propulsão de uma das naves; • Aperfeiçoar métodos de reentrada e descida em pontos pré-selecionados; • Desenvolver técnicas que permitissem aos astronautas sair da nave e de- senvolver atividades fora do veículo espacial; • Ganhar mais informações acerca dos efeitos da microgravidade sobre os astronautas e sobre os efeitos psicológicos e físicos provocados por vôos espaciais de longa duração. Ao iniciar o programa, novos astronautas foram recrutados e treinados, per- fazendo um total de 16 astronautas. chEgaMos à lua 94 O veículo lançador escolhido para ser utilizado foi o Titan II. Ele era um ve- ículo de dois estágios, de 31m de altura e 3m de diâmetro, com capacidade de car- ga para órbita baixa próxima a 4.000kg, desenvolvido pela Força Aérea para ser usado como um ICBM e movido a com- bustível líquido. Os combustíveis eram Aerozina 50 e tetróxido de nitrogênio (NTH), cuja mistura provoca uma ignição espon- tânea, ou seja, qualquer vazamento, por menor que seja, levaria a uma explosão imediata. O primeiro estágio fornecia um impulso total de 1.900kN, enquan- to o segundo, 445kN. Para que o ICBM Titan pudesse servir de lançador para a cápsula Gemini, ele, a exemplo do Rea- dstone e do Atlas, passou por uma série de modificações, aperfeiçoamentos e tes- tes que envolveram, entre outros requisi- tos, extensas modificações nos motores, tubos e válvulas, reforço nos tanques de combustível; atualização do sistema de guiagem inercial; alterações nos sistemas de telemetria e de autodestruição; desen- volvimento de adaptadores para integração com a cápsula espacial. Enquanto isso, os soviéticos desenvolviam um programa totalmente seme- lhante, denominado Voskhod, com os mesmos objetivos de dominar as técnicas necessárias para levar o homem à Lua. Porém, a cápsula usada por eles era bem maior, com capacidade para levar uma tripulação de até três cosmonautas. A pri- meira missão, a Voskhod 1, ocorreu em 12 de outubro de 1964 e foi o primeiro vôo a levar simultaneamente dois cosmonautas. Os dois primeiros vôos do Programa Gemini, i.e., Gemini I (de 8 a 12 de abril de 1964), e Gemini II (19 de janeiro de 1965), foram vôos não tripulados, com o ob- jetivo de verificar todos os sistemas, as operações, o funcionamento conjunto da cápsula Gemini-lançador Titan II e o escudo de proteção térmica. Ambos foram JP L- N A SA Foguete Titan II conduz ao espaço uma espaçonavedo Programa Gemini. Este projeto teve por objetivo desenvolver todas as técnicas e tecnologias necessárias a levar o homem até a Lua. ElbErt E. N. Macau 95 bem sucedidos, mesmo sendo a Gemini II atingida por um raio, quando já estava na plataforma de lançamento, e ter ainda passado por dois furacões, o que obri- gou, em cada um desses eventos, testes adicionais de verificação. Houve também uma alteração na estratégia de teste que seria empregada daí para frente: a equipe de lançamento, encarregada dos testes de pré-lançamento, passou a efetuar seus procedimentos de ensaio da cápsula espacial na própria fábrica. Assim, quando esta chegava ao Cabo Canaveral, já estava pronta para ser integrada ao Titan II, o que reduzia consideravelmente o tempo de teste do sistema Gemini. A Gemini III, um vôo tripulado, teria por objetivo a realização de um vôo de qualificação de três órbitas ao redor da Terra e ocorreria em 23 de março de 1965. Porém, antes que este vôo ocorresse, os soviéticos demonstraram novamente a sua força: em 18 de março, a Vostkhod 2 foi lançada e, neste mesmo dia, o cosmonauta Aleksei Leonov se tornou o primeiro homem a sair da espaçonave e a executar operações no espaço – “Extra-vehicular activity” (EVA) –, enquanto seu companhei- ro Pavel Belya permanecia no interior da nave. Leonov permaneceu no espaço por 20 minutos, cumprindo uma série de tarefas. A missão voltou à Terra no dia seguinte. Este resultado abalou o ânimo dos americanos. Porém, a Gemini III foi lançada na data prevista e cumpriu toda a sua missão com sucesso, mostrando que todos os sistemas estavam adequadamente qualificados e prontos para as missões subsequentes, quando seriam levados aos seus limites operacionais. Um dos objetivos do programa era deixar a tripulação em órbita por pelo menos o intervalo de tempo que seria necessário para ir e voltar à Lua, ou seja, uma semana. Para atingir este objetivo, a Gemini 4 (3 a 7 de junho de 1965) ficou em órbita por 4 dias; a Gemini 5 (21 a 29 de agosto de 1965) duplicou este tempo, ultra- passando assim o recorde anterior de permanência no espaço estabelecido pelos soviéticos. Já a Gemini 7 (4 a 18 de dezembro de 1965) foi mais além, permanecendo no espaço por 14 dias. Essas missões permitiram não só verificar a confiabilidade e a robustez de todos os subsistemas, como também atestar que o ser humano conse- guiria sobreviver às condições perigosas do espaço, preservando suas capacidades físicas e mentais, apesar de problemas menores, como redução do ritmo cardíaco, tendência do sangue em se acumular nas pernas, perda de cálcio dos ossos, entre outros. Além disso, após retornar à Terra, o organismo se readapta às condições aqui encontradas em poucos dias. Outra questão a ser respondida era se seriam realizáveis as operações de encontro e acoplamento entre naves espaciais no espaço. Para que uma nave es- pacial em órbita pudesse se deslocar ao encontro de outra, seria necessário que chEgaMos à lua 96 ela possuísse um subsistema que lhe permitisse alterar sua órbita. Perseguindo essa meta, a Gemini 3 testou com sucesso um novo subsistema de propulso- res que geravam empuxos de curta duração e assim permitiam a alteração da altura, da forma da órbita e também seu plano de inclinação. Já a Gemini 4, a tentativa foi dirigi-la ao encontro do segundo estágio do seu veículo lançador. Entretanto, a técnica adotada gastou combustível em excesso, sem conseguir cumprir o objetivo, que foi abandonado. Entretanto, esta manobra mal sucedida proporcionou preciosas lições para o desenvolvimento da técnica apropriada. A Gemini 5 usou com sucesso uma nova técnica de encontro, baseada no resultado de pesquisa desenvolvido pelo astronauta Buzz Aldrin em seu doutorado, além de verificar métodos para acoplagem entre naves assistidas por radar e infor- mações visuais. A técnica de encontro foi exercitada com sucesso pelas Gemini 7 e Gemini 6 (15 a 16 de dezenbro de 1965). A primeira nave já se encontrava em órbita quando a segunda foi lançada e se colocou, inicialmente, numa órbita mais baixa. Uma sequência bem planejada de empuxos colocou ambas as naves voando pratica- mente juntas, a apenas 40 metros uma da outra. Mais alguns empuxos da Gemini 6 e ambas as naves ficaram a apenas 30cm uma da outra e assim permaneceram por cerca de 270 minutos. Após este tempo, a Gemini 6 manobrou para ficar a 16km JP L- N A SA Gemini 6A, vista da Gemini 7, enquanto as duas naves voavam a menos de 7 metros uma da outra. ElbErt E. N. Macau 97 da Gemini 7 e, posteriormente, retornou à Terra no dia seguinte, enquanto a outra nave permanecia no espaço. A técnica de encontro entre espaçonaves no espaço estava qualificada. O objetivo seguinte era verificar a possibilidade de duas espaçonaves se aco- plarem no espaço. Este foi um dos objetivos da Gemini 8 (16 de março de 1966) que, após seu lançamento, foi ao encontro do veículo espacial Agena, desenvolvido especialmente para servir de alvo nas manobras de encontro e acoplamento. Após sucessivas manobras, o comandante Neil Armstrong conduziu inicialmente sua nave à 0,9 m da Agena e, a seguir, lentamente, levou a Gemini 8 a se acoplar com ela. Foi um sucesso. Entretanto, pouco tempo depois, estando as naves acopladas, elas começaram a se desestabilizar e a girar no espaço, cada vez com maior velocidade. Esta era uma situação imprevista e que não havia sequer sido considerada nas simulações. Agindo rápido, a Gemini 8 foi desacoplada da Agena. Mas, o problema persistia: ele estava sendo causado por um dos propulsores de manobra, que, após ter sido ativado, não conseguiam desativá-lo. Como última alternativa, já prestes a perderem a consciência, os astronautas acionaram os retrofoguetes de reentrada. Felizmente, a manobra foi bem sucedida. Contudo, isso fez com que a missão fosse abortada e a nave fizesse sua reentrada após permanecer por apenas 10 horas no espaço, mas trazendo sãos e salvos os astronautas de volta. As técnicas de encontro e acoplamento continuaram sendo desenvolvidas nos vôos seguintes. A Gemini 10 (18 a 21 de julho de 1966) não só se acoplou com a Agena, como usou o sistema de propulsão dela para atingir um apogeu de 763km, que se tornou a máxima distância que um homem já tinha se afastado da Terra. Na missão seguinte, a Gemini 11 (12 a 15 de setembro de 1966) foi capaz de se encon- trar com seu alvo já na primeira órbita, demonstrando que a técnica de encontro poderia ser empreendida com rapidez, caso uma missão de resgate se fizesse ne- cessária. Repetindo o feito da missão anterior, esta também empregou o sistema de propulsão da Agena para elevar a altura de sua órbita, desta vez atingindo uma altura de 1.189,3km da Terra, outro recorde. Já a Gemini 12 (11 a 15 de novembro de 1966) se acoplou com a Agena em sua terceira órbita e permaneceu acoplada por um longo tempo. Durante o vôo da Gemini 4 (3 a 7 de junho de 1965), Edward White se tor- nou o primeiro americano a efetuar um “passeio espacial”, que durou cerca de 20 minutos. Nesta experiência, White usou um sistema de pressurização a nitrogênio que lhe permitia “fazer manobras”. Esse evento parecia indicar que EVAs eram atividades simples e fáceis de serem empreendidas. Contudo, essa impressão logo chEgaMos à lua 98 se dissipou no desenrolar das missões seguintes. Um dos piores e potencialmente perigosos momentos ocorreu no âmbito da missão Gemini 11 onde, além de sair da nave e fazer manobras, o astronauta Richard F. Gordon Jr. deveria executar uma seqüência de tarefas no exterior da nave, tais como apertar parafusos e prender uma peça no exterior da nave. Ele simplesmente não conseguiu. Pior, os esforços o fizeram suar, o que acabou por embaçar o visor do seu capacete. Ao tentar girar o parafuso para um lado, ele girava para o outro lado, devido à conservação do mo- mento angular, e a operação se mostrava infrutífera. De tanto tentar, ele foi levado a quase exaustão, encontrandoaté mesmo enormes dificuldades para retornar ao interior da nave. Esse fato preocupou e muito: se não fosse possível realizar traba- lho útil no exterior da nave, uma missão à Lua estaria seriamente comprometida, uma vez que o astronauta deveria ter a capacidade de realizar inclusive reparos na nave em caso de falha. Este entrave foi resolvido novamente graças aos conhecimentos do primeiro astronauta com Ph.D., Edwin Eugene “Buzz” Aldrin. Usando seus conhecimentos de física, ele simplesmente “inventou” a técnica até hoje usada de se trabalhar no espaço e, a fim de testá-la, introduziu o conceito de exercitá-la no fundo de uma piscina, o que é empreendido até hoje na preparação das atividades a serem executadas no exterior da nave. Harmonizando-se com a Lei de Conservação do Momento Angular, introduzindo pontos específicos de amarramento e adaptando tiras especiais às ferramentas, o problema estaria resolvido. E realmente estava, conforme se verificou na Gemini 12, onde “Buzz” Aldrin aplicou sua metodologia, executando com sucesso uma sequência de 19 tarefas diferentes, permanecendo por 2 horas e 6 minutos no espaço. Com este vôo, o Programa Gemini se encerrou, tendo como principal resul- tado o aperfeiçoamento de todas as técnicas relacionadas às missões tripuladas ao espaço. Sabia-se agora que o homem consegue permanecer no espaço e bem, por longos intervalos de tempo; aperfeiçoaram-se as técnicas de reentrada, de geração de energia, de manobras orbitais, de armazenamento de fluidos, processamento de dejetos; chegou-se às estratégias operacionais adequadas referentes aos ciclos de trabalho, descanso e sono dos astronautas; desenvolveu-se as técnicas para encontro, acoplamento e trabalho no espaço. Este programa foi um sucesso es- plendoroso por ter gerado tantos resultados positivos. Mais do que isso, ele mos- trou que a viagem a Lua era tecnicamente possível. Construiu-se, com ele, uma verdadeira ponte entre um desejo e um trabalho árduo para concretizá-lo. E a Lua estava bem mais perto! ElbErt E. N. Macau 99 6. O Programa Apollo: Como chegar até a Lua Na mitologia grega, Apolo era o deus da colonização. Com muita propriedade, foi o nome atribuído pela NASA ao programa que teve por objetivo máximo concretizar as palavras do presidente Kennedy e levar o homem até a Lua. A partir do discurso histórico de Kennedy, todo esforço da agência americana se voltou para a concretização deste objetivo. Uma série de ações, como vimos, foi iniciada no sentido de se reunir e unificar as tecnologias existentes em prol de se atingir a grande meta. Importantes desenvolvimentos também foram feitos, assim como aprimoramentos de técnicas e processos. Porém, antes que toda esta sequência de ações fosse iniciada, era necessário responder a pergunta crítica: como seria pos- sível levar o homem até a Lua e trazê-lo de volta? Quatro estratégias haviam sido propostas e era preciso selecionar a mais factível delas. Elas eram as seguintes: • Ascensão Direta: segundo essa estratégia, uma espaçonave seria lançada da Terra diretamente até a Lua. Toda a espaçonave desceria na Lua e re- tornaria à Terra. Isso iria requerer um foguete muito mais potente do que qualquer projeto existente na época; • Encontro na Órbita da Terra: Isso exigiria o lançamento de dois poderosos foguetes, um contendo a espaçonave e o outro, um tanque com combustí- vel. A espaçonave iria se acoplar em órbita da Terra com o tanque de com- bustível levado pelo outro foguete e seria abastecida com o combustível necessário para levá-la até a Lua e trazê-la de volta. Toda a espaçonave desceria à superfície da Lua. • Encontro na Superfície da Lua: Essa parte também requereria o lança- mento de duas espaçonaves. A primeira seria uma nave automática que transportaria combustível até a superfície da Lua. A outra, a tripulada, que alunissaria próxima a anterior. O propelente da primeira seria transporta- do para a segunda que, assim, poderia retornar à Terra. • Encontro na Órbita da Lua: A espaçonave seria modular, composta pelo Módulo de Comando e Serviço (CSM) e pelo Módulo Lunar (LM). O CSM con- teria todo o sistema de suporte de vida para que uma tripulação de três ho- mens pudesse ir e voltar à Lua mais o escudo de calor para a reentrada na atmosfera da Terra. O LM se separaria do CSM em órbita da Lua e levaria dois astronautas até a superfície dela e, de lá, de volta ao CSM. chEgaMos à lua 100 Esta última estratégia, idealizada pelo engenheiro John Houlbolt foi a esco- lhida, após uma cuidadosa análise e simulações. Ela necessitava da menor quan- tidade de combustível, pois o LM poderia ser pequeno e, além disso, ser deixado na Lua após seu uso. Além disso, os cálculos mostraram que o empuxo necessário para concretizar a missão seria o menor em relação às demais propostas e um fo- guete para proporcioná-lo estava, a principio, ao alcance de ser desenvolvido pela tecnologia de então. E este veículo lançador foi o Saturno V. O Saturno V foi desenvolvido pelo grupo de Whernher von Braun, que traba- lhava no Marshall Space Flight Center (MSFC), situado no Alabama, e produzido por um consórcio de vários empresas americanas, lideradas pela Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company e IBM. Este lançador era constituído de três es- tágios e até hoje é o veículo lançador de maior empuxo que já entrou em produção. O Saturno V é considerado como um das mais impressionantes máquinas já construídas pelo homem em sua história. Tudo a ele relacionado é grandioso. Em sua configuração de lançamento, ele tinha uma altura de 110,6m e um diâmetro de 10m, com uma massa total de cerca de 3.000 toneladas, gerando empuxo suficiente para colocar uma carga útil de 118.000kg numa órbita baixa. Seu primeiro estágio foi o maior cilindro de alumínio já feito. Suas válvulas eram tão grandes quanto barris, suas bombas de combustível eram maiores que um refrigerador de cozinha, seus tubos de injeção de combustível eram tão largos que um homem poderia ras- tejar em seu interior, enquanto seus motores eram do tamanho de um caminhão. Esse grandioso veículo lançador foi concebido como evolução dos lançado- res menores da série Saturno. Mesmo assim, representou um imenso desafio para a equipe de desenvolvimento, em especial para chegar aos materiais e combustí- veis adequados; às técnicas de soldagem, montagem e teste; à forma de transportar seus módulos até o local de montagem e, daí, até a plataforma de lançamento. Os três estágios eram: – o primeiro, denominado S-I, o segundo, S-II e o ter- ceiro, S-IV, mais a unidade de instrumentação. Todos os estágios usavam oxigênio líquido (LOX) como oxidante. O primeiro estágio empregava como combustível RP-1, que é um tipo especial de querosene, enquanto os outros estágios usavam hidrogênio líquido (LH2). O S-I tinha 42m de altura e 10m de diâmetro, pesando já com o combustível cerca de 2.000 toneladas. Era constituído por uma combinação em paralelo de 5 motores F-1, sendo que o central era fixo, enquanto os outros quatro tinham suas posições alteradas através de mecanismos hidráulicos de forma a propiciar o con- trole sobre o foguete. O primeiro estágio funcionava por 2,5 minutos, fornecendo ElbErt E. N. Macau 101 um empuxo de 35,02MN, o suficiente para elevar o lançador até a altura de 61km e a uma velocidade de 8.600km/h. O segundo estágio media cerca de 24m de altura e 10m de diâmetro e era impulsionado por cinco motores J-2 em configuração similar a do primeiro estágio. Esse estágio funcionava por 6 minutos, gerando um empuxo de 5MN, o que levava o lançador a uma velocidade de 24.600km/h e até a altura de 185 km. O terceiro estágio tinha cerca de 17,5 m de altura e seu diâmetro era de 10m na parte inferior, 6,3m na superior e usava um único motor J-2. Esse terceiro está- gio era usado duas vezes durante a missão: na primeira, para terminar de inserir a nave em órbita da Terra e, posteriormente, para dar à nave o empuxo suficientepara injetá-la em sua órbita em direção à Lua – trans lunar injection (TLI). Entre um e outro evento, os motores permaneciam desligados. Assim, o terceiro estágio funcionava inicialmente por cerca de 2,5 minutos, terminando de inserir a nave em órbita da Terra. Após esse tempo, o motor era desligado e a nave permanecia em JP L- N A SA JP L- N A SA Motores F-1 do primeiro estágio do foguete Saturno V comparados à estatura de seu criador, Werner von Braun. Primeiro estágio do Saturno V, sendo manipulado no interior do prédio de integração e testes. Saturno V sendo conduzido do prédio de integração e testes para a plataforma de lançamento. Ao fundo, se tem o prédio de integração e testes, onde o Saturno V é testado, integrado e posicionado em sua configuração de lançamento.JP L- N A SA chEgaMos à lua 102 órbita. Após cerca de 2 horas e 30 minutos do lançamen- to, o terceiro estágio era religado por cerca de 5 minutos, dando à nave o empuxo suficiente para que atingisse a velocidade de 10 km/s, necessária para tirá-la da órbita da Terra e levá-la em sua trajetória em direção à Lua, operação esta denominada TLI. No topo do Saturno V ia o Módulo de Comando e Serviço (CSM), a nave espacial Apollo propriamente dita, que era, na verdade, constituída de dois módulos aco- plados, o Módulo de Comando (CM) e o Módulo de Serviço (SM). Eles foram projetados com o objetivo de abrigar os três astronautas, dispondo de subsistemas de navega- ção, guiagem, de reentrada, de suporte de vida e atmos- fera, de forma que os tripulantes pudessem permanecer em seu interior sem seus trajes espaciais e por um período de até 14 dias. O Módulo de Comando, que era a única parte da espaçonave que voltava à Terra, tinha a forma de um cone truncado, medindo 3,2m de altura por 3,9m em sua base. Possuía três compartimentos. O compartimento da frente alojava pro- pulsores de manobra, o túnel de acoplamento e os componentes do subsistema de aterrissagem, incluindo os pára-quedas. O compartimento intermediário era pressurizado e abrigava a tripulação, equipamentos diversos, painel de controle e de visualização. No último compartimento estavam os motores de propulsão, tanques de combustível, tanques de água, de dejetos e de oxigênio. O compartimento intermediário onde os astronautas ficavam alojados pos- suía um volume total de 6.2 m3. Cada astronauta dispunha de um assento, que podia ser dobrado em gradações variadas. O assento à esquerda era ocupado pelo comandante da espaçonave, que normalmente era o que operava os con- troles do CM. No central, sentava-se o piloto, cuja principal função era cuidar da navegação e da guiagem da nave. Durante a alunissagem, era ele que ficava so- zinho, operando a nave. O assento da direita era destinado ao piloto do módulo de alunissagem que, além de pilotar este veículo, se encarregava de monitorar vários subsistemas da nave, tais como o suprimento de eletricidade, de oxigê- nio e de combustível. O espaço interno era suficiente para que os astronautas pudessem se levantar e se deslocar pela nave. Com o assento central dobrado, dois homens poderiam ficar em pé ao mesmo tempo. Sobre os assentos, existia espaço suficiente para que dois astronautas dormissem em sacos de dormir ade- Saturno V em sua configuração de lançamento, na plataforma de lançamento 39. JP L- N A SA ElbErt E. N. Macau 103 quadamente presos. O interior da cabine era pressurizado com oxigênio puro e a temperatura mantida por volta de 23oC. O Módulo de Serviço (SM) era uma estrutura cilíndrica não pressurizada que media 7,5m de altura por 3,9 m de diâmetro. Abrigava o sistema de propulsão principal da espaçonave, os tanques de combustível, a célula geradora de potência, os propulsores de manobra, as antenas de comunicação e os tanques de ar e água. O sistema principal de propulsão gerava um empuxo de 98kN e era usado para colocar a espaçonave em órbita da Lua e tirá-la da órbita lunar para o seu retorno à Terra. O SM permanecia acoplado ao CM durante toda a missão, sendo desaco- plado e ejetado 15 minutos antes da reentrada na atmosfera da Terra. O Módulo Lunar (LM) era a parte da espaçonave Apollo que descia até a Lua, transportando os astronautas, e retornava à órbita lunar. Podia transportar duas pessoas, num espaço de 6,65m3, medindo 6,4m de altura e 4,3m de lado e possuía quatro “pernas”, que o apoiava enquanto estava na superfície da Lua. Ele era sub- dividido em duas partes principais: o Módulo de Descida e o Módulo de Ascensão. O Módulo de Descida era a parte de baixo do LM. Tinha uma forma octogo- nal e quatro pernas de suporte. Levava em seu interior o mecanismo de descida, a antena do radar de descida, os motores foguetes de descida e os tanques de com- bustível. Também dispunha de vários compartimentos de carga, onde transporta- va os equipamentos a serem usados na superfície da Lua. Também alojava em seu interior as baterias e os tanques com oxigênio e água. Os foguetes de descida tinham um controle que permitia controlar o empuxo gerado, que assim podia ser variado entre 10% e 100%. Isso conferia não só a ca- pacidade de fazer com que o LM descesse na vertical, como também se deslocasse sobre a superfície lunar como se fosse um helicóptero. Esta última característica foi crucial para que se movimentasse o LM sobre a superfície até encontrar um ponto de alunissagem adequado. Após a separação da nave, a descida do LM se processava em etapas. Seu motor era acionado a cerca de 112km da Lua para tirá- lo da órbita e colocá-lo numa trajetória de pouso. A 15 km da superfície, o motor era acionado novamente, para suavizar a queda e direcionar o pouso. Próximo ao solo, a parte final da descida era orientada por um radar, que enviava seus dados a um sistema automático de pouso. Esse sistema fazia com que o LM pousasse suavemente, a uma velocidade de 0.9m/s. Na extremidade inferior das pernas de pouso, havia um filamento de 1,2 m de extensão que, ao tocar o solo, indicava que os motores deveriam ser desligados. No momento de levar de volta os astronautas à nave, o Módulo de Descida chEgaMos à lua 104 servia de plataforma de lançamento para o Módulo de Ascensão e era deixado sobre a superfície da Lua. O Módulo de Ascensão continha a cabine da tripulação, painéis de instru- mentos e controle, radar, antenas de comunicação, foguete de ascensão, combustí- vel, bateria e oxigênio suficiente para o trajeto de retorno à nave. Suas dimensões eram 3,76m de altura e 4,3m de diâmetro. O espaço para a tripulação era exíguo e, para diminuir o peso, não havia acentos. Os astronautas, durante o deslocamento, permaneciam em pé, presos por cintos. Na frente da posição de comando, no lado esquerdo, havia uma janela através da qual se podia manobrar o LM no encontro e acoplamento com o CM. Na parte inferior se situava a escotilha que permitia sair do LM para ir até a superfície da Lua. A cabine da tripulação era pressurizada com 100% de oxigênio. Na parte superior se situava outra escotilha que lhes permitia passar através de um túnel para o CM, enquanto acoplado ao LM. Na parte infe- rior do Módulo de Ascensão ficava o sistema de propulsão, juntamente com seus tanques de combustível, usado para conduzir o Módulo de volta à nave, que lhes esperava em órbita da Lua. Durante o lançamento, o Módulo Lunar era alojado num compartimento ime- diatamente abaixo do Módulo de Comando e Serviço. Logo após o último estágio do Saturno V ter sido usado para injetar a nave em sua órbita a caminho da lua (TLI) e ser descartado no espaço, este compartimento se abria e liberava o LM no espaço. Ato contínuo, o Módulo de Comando e Serviço manobrava e se acoplava a ele, de forma que os astronautas podiam transitar livremente entre ambos os módulos durante todo o deslocamento até a Lua. 7. Superando uma Tragédia Um vôo tripulado ao espaço é um empreendimento de altíssimo risco. O fato de se ter uma sequência de vôos bem-sucedidos, ondeas tripulações voltam à Terra sãs e salvas não implica, em absoluto, que o próximo vôo também ocorrerá sem maiores problemas. Isto pelo fato dos sistemas que possibilitam as missões es- paciais serem extremamente complexos, com múltiplas dependências, sendo que uma falha, por menor que seja, pode gerar situações de grande risco. Os americanos tiveram, indiscutivelmente, dois programas nos quais nada de errado aconteceu em relação aos seus astronautas em suas várias missões ao espaço. Mesmo assim, todos sabiam dos riscos envolvidos. Os astronautas eram ElbErt E. N. Macau 105 instruídos a apresentar ao público e à imprensa a imagem de que estavam sem- pre confiantes no sucesso e que os riscos eram mínimos. Mas eles sempre tiveram consciência dos perigos a que estavam sujeitos. Da mesma forma, todos os milha- res de engenheiros e técnicos, mais do que ninguém, tinham a mesma consciência. Todos viviam “assombrados” com a possibilidade de o veículo lançador explodir durante o lançamento, ou da nave ser destruída durante a reentrada, ou dela se perder no espaço e os astronautas perecerem quando o oxigênio se esgotasse. To- dos esses problemas sempre são possíveis de acontecer, por maiores que sejam as preocupações. Entretanto, o momento mais tenebroso e sombrio relacionado ao Programa Apollo ocorreria, não no espaço, nem no lançamento, mas numa situa- ção inimaginável – durante um treinamento em Terra. Estávamos em 27 de janeiro de 1967, em meio aos preparativos para o lançamento da primeira nave Apollo tripulada. Depois de meses de atrasos e de problemas de desenvolvimento, a data de lançamento foi fixada para 21 de fevereiro de 1967. Os três astronautas escolhidos eram Virgil I. “Gus” Grisson, Edward H. White e Roger B. Chafee. Gus era um veterano do Programa Mercury – foi o astronauta do segundo vôo suborbital e do primeiro da Gemini. White havia sido o primeiro americano a sair da nave no espaço (EVA), enquanto Cha- fee, o mais jovem dos três, tinha sido selecionado pela NASA na última turma, imediatamente anterior ao Programa Apollo. A nave Apollo 1 iria ao espaço atra- vés do uso do Saturno 1-B, que nada mais era do que um veículo lançador que usava os dois estágios iniciais do Saturno V. No dia em questão, a Apollo 1 estava no topo do Saturno 1-B, na plataforma de lançamento 34. O veículo lançador estava sem combustível. O veículo onde os três deveriam ser lançados não era um produto final. Ha- via sido construído a partir das especificações feitas em 1961, quando o programa Apollo começava a ser concebido. Ao longo do tempo, idéias novas foram surgin- do, assim como testes revelaram falhas ou funcionamentos indevidos que impli- cavam em alterações de projeto. No entanto, devido às pressões diversas e o obje- tivo de se chegar à Lua antes do término da década, a NASA decidiu preservar a construção da nave referente às especificações originais, que seria usada nos vôos iniciais de teste, enquanto a versão final, fruto da elaboração e desenvolvimento do projeto, seria empregada nos testes finais e na missão à Lua propriamente dita. Assim, a Apollo 1 era fruto direto das especificações iniciais, mas que incorporou, até chegar nesta que seria lançada, centenas de modificações, em decorrência de várias falhas verificadas durante os diversos testes. chEgaMos à lua 106 Na sexta-feira à tarde do dia 27 de janeiro, os três astronautas, com seus trajes espaciais, estavam no interior da nave em suas posições de lançamento. A escotilha da nave estava fechada e lacrada, a cabine pressurizada com oxigênio puro, enquanto a equipe de terra acompanhava o que se passava com a nave da sala de controle. Os testes haviam começado às13 horas. Entretanto, problemas diversos surgiram, em especial relacionados ao sistema de comunicação, onde com muita freqüência ocorriam interferências que impediam que se compreen- desse qualquer coisa. No meio dos testes, Grissom chegou a desabafar, falando – “Como vocês esperam nos levar até a Lua se não conseguimos nos comunicar em terra, com a sala de controle?”. Às 18h30m, tudo parecia normal no interior da nave e os testes caminhavam para o fim. Os controladores de terra registraram um súbito pico de corrente, sem explicação aparente, mas que parecia não ter maiores consequências. De repente, tudo começou a acontecer. Às 18h31m, os operadores de terra ouviram em meio a um sinal cheio de estática alguém, que parecia ser Chafee ou Grissom, gritar algo como “Hei” ou “Fogo”. Um segundo depois, os monitores no interior da nave in- dicaram movimento no interior dela e um súbito aumento de temperatura. Conco- mitantemente, ouviram agora claramente, a seguinte frase: “Temos um incêndio... nos tirem daqui... estamos queimando!”. Seguiu-se um grito de dor e um silêncio. Às 18h31m17s, ou exatos 15 segundos após o fogo ter sido detectado, a pressão no interior da nave chegou a um valor tão alto que rompeu o isolamento da cabine. A equipe de terra só conseguiu abrir a escotilha depois de 5 minutos, encontrando o interior da nave todo queimado e os astronautas mortos. A autópsia revelou que haviam sido mortos devido à inalação da fumaça. Foi uma tragédia sem igual. Como ocorrera? Por que ocorrera? Houve uma investigação rigorosa. O Congresso Americano instaurou uma comissão de in- vestigação. Uma comissão independente de altíssimo nível técnico foi instituída para “dissecar” a nave destruída e descobrir a causa do acidente. Os resultados revelaram inúmeras falhas envolvendo o processo de desenvolvimento e de pro- dução da nave. Muitas das falhas constatadas durante os testes não foram corri- gidas adequadamente pelo fabricante. E eram inúmeras, várias. Os responsáveis pelo projeto, tanto da NASA, quanto da fabricante, foram trocados. A comissão de investigação constatou que o incêndio havia sido provocado por um chicote de fios que estavam posicionados sem proteção no interior da espaçonave, ao lado da porta que dava acesso ao compartimento de lixo. A porta sempre resvalava no chicote e ela possuía “cantos vivos”. Ao longo do tempo, esses foram tirando o ElbErt E. N. Macau 107 isolamento dos fios, que acabariam por provocar um curto e fagulhas. Além disso, o fato da nave ser pressurizada com oxigênio puro e possuir em seu interior inú- meros materiais inflamáveis, feitos de material inadequado, criava um ambiente em que qualquer faísca poderia gerar um incêndio de proporções catastróficas. Para piorar a situação, não havia um mecanismo de escape de emergência, que permitisse abrir a escotilha rapidamente. O relatório final dessa comissão, deno- minado “Phillips Report” (disponível para consulta), apontou inúmeras modifi- cações a serem feitas no projeto da nave Apollo e no seu processo de fabricação, de forma a mitigar os riscos associados a possíveis acidentes. Aos poucos, a NASA foi superando e absorvendo a “grande tragédia”. To- das as sugestões do “Phillips Report” foram seguidas. A Apollo foi literalmente refeita e reestruturada. Todos os procedimentos modificados. A árdua lição foi apreendida e assimilada e todos novamente se voltaram para tentar ainda cumprir a meta instituída por Kennedy e chegar à Lua em 1969. Enquanto isso, os soviéticos também enfrentavam suas tragédias. As notícias que chegavam ao ocidente, em sua maioria, eram aquelas divulgadas pela agência oficial de notícias deles, a Agência Tass que, via de regra, as transformava em pro- paganda positiva para o regime soviético. Como consequência, os fatos não eram exatamente como apareciam divulgados. Isso em todas as áreas e a corrida espacial não era exceção. Assim, exemplificando, o “passeio espacial” Aleksei Leonov foi um suces- so. Entretanto, não foi noticiado que ao voltar a Terra, sua Vostkhod 2 acabou por aterrar numa região remota, infestada por lobos. A equipe de resgate demorou 2 dias para chegar até eles. Os fatos são piores ainda: por pouco a nave não se desin- tegrou ao retornar a Terra. Estranhamente, após este realinsucesso, todos os vôos seguintes foram can- celados e o programa soviético aparentemente entrou em compasso de espera. O que acontecia era que estavam desenvolvendo uma nova nave, mais robusta, confiável e inovadora, com capacidade para receber uma tripulação de três astro- nautas – a Soyuz. Nesse meio tempo, Sergey Pavlovich Korolev – o grande respon- sável pelo desenvolvimento do programa espacial soviético –, responsável direto pelos desenvolvimentos de foguetes e espaçonaves, faleceu em 14 de janeiro de 1966, deixando o projeto da Soyouz inacabado. Sua equipe continuou seu trabalho e a Soyouz I foi lançada em 23 de abril de 1967. Problemas surgiram a bordo, que forçaram um retorno prematuro da espaçonave. No entanto, na reentrada, o pára- quedas falhou e a nave se espatifou no chão, provocando a morte de seu único tri- chEgaMos à lua 108 pulante, o cosmonauta Vladimir Mikhailovich Komarov. Sem sombra de dúvidas, o ano de 1967, que deveria ser comemorado pelo fato de representar uma década da conquista do espaço pelo Homem, foi um ano que entrou para a história sem deixar saudades. Apesar dessa tragédia, os soviéticos também continuaram a perseguir a idéia de levar um homem à Lua, apesar de, a esta altura, estarem bem atrás dos ameri- canos em termos do desenvolvimento da tecnologia para levá-los até seu objetivo. Entretanto, este objetivo foi definitivamente descartado quando, em 21 de feverei- ro de 1969, o veículo lançador soviético – N-1 – que deveria levar uma nave sovié- tica até a Lua - explodiu em sua torre de lançamento, ao invés de alçar vôo. 8. O Programa Americano Continua Pouco a pouco, os efeitos da tragédia que se abateu sobre o Programa Apollo foram sendo absorvidos e o Programa começou a ressurgir das cinzas. O ob- jetivo maior, de levar o “homem à Lua antes do final da década e trazê-lo de volta em perfeitas condições” continuava a falar mais alto. No aspecto gerencial e no re- lacionamento da NASA com os fornecedores, muitas mudanças foram realizadas de forma a tornar os produtos em desenvolvimento mais seguros e confiáveis. O grande teste para o Programa adveio em 9 de novembro de 1967, no âm- bito da missão denominada Apollo 4: seria a primeira vez que o Saturno V seria lançado em sua configuração completa. De forma semelhante, seria o primeiro lançamento feito a partir do complexo de lançamento 39, que foi especialmente cons- truído para o Saturno V. Esse teste tinha uma significância ainda maior quando se considera que também estava em jogo o sucesso (ou não) da doutrina de teste escolhida para ser empreendida no desenvolvimento do Saturno V: ao invés de se testar cada parte do foguete separadamente, ele seria testado como um todo. Essa doutrina foi decidida em 1963 e implicava em um corte significativo sobre o número de testes necessários ao desenvolvimento e, consequentemente, uma re- dução do tempo de desenvolvimento, o que era essencial para se satisfazer a meta estabelecida pelo presidente Kennedy. Porém, havia um risco imenso associado a essa estratégia: tudo precisava funcionar e de forma adequado na primeira vez. E funcionou! Às 7 h o Saturno V alçou vôo do Kennedy Space Center, proporcionando um espetáculo incrível aos que ali estavam presenciando o grande acontecimento. Três minutos antes do lançamento, o veículo vai para o modo automático. Seus ElbErt E. N. Macau 109 instrumentos de bordo fazem os últimos testes e ligam sequencialmente os cinco motores do primeiro estágio, gerando uma torrente impressionante de uma chama laranja e fumaça. Ato contínuo, 4 milhões de toneladas de água são jogados sobre a base da plataforma de lançamento, a fim de protegê-la e preservá-la. Uma vez que o computador de bordo tenha determinado que todos os motores estejam funcio- nando adequadamente, o braço de metal de sustentação se afasta, deixando a sus- tentação e o equilíbrio do veículo para os motores. Estes fazem com que o veículo comece lentamente a se elevar. Quando a plataforma de lançamento fica para trás, o foguete acelera rapidamente, até atingir o empuxo total. Cerca de sete segundos após o lançamento, uma onda de choque chega até os espectadores, que ficavam à 5 km da plataforma. Essa onde parece um terremoto, acompanhado de um som que lembrava um intenso relâmpago e, a seguir, um estrondo muito intenso se faz ouvir – era o veículo lançador “quebrando” a barreira do som. O teste foi um sucesso. Onze minutos após o lançamento, a nave Apollo não tripulada, que estava no topo do lançador, entrava em órbita. Pouco tempo de- pois, o terceiro estágio do Saturno V, que continuava conectado à Apollo, era ligado novamente, levando-a até uma altura de 188 km, para depois se separar da nave. Após 3 órbitas e 40 minutos de vôo, a Apollo 4 voltava à Terra, caindo no oceano Pacífico, próximo ao Havaí. O Programa Apollo havia passado com louvor pelo seu primeiro grande teste. Em 22 de janeiro de 1968, ocorreu o vôo da Apollo 5. O objetivo da missão era realizar o teste do Módulo Lunar no espaço, em especial verificar o funcionamento de seus motores de alunissagem e ascensão, assim como avaliar o desempenho funcio- nal da separação entre os módulos de alunissagem e ascensão e da estratégia de se abortar a alunissagem, situação onde o foguete de ascensão era acionado e a separa- ção entre os módulos ocorreria, enquanto o módulo se encontrava em processo de descida. O LM não tripulado foi ao espaço no topo de um Saturno I-B. A missão foi um sucesso e comprovou o funcionamento adequado do Módulo Lunar. A Apollo 6 foi ao espaço em 14 de abril de 1968, para o teste final de qua- lificação do Satuno V e para verificar o subsistema de reentrada atmosférica do Módulo de Comando. Diferentemente do teste da Apollo 4, o lançador apresentou vá- rias falhas. Durante o funcionamento de primeiro estágio, ocorreu muita vibração; dois motores do segundo estágio pararam de funcionar de forma prematura; não se conseguiu religar o terceiro estágio em órbita. Para compensar, o subsistema de reentrada funcionou adequadamente. Esses problemas foram exaustivamente analisados pela equipe de Von Braun. Após semanas de investigação, chegaram à chEgaMos à lua 110 conclusão de que todos os problemas tinham sido ocasionados pela vibração anor- mal e intensa do primeiro estágio. Foi projetado um amortecedor de vibração que funcionou de forma adequada e reduziu substancialmente a vibração. Com ele e os resultados dos vôos de teste, o Saturno V foi declarado pronto para seu glorioso papel de impulsionar a nave Apollo até a Lua. A Apollo 7 foi a primeira missão tripulada do programa Apollo a ser lançada. O objetivo era o de qualificar no espaço a nova versão do Módulo de Comando e Servi- ço, que resultou do desdobramento das lições apreendidas na tragédia da Apollo 1. O CSM foi ao espaço no topo de um Saturno I-B, em 11 de outubro de 1968, tendo como astronautas Wally Schirra, comandante e veterano do Programa Mercury, Donn Eisele, piloto do módulo de comando e Walter Cunninghan, piloto do módulo lunar. A missão durou 10 dias e 20 horas. Todas as operações e subsistemas fun- cionaram sem apresentar nenhum problema significativo, incluindo o Sistema de Propulsão da nave, que tinha a função de colocar a nave na órbita da Lua e, poste- riormente, tirá-la dessa órbita. O único problema foi relativo aos astronautas, que, com o passar dos dias, começaram a apresentar mudança de humor, irritação e todos acabaram resfriados. Além disso, reclamaram muito da comida. Essa missão foi a pioneira em transmissões televisivas “ao vivo” a partir do espaço e também testou o procedimento de acoplamento com o Módulo Lunar. 9. A Caminho da Lua Pelo planejamento original da sequência de vôos da Apollo, a missão da Apollo 8 se desenvolveria em órbita baixa da Terra e teria como propósito realizar o primeiro teste operacional tripulado do Módulo Lunar. O ML foi entregue pelo fabricante à NASA dentro do prazo previsto. Porém, os testes de aceitaçãocons- tataram inúmeras falhas e o produto foi devolvido ao fabricante para que este empreendesse os reparos e modificações necessários. Devido à complexidade e à extensão do trabalho necessário, o fabricante só seria capaz de completá-lo não antes de fevereiro de 1969. Em conseqüência, o caminho natural seria adiar o vôo da Apollo 8 . Entretanto, isso implicaria em atrasar o cronograma do Programa em mais de seis meses. Ao invés disso, exercitando ousadia e senso de oportunidade, em agosto de 1968 George Low, então diretor responsável pelo Programa Apollo, propôs um novo objetivo para a Apollo 8: ir até a Lua, entrar em órbita e voltar à Terra. Era ElbErt E. N. Macau 111 um objetivo ousado, mas factível, considerando os resultados obtidos até aquele momento. Depois de acirradas discussões, a proposta foi aceita e o vôo começou a ser preparado. Seria o vôo mais crítico e complexo até então. Embora não houves- se alunissagem, quase todas as fases que levariam a este supremo objetivo seriam exercitadas. O resultado do trabalho que estava até aquele momento ocupando cerca de 350.000 pessoas ao longo de quase uma década passaria pela mais rigoro- sa avaliação até então realizada. Os astronautas escolhidos foram Frank Borman, comandante, James Lo- vell, piloto do Módulo de Comando, e William Anders, piloto do Módulo Lunar. Ambos iniciaram um programa intensivo de preparação para a histórica missão. Para cada hora de vôo real houve sete horas de vôo no simulador. Embora todos os membros da tripulação recebessem treinamentos em todas as operações, para cada tarefa crítica, um foi escolhido e teve um treinamento mais específico e mais intensivo ainda. Assim, Borman se especializou no controle da nave durante a re- entrada, Lovell, na navegação da nave no caso de perda de contato com a Terra e Anders, nos testes de verificação geral da nave. Enquanto os astronautas se preparavam para o lançamento, uma complexa e intrincada rede, envolvendo pessoas, navios e aviões, era colocada em ação, com o propósito de seguir, registrar e acompanhar, segundo a segundo, todo o desen- rolar da histórica jornada. A tarefa desta rede era a de seguir a trajetória da nave, receber os sinais dos instrumentos de bordo, acompanhar os sinais vitais dos as- tronautas, permitir a comunicação com os astronautas, registrar suas vozes, enviar as instruções de terra, enviar comandos, verificar o funcionamento de todos os subsistemas de bordo e trazê-los de volta a Terra. Esta rede envolvia 14 estações de terra, 4 navios com instrumentos e 6 aviões que ficavam em operação durante todo o desenrolar da missão. Três estações de terra situadas em Goldstone, na Califór- nia, em Madri, Espanha, e em Camberra, na Austrália, permitiam as comunicações com o espaço mais exterior. Em 21 de dezembro de 1968, às 7h51m hora local, a Apollo 8 foi lançada do Cabo Kennedy. Foi um lançamento perfeito e a espaçonave foi colocada, após 11 minutos, em numa órbita em torno da Terra de 181,5 km de perigeu e 191,3 km de apogeu, com um período orbital de cerda de 88 minutos. Pelas próximas 2 horas, a tripulação e o Centro de Missão se ocuparam em verificar se todos os subsistemas estavam operando adequadamente. Às 2 horas e 27 minutos do lançamento, o S- IVB, terceiro estágio do veículo lançador, foi religado e funcionou por 5 minutos e 17 segundos, levando a nave à Injeção Trans-Lunar (TLI), i.e., fornecendo o empuxo chEgaMos à lua 112 suficiente para colocar a nave a caminho da Lua. Quando o terceiro estágio foi des- ligado, a velocidade adquirida era de 39.000km/h. Após isso, o S-IVB foi ejetado no espaço e seus motores novamente religados a partir de Terra, para enviá-lo a uma órbita segura no espaço. Durante sua órbita em direção à Lua, o curso era constantemente verificado, tanto a partir da Terra, através do uso de radar, como do interior da espaçonave, através do uso de um sextante, que permitia que se medisse o ângulo entre uma determinada estrela e a Terra ou a Lua. Esta tarefa cabia a Lovell. A partir dessas medidas, às 11 horas do lançamento, os motores do módulo de serviço (SPS) foram ligados por 2,4 segundos, para corrigir o curso. Após isso, a trajetória que a nave seguia foi considerada perfeita. A partir daí, os astronautas começaram a por em prática a estratégia elabo- rada para períodos de sono. Sempre um astronauta ficaria acordado, enquanto outros dois poderiam dormir por cerca de sete horas. O sono era induzido por pí- lulas. Entretanto, dormir no espaço se mostrou bem mais difícil do que esperado, devido à ausência de gravidade, ao barulho do sistema de ventilação e às chama- das de rádio vindas do Centro de Missão. Todos os astronautas experimentaram mal-estar e náuseas, bem além do previsto ou do que havia ocorrido com as expe- riências a bordo das cápsulas Gemini. Esse efeito ocorreu pelo fato dos astronautas poderem se locomover livremente a bordo da Apollo, o que provoca em algumas pessoas distúrbios no sistema de equilíbrio do ser humano. Este mal é conhecido por Síndrome de Adaptação ao Espaço. Apesar disso, os astronautas se superaram e conseguiram realizar com sucesso transmissões televisivas que mostravam a vida a bordo, os quais proporcionaram aos telespectadores uma vista impressionante do pequeno globo azul que, pouco a pouco, ia ficando menor e mais longínquo. Após 55 horas e 40 minutos de vôo, a espaçonave começava a entrar na re- gião de influência da Lua. Eles, então, estavam a cerca de 62.300km de distância da Lua. Pouco tempo depois, 61 horas após o lançamento, o sistema de propulsão foi novamente ativado por 11 segundos, para reduzir a velocidade da nave, alterando, assim, sua órbita de forma que ela passasse à 115,4km da superfície da Lua. Após 64 horas de vôo, na véspera do Natal, a tripulação começou a se pre- parar para executar a manobra de Inserção em Órbita Lunar-1 (LOI-1). Esta manobra precisava ser realizada quando a nave tem a Lua entre ela e a Terra, ou seja, quando está passando pelo lado “oculto” da Lua e, por conseguinte, sem contato via rádio com o Centro de Missão. Os motores foram ligados por 4 minutos e 13 segundos, às 69 horas e 8 minutos de vôo, colocando com sucesso a Apollo 8 em órbita da Lua. ElbErt E. N. Macau 113 Foi um momento tenso, em especial para os controladores de Terra. Os motores seriam ligados 10 minutos depois que a nave tivesse entrado na face oculta, sem contato de rádio com a Terra. Mais 10 minutos se fariam necessários, até que ela voltasse a ser vista pelo sistema da Terra. O motor poderia falhar. Algo poderia dar errado. Mas nada de errado ocorreu: 20 minutos após ter “sumido”, a nave reapareceu no sistema de rastreio e o sinal foi recebido aos gritos de alegria pela equipe de Terra. Os sinais indicavam que a nave funcionava bem. Finalmente, um minuto depois, a voz de Lovell era ouvida e este informava que a Apollo estava em órbita da Lua, uma órbita elíptica com apoapse de 311,1km e periapse de 119,9km. Mais tarde, ao final da segunda órbita, os motores da Apollo seriam religados por 11 segundos para executar a manobra de Inserção em Órbita Lunar-2 (LOI-2), com o objetivo de tornar a órbita mais circular. Após esta manobra, a nave passou a uma órbita ligeiramente elíptica, com apoapse de 114,8km e periapse de 112,6 km. Que grande feito estava se desenrolando: três homens orbitavam a Lua, numa jornada nunca antes empreendida por qualquer um. Estabeleciam, assim, um verdadeiro marco para a história da humanidade e se igualavam aos gran- des exploradores do passado. Quando perguntados pelo pessoal de Terra sobre como a Lua era, Lovell assim descreveu: “A Lua é essencialmente cinza, sem cor, parecendo... feito de um tipo de areia de praia cinza. Nós podemos ver alguns detalhes”. O Mar da Fertilidade daqui não parece tão bem delimitado como quan- do se observa a partir da Terra. Não existe muito contraste entre ele e as crateras que lhes são vizinhas. As crateras são arredondadas.Existem várias delas, al- JP L- N A SA O “nascer da Terra”, visto da Lua, mostrando o quanto belo, único e ao mesmo tempo frágil e solitário é o mundo que nos abriga diante da imensidão do Universo chEgaMos à lua 114 gumas são novas. Muitas – em especial as redondas – parecem ter sido criadas devido ao impacto de meteoritos. Langrenus é uma cratera imensa e apresenta um cone central. “As paredes da cratera apresentam vários platôs, seis ou sete diferentes, até o fundo.” A Apollo 8 permaneceu em órbita da Lua por cerca de 20 horas. Os astronau- tas se tornaram os primeiros homens a verem o lado “oculto” da Lua. Durante o tempo de permanência, foram feitas transmissões televisivas ao vivo, um levanta- mento fotográfico completo, objetivando explorar as características de possíveis locais de pouso, deram-se nomes a diversas crateras e identificaram-se as caracte- rísticas do campo gravitacional da Lua. Na quarta órbita, quando a nave deixou o lado “oculto” da Lua, os astronautas testemunharam um fenômeno jamais visto anteriormente: o “nascer da Terra”. Anders olhou pela janela e viu um pequeno globo azul e branco que surgia no horizonte e compreendeu que se tratava da Ter- ra. Os astronautas imediatamente fotografaram o evento. E esta foto se tornou uma das mais famosas e significativas, na qual se vê parte da superfície da Lua e, no ho- rizonte, a parte superior de um pequeno e insignificante globo branco e azul. Esta imagem revela quão lindo, único e, ao mesmo tempo frágil é o lar que nos abriga na imensidão cósmica. É interessante observar que devido à rotação síncrona da Lua em volta da Terra, não se consegue ver o “nascer da Terra” a partir da superfí- cie da Lua, ou seja, este fenômeno só é visto quando se está orbitando a Lua. Na última transmissão televisiva para a Terra, realizada no dia do Natal, Borman descreveu a Lua com sendo um “lugar vasto, solitário e proibido... um lu- gar que não parece muito convidativo para se viver ou trabalhar”, enquanto Lovell afirmou que “a Terra parece um grande oásis no meio do imenso e vasto espaço”. Chegara o momento de retornar a “mãe” Terra. Mais um momento de tensão para a equipe do Centro de Missão: os motores da Apollo 8 precisavam ser religa- dos para retirar a nave da órbita lunar e colocá-la em seu curso de retorno. Essa operação precisava ser feita quando a nave estivesse no lado “oculto” da Lua. Se os motores não funcionassem, os astronautas ficariam presos em órbita da Lua e morreriam em 5 dias, quando o oxigênio se esgotasse. Os controladores de vôo só saberiam do resultado da manobra 15 minutos depois, quando os sinais de rádio fossem restabelecidos. Isto ocorreu às 89 horas e 28 minutos de vôo e os dados da telemetria indicaram que tudo havia ocorrido conforme previsto e a Apollo 8 estava em sua trajetória de retorno. O retorno ocorreu sem maiores incidentes. A viagem durou cerca de 2 dias e meio. Preparando-se para a reentrada, o Módulo de Comando se separou do módulo ElbErt E. N. Macau 115 de serviço e iniciou seu “mergulho” na atmosfera da Terra, dirigido pelo compu- tador de bordo. À medida que a nave fazia sua reentrada, o calor gerado era muito alto, da ordem de 5000oC, sendo dissipado pelo escudo térmico e ionizando o ar em volta, gerando plasma, o que impedia a comunicação com o Centro de Missão. 8 minutos após o início da reentrada, quando a cápsula se encontrava à 9 km de altura, três pequenos pára-quedas se abriam, para frear e orientar a descida. Pouco tempo depois, o sistema de comunicação voltava a funcionar e o Centro de Missão pode ouvir voz de Lovell, entremeado por muito estática, dizendo: “Parece bom!”. E todos se puseram a comemorar efusivamente. A 3 km de altura, os três pára- quedas principais, cada um com 25m de diâmetro, se abriam, freando mais ainda a queda. Ao mesmo tempo, um foguete sinalizador era lançado, para indicar ao porta-aviões a posição de queda da nave. Pouco tempo depois, o Módulo de Coman- do mergulhava nas águas do Pacífico, com uma velocidade de cerca de 32km/h. 43 minutos depois, helicópteros do porta-aviões USS Yorktown chagavam, trazendo os mergulhadores encarregados de recuperar os astronautas. 45 minutos mais tar- de, os três astronautas chegavam no convés do porta-aviões, sendo efusivamente recebidos. E foram recebidos como heróis. Dias mais tarde, os astronautas foram condecorados pelo presidente e parti- ciparam de paradas de aclamação em várias capitais americanas. Receberam inú- meras mensagens de congratulações, incluindo as dos soviéticos, que aclamaram o fato como uma “conquista do progresso científico e tecnológico da humanidade”. Já Thomas O. Paine, o Diretor da NASA, em seu discurso de recepção, disse: “Este vôo representa um dos maiores e pioneiros esforços empreendidos pela humani- Werner von Braun – o engenheiro responsável pelo desenvolvimento do Saturno V, ao lado do astronauta Gordon Cooper, em 1961. JP L- N A SA chEgaMos à lua 116 dade... mas este não é o fim, mas o começo... de um programa de vôos espaciais que vai se estender por muitas gerações.” Em 3 de março de 1969, a Apollo 9 foi ao espaço num Saturno V, desta vez na configuração final prevista para a alunissagem, levando consigo o Módulo Lu- nar. Este foi submetido no espaço aos testes de qualificação, sendo que todas as manobras orbitais foram realizadas com sucesso. Empreenderam-se operações de separação, manobra e posterior acoplamento, todas com sucesso. A missão voltou à Terra em 13 de março de 1969. O vôo seguinte, da Apollo 10, teve um significado especial: foi o teste derra- deiro de todo o sistema, a etapa final que preparou o palco para o feito tão espe- rado da alunissagem. A missão teve por objetivo entrar em órbita da Lua e testar o Módulo Lunar. O LM chegou a apenas 16 km da superfície da Lua. O vôo foi ao espaço em 18 de maio de 1969, tripulado pelos astronautas Gordon Cooper, co- mandante, Donn Eisele, piloto do Módulo de Comando, Edgar Mitchell, piloto do Módulo Lunar. A missão foi um sucesso em todos os sentidos e retornou a Terra em 26 de maio de 1969. Agora, tudo estava pronto, funcionando e preparado para a histórica epopéia do homem. 10. A Águia Pousou Em 16 de julho de 1969, às 9h32m, a grande epopéia do homem começava. A Apollo 11 levantava vôo da base de lançamento 39 do Cabo Kennedy em direção a Lua, levando aqueles que iriam se transformar nos primeiros homens a pisarem na Lua. A tripulação era composta por Neil Armstrong, comandante, Michael Collins, piloto do Módulo de Comando, e Edwin “Buzz” Aldrin, piloto do Módulo Lunar. O lançamento foi perfeito. Após 12 minutos, a nave estava na órbita da Terra. Depois de uma órbita e meia, o S-IVB, terceiro estágio do Saturno V, colocou a nave em sua trajetória em direção a Lua. 30 minutos depois, o Mó- dulo de Comando e Serviço se separou do último estágio do veículo lançador e se acoplou ao Módulo Lunar. A Apolo 11 passou pelo lado “oculto” da Lua em 19 de julho e acionou seus motores de forma a entrar em órbita lunar. Nas órbitas que se seguiram, começa- ram os preparativos para a alunissagem. O ponto escolhido de descida foi o Mar da Tranquilidade, uma região relativamente plana e previamente mapeada por sondas automáticas. ElbErt E. N. Macau 117 No dia 20 de julho de 1969, enquanto a nave passava pela face oculta da Lua, o Módulo Lunar, batizado de Águia, se separou do Módulo de Comando e iniciou a descida. A bordo estavam Neil Armstrong e Edwin Aldrin. Quando Armstrong e Aldrin estavam à 15 km da superfície, o visor verde do computador de bordo mostrou o número 99. Era a indicação para Armstrong de que ele tinha apenas 5 segundos para decidir se iria alunissar ou retornar ao Módulo de Comando. Ele pres- sionou o botão de “prosseguir”. O motor de empuxo ajustável do LM começou a funcionar continuamente. Sete minutos mais tarde, eles estavam a 6km da superfície e o computador de bor- do continuava a controlar a trajetória de descida.À 2 km do solo, o computador manobrou o ML, colocando-o na posição vertical própria para pouso. Com isso, Armstrong e Aldrin puderam ver, pela primeira vez, o solo lunar. JP L- N A SA Os astronautas da Apollo 11 - Neil Armstrong, Comandante, Michael Collins, Piloto do Módulo de Comando, e Edwin “Buzz” Aldrin, Piloto do Módulo Lunar (da esquerda para a direita). A Apollo 11, a caminho da Lua, em 16 de julho de 1969. JP L- N A SA O Anel de separação se desprende do segundo estágio do Saturno V. chEgaMos à lua 118 Quando o LM estava apenas a 100m do solo e se preparando para alunis- sar, os astronautas perceberam que o local em que pousariam estava repleto de pedras. Armstrong passou o pouso para o modo semi-automático no qual o computador controlava o empuxo do motor, mas era ele quem guiava o módulo lunar. Por 90 segundos, procurou um local apropriado para pouso. Finalmente, com o combustível quase se esgotando, achou o local adequado: o LM pousou suavemente e o botão com a marca “parada” é acionado. Segundos depois, o Centro de Missão ouviu pelo rádio a frase histórica de Armstrong: “Houston, aqui é a Base da Tranquilidade. A Águia pousou”. Eram 17h17m, horário de Brasília e o Centro de Missão “explodiu” em alegria e comemorações. Finalmen- te conseguiram! Logo depois, Aldrin falou pelo rádio: “Aqui é o piloto do Módulo Lunar. Eu gostaria de aproveitar esta oportunidade e pedir a todos que parassem por alguns instantes, rememorassem os eventos das últimas horas e agradecessem da forma que lhes sejam características.” Seis horas e meia após o pouso, às 23h56m do dia 20 de julho de 1969, Arms- trong abriu a escotilha do LM e começou sua histórica descida pela escada do mó- dulo lunar em direção ao solo. Ao pisá-lo, ele proferiu outra histórica frase: “Este é um pequeno passo para o homem, mas um gigante salto para a humanidade”. E lá estava ele, o primeiro ser humano a ter contato direto com outro corpo celeste. Era a realização de um sonho de séculos. Aquela figura que nos acompanha e ilumina as noites começcaria a ter seus mistérios revelados. Era a prova definitiva de que não existem fronteiras intransponíveis para o trabalho harmônico e coordenado da JP L- N A SA JP L- N A SA Módulo de Comando e Serviço visto no espaço a partir do Módulo Lunar. Controladores de vôo acompanhando a descida do Módulo Lunar “Águia”. ElbErt E. N. Macau 119 Vista da superfície da Lua, logo após o pouso da Águia. JP L- N A SA Às 23h56m do dia 20 de julho de 1969, Armstrong abriu a escotilha do LM e começou sua histórica descida pela escada do módulo lunar em direção ao solo. Ao pisá-lo, ele proferiu sua histórica frase: “Este é um pequeno passo para um homem, mas um gigante salto para a Humanidade”. JP L- N A SA JP L- N A SA Aldrin apanhando instrumentos guardados no Módulo Lunar Equipamentos Sísmicos sendo instalados.JP L- N A SA chEgaMos à lua 120 ciência e da tecnologia. E o desafio proposto por Kennedy se concretizou, dentro do prazo estabelecido, oito anos após seu famoso discurso. E o feito congregou toda a humanidade. Uma câmera de TV instalada na base do Módulo Lunar permitiu que um público estimado em cerca de 600 milhões de pessoas ao redor da Terra acompanhasse o momento histórico e grandioso. JP L- N A SA JP L- N A SA Após ter permanecido por 2 horas e 31 minutos na superfície da Lua, O Módulo de Ascensão decola em direção ao Módulo de Comando e Serviço, conduzindo os astronautas Armstrong e Aldrin. Após descerem no mar, os astronautas são recuperados sãos e salvos. JP L- N A SA Após retornarem da Lua e serem resgatados , os astronautas permaneceram em quarentena por 21 dias, para se verificar a possibilidade de uma eventual contaminação por micróbios extraterrenos. ElbErt E. N. Macau 121 Minutos depois, Aldrin se juntou a Armstrong na superfície lunar. E ele dis- se: “Que desolação magnífica... posso ver, literalmente, milhares de pequenas cra- teras, de variadas formas, inclinações e granularidades”. Os astronautas permaneceram no exterior do LM por um total de 2 horas e 31 minutos. Exploraram as vizinhanças do local de pouso, coletaram cerca de 21kg de rochas, instalaram vários instrumentos e fizeram experiências diversas. Após terem permanecido na Lua por cerca de 21 horas e 36 minutos, o Módulo Lunar decolou, em direção ao Módulo de Comando. Depois de se juntarem a Collins que os esperava em órbita, o LM foi desacoplado e colocado numa trajetória que o levou a se chocar com a Lua. A jornada de volta teve início. No dia 24 de julho, o Módulo de Comando des- ceu no mar, trazendo de volta à Terra os desbravadores da Lua, sãos e salvos. O grande desafio havia sido vencido! 11. Missões Seguintes e Resultados À Apollo 11, seguiu-se outras seis missões. Seriam outras nove. Entretanto, os vôos das Apollo 18 à Apollo 20 foram canceladas devido ao corte das ver- bas para a NASA. Todas as missões foram bem-sucedidas, com exceção da Apolo 13, que protagonizou momentos de grande ansiedade devido à ocorrência de uma explosão no Módulo de Serviço que quase custou a vida dos astronautas. Esse drama foi retratado nas telas do cinema no filme Apolo 13. A partir da Apollo 15, um veículo motorizado dirigido pelos astronautas foi usado na exploração da Lua. Em conjunto, as missões trouxeram para a Terra cerca de 380kg de pedras e ma- teriais da Lua. A análise desses materiais re- velou que, em geral, estas pedras são muito mais antigas do que as que são encontradas na superfície da Terra, sendo datadas entre 3,2 e 4,6 bilhões de anos. A Apollo 15 encon- Uma das muitas amostras trazidas da Lua pelas missões Apollo. JP L- N A SA chEgaMos à lua 122 trou uma rocha muito especial, denominada Pedra Gênese, que deve ter sido criada quando da formação da Lua. A análise dos resultados provenientes dos diversos experimentos feitos na Lua, permitiu que se chegassem aos seguintes resultados científicos: 1. A Lua é constituída de material rochoso, fundido ao longo do tempo, origi- nário de erupções vulcânicas e de choques de meteoritos. Ela possui uma crosta grossa de cerca de 60 km, uma litosfera praticamente uniforme, uma astenosfera parcialmente líquida e um pequeno núcleo de ferro; 2. A Lua é tão antiga quanto a Terra; 3. Tanto a Lua como a Terra são formados a partir de diferentes proporções de um reservatório comum de materiais; 4. Não existe vida na Lua. Ela não contém nem organismos, nem fósseis, nem materiais orgânicos; O material que veio da Lua continua sendo estudado até hoje, em inúmeros laboratórios ao redor do mundo. Ano passado, depois de 34 anos que o último homem pisou na Lua, a NASA tornou público seu objetivo de voltar a Lua. Pretende-se implantar uma base lunar, a ser localizada num dos pólos, cujo início da construção está previsto para 2020. CAPÍTULO 4 Instituições e agências brasileiras Rodolpho Vilhena de MoRaes e ana paula MaRins ChiaRadia “Eu, que tenho algo de sonhador, nunca imaginei o que tive ocasião de observar, quando visitei uma enorme fábrica nos EUA. Vi milhares de hábeis mecânicos ocupados na construção de aeroplanos, produzindo diariamente de 12 a 18. Quando o Congresso Americano acaba de ordenar a construção de 22.000 dessas máquinas, nós, aqui, não encaramos ainda esse problema com a atenção que merece. A principal dificuldade para a navegação aérea está no progresso dos motores... Já o aço tem sido melhorado... Outra dificuldade que se apresenta à navegação aérea é a de localizar-se o aeroplano... É tempo, talvez, de se instalar uma escola de verdade em um campo adequado... Margeando a linha da Central do Brasil, especialmente nas imediações de Mogi das Cruzes, avistam- se campos que me parecem bons. Os alunos precisam dormir junto à Escola, ainda que para isso seja necessário fazer insta- lações adequadas... Penso que, sob todos os pontos de vista, é preferíveltrazer professores da Europa e dos EUA, em vez de para lá enviar alunos. Meu mais intenso desejo é ver w w w .f A B. M il .B r InstItuIções e agêncIas brasIleIras 124 verdadeiras Escolas de Aviação no Brasil. Ver o aeroplano, hoje poderosa arma de guerra, amanhã meio ótimo de transporte, percorrendo as nossas imensas regiões, povoando nosso céu, para onde, primeiro, levantou os olhos o Pe. Bartolomeu lourenço de Gusmão.” Santos-Dumont em seu livro “O que vi, o que veremos”, editado em 1918 pela Editora A Encantada. Quando tudo começou... Para contar a história das instituições e das agências brasileiras precisamos vol- tar um pouco mais no tempo. Precisamos conhecer o sonho de um homem em especial. Precisamos conhecer o sonho do Pai da Aviação, Alberto Santos-Dumont. Em seu livro, ele narra um desejo, o que foi considerado como o primeiro registro da idéia da criação de uma escola técnica no Brasil voltada para a aviação. Graças a esse sonho e de outros grandes brasileiros é que o Brasil entrou para o rol das grandes potências na área espacial. No Brasil já existia uma escola de engenharia sob organização militar - Real Academia Militar - fundada em 1808 no Rio de Janeiro e que, em 1842, tornou-se Escola Central, passando a receber alunos civis. Tornou-se exclusivamente civil em 1874, sob a denominação de Escola Politécnica e, depois, Escola Nacional de Engenharia. Porém, não era voltada para a aviação. O sonho de Santos-Dumont começou a tornar-se realidade quando o Minis- tério da Aeronáutica, criado em 1941, sentiu a necessidade de montar uma sóli- da base técnica durante a Segunda Guerra Mundial, isto é, locais de formação de pessoal especializado em técnicas de aviação e equipamentos. Por conhecer bem MAreChAL-dO-Ar CAsIMIrO MOnTenegrO FILhO, nasceu em 29 de outubro de 1904 em fortaleza (CE). Em 1928, foi declarado aspirante oficial aviador. Em 1931, juntamente com Maj. Eduardo Gomes, criou o Correio Aéreo Militar, hoje, Correio Aéreo Nacional. Em 1938, matriculou-se no extinto cur- so de engenharia de aeronáutica que funcionava na antiga escola técnica do exército (atual instituto Militar de Engenharia -iME). Em 1945, juntamente com Professor Smith do MiT, expôs seus planos de fazer um Centro Técnico em São José dos Campos. foi diretor da Comissão de Organização do Centro Técnico de Aeronáutica (COCTA) de março de 1947 a fevereiro de 1951. Depois diretor do CTA de novembro de 1954 a novembro de 1961 e, novamente, de fevereiro de 1964 a fevereiro de 1965. faleceu aos 95 anos em Petrópolis (rJ).fO TO S rE Ti rA D A S D E w w w .C TA .B r rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 125 o meio aeronáutico e a evolução da ciência e da própria tecnologia aeronáutica, o Ten.-Cel.-Av.-Eng. Casimiro Montenegro Filho foi indicado pelo ministro Sal- gado Filho a assumir a subdiretoria de material (prevista inicialmente, no Ato de regulamentação do Ministério da Aeronáutica, com Diretoria de Tecnologia Ae- ronáutica). O objetivo foi executar um programa de desenvolvimento científico e tecnológico dentro do Ministério. Com a idéia de criação de uma escola de engenharia aeronáutica de alto nível, em 1945, Montenegro foi aos EUA junto com um grupo de oficiais da Força Aérea Brasileira (FAB) com a missão de visitar diversas Bases Aéreas America- nas para conhecê-las e basear-se num modelo para a criação da escola brasilei- ra. Como sugestão do Maj.-Av. Oswaldo Nascimento Leal, Montenegro visitou o Massachussets Institute of Technology (MIT) e apresentou suas idéias ao professor Richard Harbert Smith, chefe do Departamento de Aeronáutica do MIT. A idéia da criação de um Centro Técnico, que se chamaria CTA, surgiu na visita ao Wright Field, onde se localiza o MIT e o Centro de Desenvolvimento Tec- nológico da Usaf (Força Aérea do Exército dos EUA) que serviu de modelo para a organização deste Centro. No mesmo ano, o professor Smith, chegou ao Rio de Janeiro, para dar início ao trabalho de construção da escola junto com o Cel. Montenegro. De acordo com os planos, a escola deveria ter laboratórios e oficinas de elevado custo que servis- sem à pesquisa e ao ensino universitário, bem como aos exames, testes, vistorias e demais atividades técnicas de interesse da FAB e da aviação civil, atendendo às necessidades dos diferentes setores da atividade aeronáutica, em especial, de pesquisa básica e científica. Um dos principais objetivos da escola seria elevar a ci- ência e a tecnologia aeronáutica ao mais alto nível em relação aos das nações mais avançadas, de modo a obter a consolidação de uma indústria aeronáutica capaz de poder competir com os adiantados países estrangeiros. As cidades de Campinas, São José dos Campos, Taubaté e Guaratinguetá eram os quatros locais possíveis com as melhores condições para a instalação do centro técnico. São José dos Campos foi escolhida por estar em uma região plana, de con- dições climáticas favoráveis, facilidade de comunicação e obtenção de energia, re- lativo afastamento dos grandes centros urbanos e, também, por localizar-se ao lado de uma nova e importante rodovia que ligaria o Rio de Janeiro a São Paulo (Via Pre- sidente Eurico Gaspar Dutra). Além disso, era próxima do Porto de São Sebastião, ponto de desembarque de grandes containers de máquinas e ferramentas, condição importante para a montagem dos futuros laboratórios do CTA. InstItuIções e agêncIas brasIleIras 126 Conhecido posteriormente como Plano de Smith, o Plano Geral do Centro foi apresentado pelo Ten.-Brig. Armando Trompowsky ao então presidente da Repúbli- ca Dr. José Linhares e foi imediatamente aprovado, estabelecendo que o Centro seria constituído por dois institutos científicos, coordenados, tecnicamente autônomos - um para o ensino técnico superior (Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA) e um para pesquisa e cooperação com a indústria de construção aeronáutica, com a aviação militar e com a aviação comercial (Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento - IPD). Segundo o Plano Smith, o ITA teria somente a finalidade de ensino e pes- quisa, reunindo uma escola fundamental dedicada ao ensino das ciências físicas básicas e disciplinas correlatas, uma escola profissional conducente à graduação em todos os principais campos do conhecimento de que a aeronáutica depende e preparando os indivíduos para o exercício profissional e a pesquisa incluindo: uma escola de pós-graduação, levando-os aos mais altos níveis de preparo naque- les mesmos campos, chegando até o doutorado; corpo docente de regime de dedi- cação integral e corpo discente gozando de gratuidade ampla (alunos brasileiros) ou parcial (alunos estrangeiros). Em 1946, o ministro da Aeronáutica editou a portaria que criou a Comissão de Organização do Centro Técnico de Aeronáutica (COCTA), instalada inicial- mente no Aeroporto Santos-Dumont, na cidade do Rio de Janeiro. A COCTA foi composta pelos Ten.-Cel.-Eng. Benjamin Manoel Amarante, Cap.-Av.-Eng. Aldo Weber Vieira da Rosa e Eng. Hélio de Oliveira Gonçalves. A COCTA lançou o “Edital para o concurso de anteprojecto das instalações do Centro Técnico de Ae- w w w .C TA .B r Vista aérea da região escolhida para construção do Centro rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 127 ronáutica em São José dos Campos”, em 1947. A participação neste concurso foi limitada. Somente os seguintes escritórios de arquitetura foram selecionados pelo Ministério: Affonso Eduardo Reidy, Benedicto de Barros, Companhia Brasileira de Engenharia, Marcelo Roberto e Oscar Niemeyer Soares Filho. O projeto vencedor foi preparado por Oscar Niemeyer. A construção começou em 1948 em um terreno doado oficialmente em 1951 pela prefeitura de São José dos Campos. Foi dada prioridade à edificação do ITA e de meios complementares, como alojamento de administradores, professores e alunos e outras facilidades, capazes de permitir o pronto funcionamento da es- cola. O CTA foi consideradoorganizado definitivamente a partir de 1º de janeiro de 1954. As primeiras aulas do ainda inexistente Instituto Tecnológico de Aeronáu- tica foram ministradas no Rio de Janeiro, onde ficou até 1950, quando suas insta- lações foram transferidas para São José dos Campos. Houve tempo que seu corpo docente era constituído de professores de dezesseis nacionalidades. O primeiro reitor foi o Professor Smith, de 1946 a 1951. Além dele, os três seguintes reitores foram americanos de nascimento ou de formação. No todo, foram quase trinta os professores americanos, em diversos períodos. O primeiro reitor brasileiro foi o Professor Marco Antonio Guglielmo Cecchini, que assumiu em 1960. Independentemente das nacionalidades, o ITA foi constituído por um seleto grupo de professores de renome internacional. Foi concebido como um estabele- cimento de ensino modelar, comparável às grandes universidades norte-america- nas. De acordo com o edital, os alunos poderiam ser de ambos os sexos, onde uma minoria era do sexo feminino. Por mais de 40 anos, o instituto apenas ad- mitia estudantes do sexo masculino. Iniciou-se com o curso de Enge- nharia Aeronáutica de Aeronaves, a se- guir o de Aerovias. Em 1951 foi implan- tado o curso de Engenharia Eletrônica. Em 1962 o curso de Engenharia Mecâni- ca (transformado em Engenharia Mecâ- nica-Aeronáutica, em 1975); em 1975 o curso de Engenharia de Infra-Estrutura w w w .C TA .B r Professor Richard Harbert Smith InstItuIções e agêncIas brasIleIras 128 Aeronáutica; e, em 1989, o curso de Engenharia de Computação. Em 1954, forma a sua primeira turma de engenheiros. O modelo de ensino do ITA influenciou a nova orientação do ensino supe- rior brasileiro estabelecida pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Brasileira, aprovada em 1961. Nesse mesmo ano, com a finalidade de elevar o nível do corpo docente mais jovem foi criado o curso de pós-graduação do ITA, estruturado na forma do siste- ma americano de pós-graduação, iniciando-se um programa de formação de mes- tres nos ramos da Engenharia Aeronáutica, Eletrônica e Mecânica, em Física e em Matemática. Foi pioneiro no país e também serviu de modelo para a reestrutura- ção de toda a pós-graduação brasileira, inclusive nas áreas não tecnológicas, como as das Ciências, da Letras e das Artes. O primeiro título de mestre conferido pelo ITA foi em 1963 e o primeiro título de doutor em 1970. O segundo instituto do CTA a se instalar foi o Instituto de Pesquisas e De- senvolvimento (IPD), criado em 1953, com o objetivo de estudar os problemas téc- nicos, econômicos e operacionais relacionados com a Aeronáutica, cooperar com a indústria e buscar soluções adequadas às atividades da aviação nacional. Em 1954, o Instituto de Pesquisas e Desenvolvimento teve sua existência regulamentar con- cretizada. O IPD passou a se concentrar na realização de pesquisas e desenvolvi- mento de Aeronáutica, Eletrônica, Materiais, Sistemas e Equipamentos especiais. Em 1955, o Cel.-Av.-Eng. Oswaldo Balloussier apresentou uma exposição de w w w .C PO r. C TA .B r Alunos marchando ao lado do ITA em1954 rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 129 motivos sobre atividades espaciais, propondo a criação de um grupo de trabalho específico, no Ministério da Aeronáutica, para estudar o assunto, entretanto, este grupo não foi criado. Podemos dizer que as atividades espaciais no Brasil começaram em 1956, quando foi instalada na ilha de Fernando de Noronha, uma estação de rastreio de engenhos aeroespaciais lançados de Cabo Canaveral, em função de um acordo entre o Brasil e os Estados Unidos da América (EUA). Técnicos americanos e brasileiros gravavam os sinais das cargas úteis durante as suas passagens pelo arquipélago. Outra atividade aconteceu logo após o lançamento do SPUTNIK I, o Dr. Luiz de Queiroz Orsini, com um sistema de recepção desenvolvido no Departamento de Física da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), conseguiu captar seus sinais de “bips” emitidos na freqüência de 20 MHz. Os sinais do EXPLORER I (108 MHz) também foram registrados no Brasil com um interferômetro desenvolvido pelo Dr. Antônio Helio Guerra Vieira. Tais registros foram utilizados pelo Prof. Dr. Abrahão de Moraes para calcular a órbi- ta do satélite, levando em consideração a influência do achatamento da Terra. A repercussão desse trabalho levou o Brasil a ter sua participação na organização da National Aeronautics and Space Administration (NASA), criada a partir da cha- mada Comissão Técnica para o Espaço Cósmico. Para organizar essa Comissão foram convidados representantes de todos os paises membros da ONU. O Prof. Dr. Abrahão de Moraes, então diretor do Instituto de Astronomia e Geofísica da USP (IAG/USP), representou o Brasil nessa Comissão. O presidente Jânio Quadros estabeleceu uma comissão com o objetivo de ela- borar um programa nacional para a exploração espacial, em 1960. No ano seguinte, o presidente assina um decreto criando o Grupo de Organização da Comissão Nacional de Atividades Espaciais (GOCNAE), subordinado ao Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq), para funcionar em São José dos Campos, em uma área do CTA. Para presidente dessa Comissão foi convidado o Cel. Aldo Vieira da Rosa, mas como este se encontrava nos Estados Unidos, substituiu-o o Professor Abrahão de Moraes. A GOCNAE teve como seu diretor científico um jovem que havia se formado no ITA, com doutorado em Stanford, o Maj. Fernando de Mendonça. Seus pesquisadores participavam de projetos internacionais nas áreas de Astronomia, Geodésia, Geomagnetismo e Meteorologia. O Grupo GRAM (Grupo de Radio-Astronomia da Universidade Mackenzie) que desenvolvia Radioastronomia e Aeronomia desde 1959, liderado pelo profes- sor Pierre Kaufmann, construiu o primeiro rádio-telescópio brasileiro, inaugura- do em 25 de janeiro de 1960. Na época faziam parte do GRAM os universitários InstItuIções e agêncIas brasIleIras 130 Rodolpho Vilhena de Moraes e João Ferraz Guimarães e também o Cap.-Av. Car- los Ancêde Terra bem como os senhores Alfredo Duberger e Plínio D’Andrea. O GRAM tornou-se em 1960 CRAAM – Centro de Rádio Astronomia Mackenzie e, em 1989 integrou o CRAAE – Centro de Rádio Astronomia e Aplicações Espaciais. O CRAAM foi convidado a colaborar com o recém formado GOCNAE, que se tornou Comissão Nacional de Pesquisas Espaciais (CNAE) em 1963. A parceria con- sistia na oferta de apoio operacional para os equipamentos que o CRAAM operava junto ao planetário de São Paulo, os quais foram transferidos para São José dos Cam- pos (Rádio-telescópios solares, Interferômetros para cintilação de rádio estrelas). Em 1964 foi criado o Grupo de Trabalho de Estudos e Projetos Especiais (GTEPE) que mais tarde, em 1966, tornou-se o GETEPE - Grupo Executivo de Tra- balhos e Estudos de Projetos Especiais, subordinado ao Estado Maior da Aeronáu- tica (EMaer) e recebendo a estrutura de Unidade. Teve como presidente o Maj.- Brig. Baloussier. Assim, o Ministério da Aeronáutica concretizou a intenção de se dedicar às pesquisas espaciais. Desde essa época, o Ministério da Aeronáutica vem dedicando sua atenção para a área espacial. As primeiras iniciativas foram para o desenvolvimento de pe- quenos foguetes com destinação a sondagens meteorológicas para a Força Aérea. O GETEPE tinha como finalidade escolher e construir um campo de lançamento de foguetes, preparar equipes especializadas em lançamento de foguetes e estabelecer programas de sondagem meteorológicas e ionosféricas em cooperação com institui- ções estrangeiras. Os seguintes parâmetros foram considerados para a escolha do local e construção do campo de lançamento: baixo índice demográfico e pluviométrico; área de impacto, inclusive para o primeiro estágio, em mar aberto; fácil acesso; proximida- de de suporte logístico e de um campo de pouso de grande porte; estar dentro de uma faixa de no máximo 5º do Equador magnético; possibilidade de alcançar a AnomaliaMagnética do Atlântico Sul; e um terreno com uma topografia de fácil ocupação. O campo de lançamento de foguetes foi construído em uma área vizinha à Ponta Negra em Natal (RN), entre outras duas possibilidades: Fernando de No- ronha e Aracati (CE). Essa área é denominada pelos moradores de Barreira do Inferno devido à presença de falésias avermelhadas que, no nascer do sol e quando umedecidas, refletem raios vermelhos na água e em épocas mais remotas um bar- co de pesca teria, por conta desse reflexo, causando ali naufrágio, com a morte de todos os seus ocupantes criando a lenda de que o local é demoníaco. O Campo de Lançamento foi oficialmente criado em 1965 epassou a ser co- nhecido como Campo de Lançamento de Foguetes da Barreira do Inferno (CLBI), rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 131 embora a Portaria de criação o tenha denominado como Campo de Lançamento de Foguetes em Ponta Negra. Ainda em 1965, foi lançado no CLBI e, portanto pela primeira vez em território nacional um foguete Nike-Apache com carga útil do CONAE. Durante o período de tempo em que o CLBI foi parte do GTEPE/GETEPE, vários projetos internacionais foram executados, envolvendo a NASA, Air Force Cambridge Research Laboratories (AFCRL) e o Max Planck Institute da República Federal da Alemanha (RFA). As equipes do GETEPE começaram a especificar e projetar foguetes, destinan- do à indústria nacional a sua fabricação, dando-lhe toda assessoria técnica possível. Assim, em 1967 era lançado, do CLBI, o primeiro protótipo do foguete desenvolvido pela indústria nacional, Sonda I, com a finalidade de substituir os foguetes ameri- canos de sondagens meteorológicas. Outros 223 foram realizados com este foguete de dois estágios. Naquele mesmo ano iniciou-se o projeto de foguete Sonda II, mo- noestágio de maiores dimensões. O projeto, a fabricação estrutural, o propelente e as proteções térmicas foram realizados no CTA. Além disto, eram pesquisadas e de- senvolvidas também as matérias primas consideradas estratégicas. O seu primeiro vôo com êxito foi em 1970, quando já haviam iniciado o projeto do Sonda III. Em paralelo as atividades espaciais, aquelas voltadas às aeronáuticas também progrediam no Brasil. Em 1968, aconteceu o primeiro vôo oficial da aeronave Ban- deirante em cerimônia oficial, no CTA, com a presença do ministro da Aeronáutica, vários ministros de Estado, de autoridades civis e militares e cerca de 15 mil pes- soas. Foi pilotado pelo Maj. Mariotto e pelo Eng. Michel. Após vinte anos do início da criação e elaboração do CTA, o Brasil teve uma demonstração da capacidade e competência na consolidação e progresso da indústria aeronáutica brasileira. ´ Ainda em 1968, iniciou-se o curso de pós-graduação em meteorologia no CNAE. E em 1969, o CNAE inicia suas atividades em sensoriamento remoto. w w w .C TA .B r Foguete Nike-Apache InstItuIções e agêncIas brasIleIras 132 Ainda segundo o plano idealizado por Montenegro empresas seriam funda- das, se nos laboratórios houvesse produ- tos com potencial de comercialização. Em 1969, quando o avião para linhas regionais Bandeirante havia tomado forma, foi cria- da a EMBRAER. A tecnologia adquirida pelo IPD no desenvolvimento de projetos de aviões junto com toda a sua equipe de técnicos, pessoal de administração e de quase todo o acervo da sua Divisão de Aeronaves e parcelas menores de outras Divisões do Instituto foram transferidos para EMBRAER. Assim, a nova empresa tinha imediata capacitação técnica e or- ganizacional o que permitia que a mesma assumisse sua posição como organização produtiva e pudesse, rapidamente, tornar- se o centro de consolidação no desenvolvi- mento da indústria aeronáutica nacional. Em 1969, foi dado início ao que seria o Instituto de Atividades Espaciais (IAE), cujo núcleo só foi ativado em 1971, quando houve uma reforma adminis- trativa que juntou o GETEPE e o NUIAE (Núcleo do Instituto de Atividades Es- paciais) este criado no CTA. O novo instituto do CTA era constituído do pessoal e instalações do GETEPE e da Divisão de Atividades Espaciais do IPD. A portaria de criação do IAE extinguia o GETEPE e passava o CLBI à subordinação do IAE. Parte do IAE, sediada em São José dos Campos (CTA), ficou responsável pela elaboração dos projetos de pesquisa e desenvolvimento no setor, cabendo ao CLBI a execução das operações de lançamento. No início da década de 70, foi criada a Comissão Brasileira de Atividades Es- paciais (COBAE) - órgão vinculado ao Estado-Maior das Forças Armadas (EMFA) - com o objetivo de coordenar e acompanhar a execução do programa espacial. A Comissão Nacional de Atividades Espaciais (CNAE) foi extinta em 1971, o que conferiu ao grupo um caráter permanente denominando-o Instituto de Pes- quisas Espaciais, atualmente Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) - vinculado ao CNPq. w w w .C TA .B r Foguete Sonda I rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 133 Uma estação de recepção de dados de satélite de sensoriamento remoto foi implantada em Cuiabá (MT) entre 1972 e 1973. O desenvolvimento do foguete de dois estágios Sonda IV foi iniciado du- rante a fase de construção do Sonda III, pelo IAE em 1974. O Sonda IV era mais sofisticado que os seus antecessores, possuindo um sistema de controle nos seus três eixos e uma capacidade de carga útil muito superior. O CLBI passou a subordinar-se ao DEPED (Departamento de Pesquisas e De- senvolvimento) em 1975, conforme prevê o regulamento daquele departamento, e sua organização foi ampliada nos setores técnico, administrativo e operacional. A Missão Espacial Completa Brasileira (MECB) foi aprovada em 1979, quando se estabeleceu que o INPE desenvolveria quatro satélites com aplicações ambientais, dois de coleta de dados e dois de sensoriamento remoto, e o CTA que seria respon- sável pelo veículo lançador de satélites e a implantação de um centro de lançamento brasileiro. Os satélites deveriam ser colocados em órbita por um foguete nacional e lançado em território nacional. Começam os investimentos em infra-estrutura para a MECB com o início da construção do Laboratório de Integração e Testes (LIT), em 1983, e o Centro de Rastreio e Controle de Satélites entre 1987 e 1989. Com a criação da MECB, todos os recursos possíveis à atividade espacial foram concentrados no desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélites – VLS, iniciando- se o projeto baseado no foguete de sondagem Sonda IV. O primeiro vôo do SONDA IV ocorreu em 1984 e mais três vôos sucederam-se até o fim da década de 80. Apesar de possuir várias características vantajosas, experiência e qualidade comprovada, o Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI) apresentava restrições para lançamentos de veículos maiores, como VLS-1. Para atender às ne- cessidades da MECB, um novo centro foi construído na região de Alcântara (MA), w w w .C TA .B r Bandeirante InstItuIções e agêncIas brasIleIras 134 o Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), inaugurado em 1983. Este centro tornou-se uma das principais instalações do programa espacial brasileiro pela sua posição, a qual possibilita aproveitar ao máximo a rotação da Terra para a inserção de satélites em órbitas equatoriais. O INPE passou a pertencer ao recém criado Ministério da Ciência e Tecnolo- gia (MCT), em 1985, como órgão autônomo. No ano seguinte, criou os laboratórios associados -Plasma, Sensores e Materiais, Computação e Matemática Aplicada e Combustão e Propulsão. Em 1987, inaugurou o LIT e um acordo de cooperação entre Brasil e China foi assinado visando o desenvolvimento de satélites. Em 1987 os países mais desenvolvidos impõem restrições à importação pelo CTA, de certos materiais e componentes necessários ao desenvolvimento do VLS- 1, por meio do “Missile Technology Control Regime” (MTCR), impedindo que os prazos de desenvolvimento do foguete fossem cumpridos. O primeiro lançamento de satélite foi marcado para 1989, porém nãopode ser cumprido. O foguete lançador não estava pronto devido às dificuldades na sua rea- lização. Por outro lado o desenvolvimento dos satélites não encontrara obstáculos. Então, era necessário providenciar algum outro meio de lançamento, no exterior. Em 1989, o CRAAM integrou o Centro de Radioastronomia e Aplicações Espaciais, um consórcio cujos parceiros eram a USP, a Unicamp e o INPE. Entre as principais realizações alcançadas nessa parceria estão o Laboratório de Geodésia Espacial, operando antena de 14,2m em Eusébio (CE), o Rádio Telescópio Solar Submilimétrico - SST, operado nos Andes Argentinos, e os experimentos ionosfé- ricos na estação científica brasileira Comandante Ferraz, instalada na Antártica. Uma nova proposta de reorganização do CTA realizou a fusão do Institu- w w w .A EB .G O V. Br Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 135 to de Pesquisas e Desenvolvimento - IPD e do Instituto de Atividades Espaciais - IAE, criando-se em 1991, o atual Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), com a missão de realizar pesquisa e desenvolvimento no campo aeroespacial. O INPE propôs em reformular o projeto da MECB, mas as autoridades militares persisti- ram em mantê-lo na sua forma original. Em 1993, o primeiro satélite de coletas de dados (SCD-1) foi lançado com sucesso por um foguete Pegasus, que partiu de um avião da NASA enquanto so- brevoava o Oceano Atlântico na região da Flórida. Esse lançamento fez com que o Brasil entrasse para o seleto clube das nações que possuem tecnologia para desen- volver satélites artificiais. Sua vida útil estimada era de um ano, porém em 2003 completou dez anos em órbita (Detalhes podem ser encontrados no Capítulo 5). Para substituir a COBAE, em 1994, foi criada a Agência Espacial Brasileira (AEB), com o objetivo de promover o desenvolvimento das atividades espaciais brasileiras de forma descentralizada. A criação da AEB representou uma mudança na orientação governamental, ao instituir um órgão de coordenação central do programa espacial, subordinado diretamente à Presidência da República. O Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) foi criado no INPE em 1994. No ano seguinte, o INPE passa a integrar, na qualidade de Órgão Específico Singular, o MCT. Somente em 1997, ocorreu o primeiro vôo do protótipo do VLS-1 e o segun- do em 1999. Enquanto que o segundo satélite, o de coleta de dados, quase idêntico ao primeiro, SCD2 foi lançado em 1998 com sucesso pelo foguete Pegasus. Em cumprimento às premissas da MECB de lançar um satélite brasileiro a partir de uma base em território brasileiro, o satélite SCD2-A deveria ser lançado ao espaço a partir do Centro de Lançamento de Alcântara, no Maranhão. Porém não se con- cretizou porque houve falha no lançamento e o foguete teve que ser explodido por motivo de segurança perdendo-se assim o satélite. O Brasil ingressou no Programa da Estação Espacial Internacional (ISS). Sua participação nesse programa possibilitou às universidades e centros de pesquisa brasileiros realizar experimentos científicos avançados. Em troca dos equipamen- tos e serviços que o Brasil forneceria a ISS lhe daria direito a usar suas instalações durante toda sua vida útil. Como resultado da participação brasileira nesse proje- to, a AEB selecionou em 1998 o primeiro astronauta brasileiro para participar dos trabalhos da ISS em órbita e que seria treinado pela NASA. Um outro projeto do INPE, este em cooperação com a China, teve como ob- jetivo desenvolver, lançar e operar satélites de sensoriamento remoto de recursos InstItuIções e agêncIas brasIleIras 136 naturais. O acordo firma que os satélites devem ser lançados por foguetes chineses, ficando para o Brasil 30% de participação financeira nos satélites e nos lançamen- tos. O primeiro satélite dessa parceria foi lançado da base de Taiwan, na China, por um foguete chinês Longa Marcha 4B em 1999, marcando uma nova etapa no desenvolvimento espacial brasileiro. Esse satélite recebeu o nome de China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS-1 - Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terres- tres). Brasil e China assinam um novo acordo de cooperação para o desenvolvi- mento dos satélites CBERS-3 e CBERS-4. O segundo satélite, o CBERS-2 réplica do primeiro, foi lançado em 2003 da mesma base de Taiwan. Até hoje, o CLBI já efetuou mais de dois mil lançamentos de engenhos espa- ciais, e atua como uma das estações rastreadoras dos foguetes Ariane, da Agência Espacial Européia (ESA). Os satélites do INPE ainda estão em operação e o institu- to já chegou à marca de 100 mil imagens CBERS distribuídas, tornando-se o maior distribuidor do gênero no mundo. e hoje é assim... A região de São José dos Campos passou a ter o mais importante pólo de indústria e tecnologia aeroespacial do Brasil. Nela se encontram o CTA, com o ITA e o IAE, o INPE, e a EMBRAER. Na área de ensino encontram -se as seguintes universidades e faculdades: ETEP Faculdades, Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP), Faculdade IBTA, Faculdade de Odontologia da UNESP, Universidade Paulista (UNIP), Instituto Nacional de Ensino Avançado (INEA) e sãO JOsé dOs CAMPOs- sP - Cidade do inte- rior de São Paulo é importante centro industrial de consumo. Está em posição estratégica no Vale do Paraíba, localizada a 90 Km de São Paulo, atra- vés da rodovia Presidente Dutra (Br-116) e da Carvalho Pinto (SP-70), e a 330 Km do rio de Ja- neiro, através rodovia Presidente Dutra (Br-116). É alcançada por outra rodovia expressa, a Dom Pedro i (SP-65), pela qual se liga, por exemplo, a Campinas (147 Km). Também está localizada perto dos portos de São Sebastião e Santos e das praias do litoral norte, bem como das montanhas da Serra da Mantiqueira. Tem clima ameno e agradável durante o ano todo, com temperatura média anual de 21º C, inverno seco e verão chuvoso característicos do clima tropical. w w w ,S JC .S P. G O V. Br rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 137 a Fundação Armando Álvares Penteado (FAAP). Comando-geral de Tecnologia Aeroespacial (CTA) Atualmente, o CTA - Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial com sede em São José dos Campos -SP é órgão do Comando da Aeronáutica, formado por dez organizações militares nas áreas de ensino, pesquisa, desenvolvimento e de infra-estrutura e apoio operacional. O CTA conquistou com meio século de história o reconhecimento da comunidade científica internacional. É considerado um dos mais importantes centros de ensino, pesquisa e desenvolvimento aeroes- pacial da América Latina e do mundo. Na área de ensino, pesquisa e desenvolvimento, é constituído de quatro institutos: Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI) e Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Através destes institutos, o CTA vem realizando ati- vidades técnico-científicas de alto nível, nos mais diferentes campos da pesquisa tecnológica aeroespacial. Além de participar de importantes projetos da indústria nacional e contribuir de forma acentuada para o desenvolvimento da região. Na área de infra-estrutura e apoio operacional, encontram-se o Grupo Es- pecial de Ensaios em Vôo (GEEV), o Centro de Preparação de Oficiais da Reserva (CPOR-SJ), a Prefeitura de Aeronáutica de São José dos Campos (PASJ) e o Gru- pamento de Infra-estrutura e Apoio de São José dos Campos (GIA-SJ), unidade ímpar na FAB (Força Aérea Brasileira). w w w .C TA .B r Entrada principal do CTA InstItuIções e agêncIas brasIleIras 138 Das dez organizações, duas delas estão localizadas em outra região do país: o Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), no Maranhão, e o Centro de Lança- mento da Barreira do Inferno (CLBI), em Natal-RN. Além destas organizações, vale citar o Memorial Aeroespacial Brasileiro (MAB, que será detalhado mais adiante neste capítulo). Instituto Tecnológico de Aeronáutica(ITA) O ITA é uma escola pública mantida pelo Comando da Aeronáutica, cujas missões são: ministrar a educação e o ensino, necessários à formação de profissio- nais de nível superior nos setores da Ciência e da Tecnologia, nas especialidades de interesse da aviação em geral e do Comando da Aeronáutica, em particular; manter cursos de graduação, de especialização e extensão universitária e de pós-graduação; promover, através do ensino e da pesquisa, o progresso da Ciência e da Tecnologia, relacionados com as atividades do Setor Aeroespacial. É constituído pela Reitoria, Congregação, Direção de Ensino e a Direção de Administração e Apoio. Atualmente o Concurso de Admissão é realizado em vinte e cinco cidades cobrindo todas as regiões do território brasileiro. As provas são compostas por questões dissertativas e de múltipla escolha: Física, Química e Matemática - 20 questões de múltipla escolha e 10 dissertativas; Português - 20 questões de múlti- pla escolha e uma redação; Inglês - 20 questões de múltipla escolha. Possui cinco cursos de graduação em Engenharia nas seguintes especialida- des: Aeronáutica, Mecânica-Aeronáutica, Civil-Aeronáutica, Eletrônica e Compu- tação. Todos têm duração de cinco anos, dos quais os dois primeiros constituem o Curso Fundamental comum a todos os alunos, e os três últimos, o Curso Profissio- nal, específico para cada especialidade. Alguns requisitos para quem deseja se candidatar a uma das suas vagas: ser brasileiro(a) nato(a); ter no máximo vinte e três anos de idade até 31 de dezembro do ano em que fez o exame; estar com a situação regularizada perante o Serviço Militar; possuir idoneidade moral; e ter concluído o Ensino Médio, ou outro curso reconhecido como tal. No ato da inscrição, o candidato deve optar se deseja ser um aluno militar ou civil. Porém, ao ser aprovado e classificado no Concurso de Admissão, a matrícula implica, compulsoriamente, sua matrícula simultânea no Centro de Preparação de Oficiais da Reserva da Aeronáutica de São José dos Campos (CPORAER-SJ), inde- pendentemente, da sua opção e sexo. rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 139 O Curso do CPORAER-SJ é ministrado, concomitantemente, com o 1° Ano Fundamental, geralmente toda segunda-feira à tarde, tem duração aproximada de 420 horas, e sua finalidade é formar Aspirantes-a-Oficial da Reserva da Aero- náutica, de 2ª Classe, proporcionando aos alunos do ITA a prestação do Serviço Militar em nível compatível com sua formação técnico-profissional. Durante esse Curso, o aluno tem vencimentos. O aluno que optou em ser militar somente o será a partir do terceiro ano letivo, passando ao Quadro de Alunos Aspirantes a Oficial da Aeronáutica, recebendo os vencimentos correspondentes. Após o término do curso, ele será promovido a 1º Tenente Engenheiro. Particularidades do ITA: oferece ensino, alimentação e serviços médico- odontológicos gratuitamente a todos os alunos independentemente da classe so- cial; oferece hospedagem a uma taxa mínima ao mês, porém se o aluno comprovar carência, ele é isento; seu concurso de admissão é realizado na primeira quinzena de dezembro; não aceita transferência de outras instituições; não há dispensa de disciplinas cursadas em outras instituições; não há dispensa do CPORAER mesmo para aqueles que já se alistaram; e o mais interessante é que ministra a Disciplina Consciente, que consiste basicamente da confiança nas relações docente/discente e discente/discente e honestidade na execução de trabalhos escolares. Além da graduação, o ITA oferece cursos de pós-graduação em quatro áreas com diversas subáreas: Engenharia Aeronáutica e Mecânica; Engenharia Eletrô- nica e Computação; Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica; e Física. Possui também três cursos de mestrado profissionalizante nas seguintes áreas: Produção; Engenharia Aeronáutica, parceria ITA/EMBRAER; e Engenharia Aeroespacial, parceria ITA/IAE. E possui ainda o Curso de Especialização em Análise de Am- biente Eletromagnético (CEAAE), criado em 1998 e o Programa de Pós-Graduação em Aplicações Operacionais (PPGAO), criado em 2001. Instituto de Aeronáutica e espaço (IAe) Tem como missão as atividades de pesquisa e desenvolvimento no campo aeroespacial, com ênfase às áreas de materiais, foguetes de sondagem, sistemas de defesa, sistemas aeronáuticos, ciências atmosféricas, ensaios em vôo e ensaios de componentes aeroespaciais. Possui um Curso de Extensão em Engenharia de Armamento Aéreo (CEE- AA), criado em 1977 no ITA. Tem duração de dois semestres letivos, obedecendo InstItuIções e agêncIas brasIleIras 140 ao calendário letivo do ITA, os quais são destinados a proporcionar a base teórica e os conhecimentos práticos sobre projetos, desenvolvimento, ensaio e instalação de sistemas de defesa, aos Oficiais Subalternos e Intermediários da Aeronáutica, da ativa, possuidores de diploma de engenheiro. Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI) O IFI é responsável pelo fomento, coordenação e apoio ao desenvolvimento industrial, no setor aeroespacial. Atua, principalmente, nas seguintes áreas aero- espaciais: certificação de produto e organização, confiabilidade metrológica e co- ordenação e fomento. Instituto de estudos Avançados (IeAv) A missão deste instituto é prospectar, criar e desenvolver soluções científico- tecnológicos para fortalecer o Poder Aeroespacial, contribuindo para a Soberania Nacional e o progresso da sociedade brasileira, por meio da pesquisa avançada, desenvolvimento, inovação, capacitação e serviços tecnológicos de interesse do Comando da Aeronáutica. Possui cinco Divisões: Aerotermodinâmica e Hipersônica, que executa as ativi- dades de simulação computacional e em laboratório do vôo de veículos aeroespaciais; Energia Nuclear, que realiza pesquisa e desenvolvimento em geração e aplicações da w w w .iT A .B r Vista aérea do ITA rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 141 energia nuclear; Física Aplicada, que trabalham em pesquisa e desenvolvimento em áreas que envolvem fenômenos eletromagnéticos e aplicações das radiações; Fotô- nica, que realiza pesquisa e desenvolvimento de lasers e suas aplicações; e Geoin- teligência, atuante na pesquisa, desenvolvimento, aplicação e manutenção de ferra- mentas computacionais em processos e projetos de apoio à decisão, bem como efetua pesquisa, desenvolvimento e apoio a projetos em Sensoriamento Remoto. grupo especial de ensaios em Vôo (geeV) Sua missão é a execução das atividades de Ensaios em Vôos, a formação de pessoal especializado em Ensaios em Vôo e Recebimento de Aeronaves, bem como a coordenação do quadro de tripulantes do CTA na capacitação e execução das missões de apoio administrativo. Possui dois cursos oferecidos somente para militares: o Curso de Ensaios em Vôo (CEV), que tem por objetivo formar pilotos, engenheiros e instrumentadores qualificados para exercer as atividades de Ensaios em Vôo, ou seja, vôos de desenvol- vimento, modificação, avaliação e certificação de aeronaves, bem como a instrumen- tação destas, e o Curso de Preparação para Recebimentos de Aeronaves (CPRA), que tem por objetivo proporcionar aos pilotos e engenheiros o conhecimento necessário à execução de recebimento de aeronaves (aviões e helicópteros) saídas de linhas de produção, de grandes serviços de manutenção e/ou reparos, ou após revisão geral. Centro de Preparação de Oficiais da reserva (CPOr-sJ) Responsável em atuar diretamente na formação militar do futuro engenhei- ro da ativa, que se formará no ITA. grupamento de Infra-estrutura e Apoio de são José dos Campos (gIA-sJ) Esta unidade tem a missão de prover apoio em saúde, segurança, alimenta- ção e administrativo a toda a Guarnição de Aeronáutica de São José dos Campos (Guarnaer-SJ). Memorial Aeroespacial Brasileiro (MAB) Construído pelo CTA em seu campus, foi inaugurado no dia 19 de fevereiro de 2004. É administrado pela ABCAaer (Associação Brasileira de Cultura Aeroes-InstItuIções e agêncIas brasIleIras 142 pacial) em parceria com o CTA. O MAB tem exposta toda esta história e o nível que alcança a indústria ae- roespacial no país até os dias atuais. Possui um centro de exposições que retrata a evolução da pesquisa aeroespacial brasileira. Em seu acervo estão maquetes dos foguetes Sonda, do VLS, o veículo Dodge (carro movido a álcool na década de 70), maquete do 14 Bis, do avião Convertiplano (um dos primeiros projetos ae- ronáuticos do CTA), mísseis e outros itens. Na área externa, podem ser vistos a maquete em tamanho real do VLS, aviões Bandeirante e AMX, e o monumento em homenagem às vítimas de Alcântara. Além disso, existem um pátio das Bandeiras, playground e um quiosque para alimentação com vista ao lago. É aberto ao público com entrada franca, sem aviso prévio aos sábados, do- mingos e feriados. Visitas podem ser pré-agendadas, especialmente para escolas e instituições. Instituto nacional de Pesquisas espaciais (InPe) Há mais de quarenta anos o INPE, órgão vinculado ao Ministério da Ciência e Tec- nologia, desenvolve atividades de pesquisa e desenvolvimento na área espacial, com estudos que vão desde o desflorestamento de matas, previsão do tempo até as origens do universo. Hoje é uma referência nacional em Sensoriamento Remoto, Me- teorologia, Ciências Espaciais e Atmosféricas e Engenharia e Tecnologia Espaciais. A sede do INPE está localizada em São José dos Campos - SP e ele possui mais sete unidades no território nacional: Cachoeira Paulista (SP), Cuiabá (MT), w w w .C TA .B r Vista do MAB rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 143 Natal (RN), São Paulo (SP), Brasília (DF), Atibaia (SP), Santa Maria (RS). Além de- las, existem postos da ATUS -Atendimen- to ao Usuário de Imagens de Satélite em São Luís (MA), Eusébio (CE), São Marti- nho da Serra (RS) e Santa Maria (RS). Atualmente, suas ações desenvol- vem quatro programas do governo fede- ral em sintonia com o Ministério da Ci- ência e Tecnologia e a Agência Espacial Brasileira. São eles: Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE); Programa Ciência, Natureza e Sociedade; Programa Promoção da Pesquisa e do Desenvolvi- mento Científico e Tecnológico; e Progra- ma Prevenção e Combate a Desmatamen- tos, Queimada e Incêndios Florestais. O INPE possui cursos de pós-gradu- ação, níveis de mestrado e doutorado, nas seguintes áreas de concentração: Astrofísi- ca, Geofísica Espacial, Computação Aplica- da, Meteorologia, Sensoriamento Remoto e Engenharia e Tecnologia Espaciais. No sítio do INPE é possível encontrar catálogo gratuito de imagens CBERS estendido à América do Sul, Rede Nacional de Monitoramento de Raios e Dados do programa de Detecção de Desmatamento da Amazônia em Tempo Real (DETER). Com uma área construída de 20 mil metros quadrados, o LIT é o único La- boratório do gênero no Hemisfério Sul. Foi especialmente projetado e construído para atender às necessidades do Programa Espacial Brasileiro e representa, atu- almente, um dos instrumentos mais sofisticados e poderosos na qualificação de produtos industriais que exijam alto grau de confiabilidade. Tem capacidade de realizar atividades de montagem, integração e testes de satélites e seus subsiste- mas. O Laboratório é usado não somente na área espacial, mas também na de Te- lecomunicações, Automotiva, Informática, Médico-Hospitalar, entre outras. Vem ganhando importância tanto para a qualificação de produtos disponibilizados no país, quanto para viabilizar a exportação de produtos aqui produzidos de acordo com normas do mercado externo. Já totalizou mil clientes. w w w .iN PE .B r Entrada Principal do INPE InstItuIções e agêncIas brasIleIras 144 Localizado na sede do INPE em São José dos Campos, o CEA tem como missão produzir conhecimentos científicos, formar e treinar pessoal especializado, desenvol- ver tecnologia e assessorar órgãos governamentais e empresas privadas em assuntos relativos às ciências e tecnologias espaciais e atmosféricas. Seu objetivo é realizar pesquisas básicas e aplicadas com a finalidade de entender os fenômenos físicos e químicos que ocorrem na atmosfera e no espaço, que sejam de interesse para o país. Vinculados ao CEA estão três Divisões: Aeronomia, Astrofísica e Geofísica Es- pacial, o Setor de Lançamento de Balões e o Projeto Antártico do INPE. Na sede de São José dos Campos estão instalados vários equipamentos de pesquisas, porém existem laboratórios e equipamentos instalados em outros locais do Brasil, como Cachoeira w w w .iN PE .B rLaboratório de Integração e Testes (LIT) w w w .iN PE .B r Ciências Espaciais e Atmosféricas (CEA) rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 145 Paulista (SP), Natal (RN), Euzébio e Itaitinga (CE), São Luís (MA), Cuiabá (MT) e tam- bém na Estação Antártica Comandante Ferraz. Através de colaborações com outros grupos de pesquisa e de Universidades, também existem equipamentos científicos em São João do Cariri - PB, Campo Grande - MS, Ribeirão Preto - SP, Blumenau - SC, Por- to Alegre e Santa Maria - RS, La Paz - Bolívia, e Punta Arenas - Chile, cobrindo, dessa forma, grande parte do território nacional e localidades da América do Sul. Centro de Rastreio e Controle de Satélites está localizado na sede de São José dos Campos, porém suas atividades realizadas englobam não só esta sede como as estações terrenas de Cuiabá (MT) e Alcântara (MA). É responsável pelo desenvol- vimento de sistemas de controle de satélites em órbita baixa e geoestacionários. w w w .iN PE .B rCentro de Rastreio e Controle de Satélites (CRC) Miniobservatório Astronômico InstItuIções e agêncIas brasIleIras 146 Em operação desde 2003 na sede de São José dos Campos, o Miniobservató- rio Astronômico foi criado para servir como suporte às atividades de ensino e di- fusão da Divisão de Astrofísica, à qual está vinculado. O observatório é constituído por uma sala de observação do céu e um pequeno auditório, para a realização de palestras e aulas, possui equipamentos de multimídia e outros recursos didáticos. Localizado na unidade do INPE de Cachoeira Paulista (SP), o CPTEC é res- ponsável pelo desenvolvimento de pesquisas e atividades nos campos das Ciên- cias Meteorológicas, meterologia por satélites, previsão de tempo e climatologia. Com a ajuda de um supercomputador, previsões de tempo e clima são confiáveis sendo fornecidos por este Centro com boa antecedência. Agência espacial Brasileira (AeB) Com sede localizada em Brasília (DF), a Agência Espacial Brasileira é uma autarquia federal de natureza civil, vinculada ao Ministério da Ciência e Tecnolo- gia (MCT) – foi criada em 10 de fevereiro de 1994. A AEB é responsável pela Política Nacional de Desenvolvimento das Ativi- dades Espaciais (PNDAE), que estabelece objetivos e diretrizes a serem materiali- zados nos programas e projetos nacionais relativos à área espacial, com destaque para o Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE). Em 1996, foi instituído o Sistema Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais – SINDAE com a finalidade de organizar a execução das atividades destinadas ao desenvolvimen- to espacial de interesse nacional. w w w .iN PE .B rCentro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 147 O órgão central do SINDAE é a AEB, responsável por coordenar a formu- lação de propostas de revisão da PNDAE e de avaliação e atualização do PNAE/ PPA, bem como executar, fazer executar e acompanhar as ações do Programa. Como principais órgãos setoriais do SINDAE, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, do MCT, e o Departamento de Pesquisas e Desenvolvimento - DE- PED, do Comando da Aeronáutica – COMAer (do Ministério da Defesa) são os res- ponsáveis pela execução dos principais projetos e atividades estratégicos do PNAE. Dentre as realizações do PNAE nos últimos anos temos: Infra-estrutura: • O Centrode Lançamento de Alcântara, situado no Maranhão, está em processo de modernização e capacitação de suas instalações e sistemas para excelência e confiabilidade na prestação de serviços a clientes nacionais e internacionais. • Operações de lançamentos de foguetes de pequeno e médio portes continuam sendo feitas no Centro de Lançamento da Barreira do Inferno. • O projeto do Centro Espacial de Alcântara pretende ampliar a base de Al- cântara construindo um centro integrado reunindo em um mesmo ambiente instituições de pesquisa, empresas e universidades. • Estão sendo dados apoios ao desenvolvimento de operações de satélites especi- ficamente ao Laboratório de Integração e Teste (LIT) no INPE em São José dos Campos, ao Laboratório Associado de Combustão e Propulsão (LCP) localizado no INPE em Cachoeira Paulista e ao Centro de Controle e Rastreio de Satélites, um conjunto de sistema de solo que permite o rastreio e o controle de órbitas de w w w .A EB .G O V. Br Agência Espacial Brasileira (AEB) InstItuIções e agêncIas brasIleIras 148 satélites bem como o suporte a satélites estrangeiros. Acesso ao Espaço: • Após o acidente com o VLS-1 V03 em 2003 o projeto envolvendo Veículos Lan- çadores de Satélites (VLS) não foi interrompido. Um novo VLS-1 está sendo qualificado e um novo VLS, o VLS-Alfa está previsto para ser lançado em 2010. • Com a finalidade de tornar mais competitiva no mercado internacional uma família de foguetes de sondagem continua sendo desenvolvida. • Parcerias comerciais estão sendo feitas, entre elas o “Tratado entre Brasil e Ucrânia sobre a Cooperação de Longo Prazo na Utilização do Veículo de Lan- çamento Cyclone-4 no Centro de Lançamento de Alcântara”. • Pesquisas e desenvolvimentos em tecnologias associadas a veículos lançado- res têm apoio da AEB tanto no campo de motores a propelente líquido quanto no segmento associado a veículos lançadores. Satélites • O programa Sino-Brasileiro de Observação de Recursos Terrestres – CBERS, tem sido a mais bem sucedida cooperação científica internacional em anda- mento e apoiada pela AEB. • Outros programas/projetos envolvendo satélites como a Plataforma Multi- missão (PMM), o Projeto MAPSAR, Satélites Tecnológicos de Pequeno Porte e Satélite Geoestacionário Brasileiro estão também incluídos no PNAE bem como outras aplicações espaciais por exemplo: Sensoriamento Remoto, Plata- forma de Coleta de Dados e Telecomunicações. Dentro do PNAE estão sendo levados os seguintes programas e projetos especiais: • Programa de Medida Global de Precipitação – GPM; • Programa Uniespaço; • Programa Microgravidade envolvendo 1) Experimentos em Vôos Suborbitais; • Estação Espacial Internacional (ISS); • Missão Centenário (Mais detalhes no Capítulo 10); • Projeto Galileo; • Projeto de Micro e Nanotecnologia aplicado ao Setor Espacial; • Projeto de Desenvolvimento Sustentável de Alcântara e • Programa AEB-Escola. Detalhes sobre a Agência Aeroespacial Brasileira podem ser encontrados no site http://www.aeb.gov.br. Houu Sticky Note Onde encontro a missão centenário Houu Highlight rodolpho VIlhena de Moraes e ana paula MarIns chIaradIa 149 w w w .C TA .B r O CTA e a Agência Espacial Brasileira (AEB) anunciaram o desenvolvimento de uma nova família de veículos lançadores com capacidade para transportar satélites e plataformas espaciais de pequeno, médio e grande porte a órbitas baixas, médias e de transferência geo-estacionária. Denominado Programa Cruzeiro do Sul (em referência as cinco estrelas da constelação Cruzeiro do Sul) atenderá tanto as missões espaciais propostas no Programa Nacional de Atividades Espaciais (Pnae) da AEB, como também as missões de clientes internacionais. CAPÍTULO 5 Os satélites SCD1 e SCD2 da Missão Espacial Completa Brasileira - MECB Valcir OrlandO e HéliO KOiti Kuga Os satélites SCD1 e SCD2 (Satélite de Coleta de Dados 1 e 2) foram de extrema importância para o programa espacial brasileiro. Neste capítulo, apresenta- se uma narração dos fatos e eventos relevantes relacionados a esses dois satélites, dois marcos importantes do envolvimento do Brasil na área espacial por serem, nada menos, que o primeiro e segundo satélites brasileiros totalmente concebidos, projetados, desenvolvidos e operados em órbita pelo país. 1. Introdução Os satélites SCD1 e SCD2 (Satélite de Coleta de Dados 1 e 2) foram fundamentais. O sucesso desses satélites pioneiros é incontestável já que, lançados em 1993 e 1998, respectivamente, mas com previsão de vida operacional da ordem de, respecti- vamente, um e dois anos apenas, sobrevivem ainda hoje, após ultrapassar em vários anos as previsões de funcionamento, com desempenhos altamente satisfatórios. Eles Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 152 foram desenvolvidos no âmbito da Missão Espacial Brasileira Completa – MECB, programa governamental proposto pela Comissão Brasileira de Atividades Espaciais, organização vinculada ao Estado-Maior das Forças Armadas (EMFA) e que possuía a atribuição de coordenar a execução do programa espacial brasileiro. Aprovado em 1979 com objetivo promover a geração de tecnologia espacial no Brasil, a MECB, em sua concepção original, contemplava o desenvolvimento de três satélites de coleta de dados ambientais, de dois satélites de sensoriamento remoto por imageamento da superfície terrestre, e ainda de um veículo lançador de satélites. O desenvolvimento dos satélites ficou sob a responsabilidade do Instituto Nacional de Pesquisas Espa- ciais – INPE, órgão civil atualmente vinculado ao Ministério da Ciência e Tecnologia, enquanto que o desenvolvimento do veículo lançador ficou a cargo do então Instituto de Atividades Espaciais – IAE (hoje denominado Instituto de Aeronáutica e Espaço, mantendo porém a mesma sigla) órgão ligado ao atual Comando-Geral de Tecnolo- gia Aeroespacial – CTA, subordinado ao Ministério da Defesa. 2. O surgimento do INPE e a MECB Um passo inicial dado em direção à efetiva participação do Brasil em atividades de pesquisa e desenvolvimento na área espacial e ao nascimento do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), deu-se com a criação, em agosto de 1961, do Grupo de Organização da Comissão Nacional de Atividades Espaciais (GOC- NAE) pelo então Presidente da República, Jânio da Silva Quadros,. Esse grupo definiu as primeiras diretrizes para as atividades espaciais brasileiras. Era ligado ao então denominado Conselho Nacional de Pesquisas, hoje Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, sendo este, por sua vez, subor- dinado ao Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT). O GOCNAE, cuja sede era localizada em São José dos Campos, pode ser considerado como um importante ponto de partida para o surgimento do INPE. Em 1963, o GOCNAE foi convertido na Comissão Nacional de Atividades Espaciais, CNAE, cujo objetivo principal era coordenar e estimular as atividades espaciais no Brasil, criando um núcleo de pes- quisa e capacitação de pesquisadores. No dia 22 de abril de 1971, a CNAE foi extin- ta. Em seu lugar foi oficialmente criado o Instituto de Pesquisas Espaciais - INPE, à época sob a direção do CNPq, definido no decreto de criação como o principal órgão civil para o desenvolvimento de pesquisas espaciais no país. O INPE tem por finalidade a promoção e execução de estudos e pesquisas científicas, desen- volvimento tecnológico, atividades operacionais, e capacitação de recursos huma- ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 153 nos nos campos da Ciência Espacial e da Atmosfera, da Observação da Terra, da Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, da Engenharia e Tecnologia Espacial e áreas do conhecimento correlatas, conforme as políticas e diretrizes definidas pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT Portaria 906 de 04 de dezembro de 2006, veja http://intranet.inpe.br/comunicacao_normativa/li/li1337.pdf). Até o final da década de 70, o INPE se envolveu comtrabalhos pioneiros nas áreas de meteorologia, comunicação e observação da Terra por satélite, que viabilizaram a implantação de importantes projetos como, por exemplo, o projeto MESA (recepção e interpretação de imagens de satélites meteorológicos), SERE (levantamento de recursos terrestres através de sensoriamento por satélites e aero- naves), e SACI, (para aplicação de um satélite de comunicações em um programa de educação à distância). Em 1978, a Comissão Brasileira de Atividades Espaciais - COBAE - vincula- da ao Estado-Maior das Forças Armadas (EMFA) que possuía a atribuição de coor- denar a execução do programa espacial brasileiro inicia a elaboração da proposta para a criação da Missão Espacial Completa Brasileira – MECB, com objetivo de promover pesquisa científica, a capacitação de pessoal e a geração de tecnologia espacial no Brasil, com envolvimento da indústria nacional. Em 1979, a MECB foi aprovada pelo Governo Federal. Contemplava o de- senvolvimento, sob a responsabilidade do INPE, de cinco pequenos satélites com aplicações direcionadas à monitoração ambiental e ao sensoriamento remoto; e de um veículo lançador de satélites, este sob a responsabilidade do então Instituto de Atividades Espaciais (IAE), vinculado ao CTA (sigla que à época significava Cen- tro Técnico da Aeronáutica, e que foi recentemente mudada para Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial), subordinado ao então Ministério da Aeronáutica. Em 1985, foi criado o Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT ao qual o INPE passa a pertencer, como órgão autônomo. Em 1991, ocorreu a fusão entre o então Instituto de Atividades Espaciais e o Instituto de Pesquisas e Desenvolvi- mento (este último também pertencente ao CTA), dando origem ao atual Instituto de Aeronáutica e Espaço, que manteve a sigla IAE. Em 1994, foi criada a Agência Espacial Brasileira (AEB), em substituição à CO- BAE. Trata-se de uma autarquia do governo brasileiro de natureza civil, vinculada ao Ministério da Ciência e Tecnologia, cuja finalidade é promover o desenvolvimen- to das atividades espaciais brasileiras de forma descentralizada. A AEB atua na coor- denação central do Sistema Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (SINDAE) e tem a responsabilidade de formular a Política Nacional de Desenvolvi- Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 154 mento das Atividades Espaciais (PNDAE) e de formular e implementar o Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE), cujas atividades são executadas por ou- tras instituições governamentais que compõem o sistema, incluindo o INPE. Com relação às atividades da MECB cuja responsabilidade coube ao INPE, o cronograma inicial previa o desenvolvimento de dois pequenos satélites de coleta de dados ambientais, denominados SCD1 e SCD2, que foram lançados em 1993 e 1998, respectivamente, e que como escrito no início do capítulo ainda continuam em estado operacional; e dois pequenos satélites de sensoriamento remoto por imageamento ótico denominados de SSR1 e SSR2, mais sofisticados tecnologica- mente que o SCD1 e o SCD2. Aos satélites acima foram adicionados outros dois, de coleta de dados: o satélite SCD2-A (cujo lançamento, ocorrido em novembro de 1997 através de um lançador nacional, infelizmente não teve sucesso) e o SCD3, que ainda está em fase inicial de desenvolvimento e que, além da missão de coleta de dados, também servirá de teste a um sistema de controle de atitude1 (orientação do satélite no es- paço) em três eixos, desenvolvido para utilização em satélites futuros. Outra apli- cação do SCD3 consiste de um sistema bidirecional de comunicação de mensagens do tipo e-mail para a região equatorial (15º N a 15º S). Com o passar do tempo, à medida que as atividades da MECB foram evo- luindo, alguns conceitos dos projetos inicialmente definidos para os satélites foram sofrendo modificações. O SCD1 e o SCD2, por exemplo, tiveram como principal mudança, a alteração dos respectivos subsistemas de estabilização de atitude. Em lugar da estabilização de atitude por gradiente de gravidade (que será explicado na sequência, seção 3.1), originalmente proposta, o gerenciamento da MECB optou por adotar um sistema de estabilização por rotação. Não houve, porém, nenhuma alteração mais radical que atingisse o conceito da missão previamente proposta na MECB para esses satélites. A missão de coleta de dados ambientais, que será deta- lhada na sequência, foi mantida fiel à sua concepção inicial. Os conceitos básicos da missão tampouco foram atingidos pelas alterações. Esse não foi, contudo, o caso dos satélites de sensoriamento remoto. Para eles as alterações de projeto foram bem mais profundas tendo, inclusive, chegado aos conceitos básicos inicialmente propostos para a missão. Ela evoluiu de uma 1 Atitude de um satélite se refere a como eixos de referência do satélite se orientam no espaço. Por exemplo uma câmera imageadora da superfície está numa face do satélite, e portanto, o eixo que contém a face do satélite deve estar sempre apontada para a Terra. Requisitos deste tipo definem a atitude do satélite. ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 155 concepção inicial - na qual os satélites seriam inseridos em uma órbita heliosín- crona polar com cobertura periódica global - para a concepção atual, cuja órbita é circular, equatorial, com 900km de altitude, taxa de revisita de duas horas, e cobertura apenas de uma faixa equatorial da superfície da Terra. A configuração física desses satélites é baseada em uma arquitetura modular, com um módulo de carga útil onde foram instalados os instrumentos imageadores de sensoriamento remoto, e um módulo de serviço, montado em uma plataforma multimissão, que contém os equipamentos básicos com as funções vitais de funcionamento do ve- ículo, como os componentes dos subsistemas de suprimento de energia elétrica, controle térmico, telecomunicações, controle de atitude e supervisão de bordo. O termo “plataforma multimissão” significa uma plataforma de equipamentos de sa- télite desenvolvida segundo o conceito “multimissão”, de forma a ser utilizada em diferentes satélites, em missões espaciais futuras. Os lançamentos do SSR1 e SSR2 estão, respectivamente, previstos para os anos de 2010 e 2011, podendo, entretan- to, sofrer adiamentos em razão de possíveis vínculos de projeto. É importante salientar que, além dos satélites propriamente ditos, a MECB contemplava também o desenvolvimento e implantação de toda a infra-estrutu- ra de solo necessária ao desenvolvimento, integração e testes de subsistemas de satélites, e às atividades de rastreio e controle em órbita dos veículos espaciais. Desse modo, paralelamente às atividades de desenvolvimento dos satélites, foi criada uma importante infraestrutura de solo, que inclui o Laboratório de Inte- gração e Testes (LIT), que, atualmente, é o único laboratório desse tipo situado no hemisfério sul do globo terrestre, e o Centro de Rastreio e Controle de Saté- lites (CRC), que engloba duas estações terrenas de rastreio, uma localizada em Cuiabá, no estado do Mato Grosso, e outra localizada em Alcântara, no estado do Maranhão, além do centro de controle de satélites (CCS), localizado em São José dos Campos. Outro objetivo importante da MECB é, sempre perseguido durante sua realização, promover o envolvimento da indústria nacional no de- senvolvimento dos projetos, buscando gerar no parque industrial brasileiro a ca- pacitação tecnológica voltada ao projeto e à fabricação de componentes, sistemas espaciais e equipamentos de solo. Finalmente, o satélite SCD1 foi lançado em 9 de fevereiro de 1993, e o SCD2, em 22 de outubro de 1998. Atualmente, vários anos após a previsão do término dos períodos de vida útil projetado para esses satélites, ambos continuam apresentan- do um desempenho, em termos de utilização da carga útil, bastante próximo do nominalmente esperado, portanto, significativos. Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpletabrasileira - meCb 156 3. Os satélites SCD1 e SCD2 Somente pelo fato de serem os primeiros concebidos, projetados, e fabricados no Brasil, os satélites SCD1 e SCD2 já podem ser considerados como os dois marcos mais importantes das atividades espaciais no Brasil. A importância é refor- çada pela constatação que ambos apresentam, e vale a pena repetir, vários anos de sobrevida em relação ao que era deles esperado, com um funcionamento presente ainda bastante próximo ao nominal, o que atesta a seriedade que foi dedicada aos requisitos de qualificação durante os respectivos períodos de desenvolvimento. Além desses fatos, deve-se destacar também o enorme crescimento das aplicações que utilizam as cargas úteis do SCD1 e SCD2, tanto em quantidade de usuários quanto em diversidade de aplicações, indicando uma crescente demanda da socie- dade brasileira pelos serviços disponibilizados por ambos. A missão do SCD1 e SCD2 consiste, basicamente, em retransmitir, em direção às estações receptoras (estações de rastreio de Cuiabá e Alcântara, no caso), os dados obtidos por uma rede de Plataformas Automáticas de Coleta de Dados Ambientais (PCD) distribuídas ao longo do território nacional. Cada plataforma, após coletar os dados relativos à sua aplicação específica, transmite-os omni-direcionalmente na banda de freqüência UHF, em aproximadamente 400MHz. Quando o satélite passa sobre a região de visibilidade (alcance das antenas) da estação, os sinais das plata- formas que se encontram visíveis ao satélite são captados e retransmitidos à estação, onde os dados são gravados. Após a passagem do satélite, estes dados são trans- mitidos ao Centro de Controle de Missão, em Cachoeira Paulista, onde então são processados e distribuídos aos usuários para suas análises e pesquisas. A finalidade da missão é, portanto, tornar possível que os dados gerados por cada plataforma de coleta automática de dados ambientais, instaladas por todo território nacional, possam ser simultaneamente coletados para posterior disponi- bilização aos usuários. O contato entre o sistema de controle de solo e um satélite é estabelecido pelas estações de rastreio, quando o satélite passa sobre a região de visibilidade (alcance) de suas antenas. Durante períodos de visibilidade (ou passagens do sa- télite), o sinal transmitido pelo satélite é captado pela antena da estação, sendo estabelecido um enlace descendente de comunicação. O sinal recebido contém as informações (dados) de telemetria que revelam o estado atual de funcionamento do satélite. Uma vez estabelecido o enlace descendente, a estação estabelece tam- bém um enlace ascendente, que é utilizado para envio de telecomandos (coman- ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 157 dos para o satélite), e execução de medidas de rastreio (distância e velocidade), utilizados para manutenção e operação do satélite. O SCD1 e o SCD2 foram injetados em órbitas circulares semelhantes, da ordem de 750 km de altitude, e 25 graus de inclinação em relação ao plano do Equador da Terra. Devido principalmente à altitude orbital, mas também ao fato de que suas órbi- tas são quase circulares, ambos se deslocam a uma velocidade média de aproximada- mente 27.000 km/h, completando uma volta em torno do globo terrestre em apenas 100 minutos. Com isso, eles realizam um total de, aproximadamente 14 órbitas a cada 24 horas. Destas 14 órbitas diárias, devido à inclinação do plano orbital em relação ao Equador, em média, apenas 8 passagens consecutivas são visíveis pela estação de Cuiabá, que é a estação de rastreio primária utilizada no controle. Deste modo, a cada 24 horas, ocorre um intervalo de tempo correspondente, em média, a 6 órbitas (apro- ximadamente 10 horas) em que não há passagens de um dos satélites sobre Cuiabá. Os parâmetros orbitais do SCD2 foram projetados de maneira tal que seu ciclo diário de passagens consecutivas por Cuiabá fosse complementar ao ciclo de passagens do SCD1, a fim de que o período diário em que não há passagens de um satélite seja coberto pelo outro. A figura 1 mostra, graficamente, as passagens típicas dos satélites SCD1 e SCD2 sobre a estação terrena de Cuiabá ocorridas em um período de 48 horas UTC2 . Observa-se aí que, conforme mencionado, as passagens do SCD2 cobrem todo o período diário em que não ocorrem passagens do SCD1 e vice-versa. 2 UTC (“Universal Time Coordinated” ou Tempo Universal Coordenado) é sinônimo de GMT (“Greenwich Mean Time” ou Tempo Médio de Greenwich). Trata-se do fuso horário de referência a partir do qual se calculam todas as outras zonas horárias do mundo. Ë o sucessor do GMT, e portanto, por convenção dever-se-ia usar o termo UTC. Entretanto, por razões históricas e de costume, o termo GMT tende a se perpetuar. Figura 1 Passagens do SCD1 e SCD2 sobre Cuiabá. Cada traço representa uma passagem de 10 minutos em média. Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 158 A próxima seção apresenta detalhes sobre o desenvolvimento, lançamento e controle em órbita do SCD1. Em seguida, numa nova seção, o mesmo é feito com relação ao SCD2. 3.1 O satélite SCD1 Conforme mencionado anteriormente, a MECB previa o desenvolvimento de cinco satélites brasileiros: três de coleta de dados ambientais, e outros dois, mais sofisticados tecnologicamente, de sensoriamento remoto (satélites para ima- geamento). Diferentemente dos satélites de sensoriamento remoto, a proposta ini- cial da MECB para o SCD1 e o SCD2 não sofreu nenhuma alteração drástica a pon- to de atingir o conceito originalmente definido para a missão de coleta de dados ambientais desses satélites. Até o ano de 1986 as equipes de desenvolvimento trabalharam com a pro- posta inicial da MECB, com ênfase no projeto dos sistemas de bordo e de solo, tanto ao nível de hardware (componentes, equipamentos, e subsistemas) quanto ao de software (programas de computador para operação, controle e rastreio de satélites), para o SCD1. Foram criados ainda alguns projetos cujo foco era gerar tecnologia para, por exemplo, desenvolver um sistema autônomo de controle de atitude em três eixos, que era o tipo de estabilização a ser utilizado pelos satélites de sensoriamento remoto da MECB. Como exemplo desses projetos pode-se citar os seguintes equipamentos, sensores, e atuadores: roda de reação, simulador solar, simulador de terra, sensor de horizonte, mesa de rotação controlada, micro-pro- pulsores de combustível hidrazina, entre outros. Foi, além disso, especificado um laboratório de controle de atitude, que acabou sendo integrado ao Laboratório de Integração e Teste - LIT, este último também em fase de desenvolvimento nes- sa época. Houve uma grande atividade de formação de pessoal para atender às demandas de conhecimento científico e tecnológico criadas pela MECB. Além de diversos cursos de pós-graduação a níveis de mestrado e doutorado oferecidos pelo INPE, muitos pesquisadores e tecnólogos foram enviados para a realização de cursos em importantes universidades estrangeiras, bem como para estágios técni- cos em organizações espaciais internacionais. O conceito original do SCD1 o definia como um satélite de coleta de dados ambientais, com o formato de um prisma octogonal, pesando aproximadamente 120 kg, que seria injetado em uma órbita de baixa altitude (da ordem de 750 km), com inclinação do plano orbital em relação ao Equador terrestre da ordem de 25 ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 159 graus, e que seria estabilizado em atitude por gradiente de gravidade (ver figura 2). Esse sistema de estabilização de atitude era constituído basicamente por um mastro de alguns metros de comprimento, com uma massa na extremidade, re- colhido durante o lançamento, mas uma vez que o satélite se encontrasse em sua órbita nominal final, deveria ser estendido através da ação de telecomandos envia- dos de solo, acionando os respectivos mecanismos de extensão. O princípio da estabilização de atitude por gradiente de gravidadebaseia- se no fato de que a diferença de potencial gravitacional entre os pontos onde se localizam o satélite, em uma das extremidades do mastro, e a massa, na outra, cria duas posições estáveis para a orientação do conjunto satélite-massa no es- paço. A primeira é aquela em que o conjunto está alinhado com a vertical local, porém com o satélite voltado para a Terra e a segunda, quando o conjunto está alinhado na mesma direção, porém com a massa voltada para baixo. Caso o sa- Figura 2 - Conceito de gradiente de gravidade para estabilização de atitude Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 160 télite for, após a aplicação do procedimento de extensão do mastro, capturado na posição estável na qual ele ficaria voltado para a Terra, então suas antenas, colocadas na face oposta à do mastro, permaneceriam sempre voltadas para o solo, permitindo uma adequada transmissão e recepção de dados de controle e de carga útil. Esta é, obviamente, a situação desejável. Poderia acontecer porém, que o satélite fosse capturado na posição errada (massa para baixo) o que resul- taria em um apontamento inadequado das antenas (estariam voltadas para o es- paço), prejudicando a comunicação com o solo. Além disso, considerava-se não desprezível a possibilidade de que o sistema do mastro pudesse sofrer algum dano durante o lançamento que o impedisse de ser estendido quando chegas- se a hora de realizar essa ação. Havia, adicionalmente, uma dose considerável de preocupação com outros fatores complicadores decorrentes do uso da esta- bilização de atitude por gradiente de gravidade. Por exemplo, como o último estágio do lançador seria estabilizado por rotação, o satélite seria liberado em órbita com a mesma velocidade de rotação desse estágio, em torno de seu eixo longitudinal. Por outro lado, a manobra de extensão do mastro, para captura da atitude na posição especificada, somente poderia ser efetuada com velocidade de rotação do satélite próxima a zero. Para reduzir a rotação do satélite após a inserção em órbita, foi especificado um dispositivo chamado “ioiô” (em ana- logia ao brinquedo infantil de mesmo nome) que consistia de um cordão com duas pequenas massas uma em cada ponta, que seria enrolado em uma posição apropriada em torno do conjunto composto pelo último estágio do lançador e o satélite. Logo após a entrada em órbita do conjunto, uma vez terminada a fase propulsada, o “ioiô” seria liberado, e deveria desenrolar automaticamente sob a ação da velocidade de rotação do satélite, até se desprender da estrutura do conjunto. Ao se desenrolar, o dispositivo absorveria a energia cinética rotacional do conjunto, resultando em uma redução drástica da sua velocidade de rotação. Essa era considerada uma fase crítica da missão pois, devido à violência do de- senrolamento, não era improvável que pudesse ocorrer algum choque do “ioiô” com o conjunto, danificando algum componente crítico, como, por exemplo, o dispositivo para separação do satélite do último estágio do lançador, separação essa que deveria ocorrer logo após a atuação do “ioiô”. Era estimado que após a atuação do “ioiô”, a velocidade de rotação cairia para um valor residual da ordem de quatro rotações por minuto, ainda insuficiente para que o mastro de gradiente de gravidade pudesse ser estendido. Para a redução dessa velocidade residual, o satélite seria equipado por um conjunto de barras ferromagnéticas ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 161 instaladas na superfície de seus painéis laterais em uma geometria adequada. A interação do momento magnético gerado pelas barras com o campo magnético da Terra produziria um torque que, em alguns dias, reduziria a rotação do saté- lite para valores bem próximos a zero, permitindo que, finalmente, a manobra para extensão do mastro de gradiente de gravidade pudesse ser realizada. Nota- se, portanto, a complexidade de fatores envolvidos, bem como probabilidades consideráveis de acontecer contingências diversas. Em 1986, houve uma mudan- ça no gerenciamento da MECB no INPE. Foi criado um grupo de sistemas de sa- télites com um representante para cada bloco, em que o projeto havia sido divi- dido, tanto no que diz respeito ao segmento espacial (satélite propriamente dito) quanto ao segmento solo (infra-estrutura de solo, tais como laboratórios e meios de rastreamento, para desenvolvimento e controle da satélites). Esse grupo era responsável pela definição, ao nível de sistema, do projeto do satélite e seus sub- sistemas e pelo acompanhamento das atividades de desenvolvimento, tanto sob o ponto de vista técnico quanto gerencial. Esse acompanhamento das atividades de desenvolvimento era efetuado junto aos gerentes de projeto de subsistemas. A mão de obra para o desenvolvimento seria fornecida pelos departamentos da estrutura formal do INPE, que alocaria seus especialistas no projeto conforme as suas respectivas grades de disponibilidades. Uma das primeiras medidas tomadas pela nova equipe de gerenciamento foi redefinir a arquitetura básica do SCD1. A alteração de maior impacto desta redefinição foi a mudança do sistema de estabilização de atitude, do inicialmente proposto, por gradiente de gravidade, para o atual, por rotação que, além de mais simples tecnicamente, não apresentava os problemas e riscos já mencionados an- teriormente. No caso da estabilização por gradiente de gravidade as antenas, que seriam instaladas na face do satélite, a ficar voltada para o solo, estariam sempre adequadamente posicionadas para a recepção e transmissão de sinais durante as passagens sobre estações de rastreio. Por esse motivo, poderiam ter uma largura de feixe mais estreita. Para a estabilização por rotação (ver figura 3), entretanto, o eixo de rotação tende a manter uma orientação inercial, apontando sempre para um mesmo ponto fixo no espaço. Isso faz com que o ângulo entre o eixo de rota- ção do satélite e a direção estação de rastreio-satélite varie bastante durante cada passagem, devido ao deslocamento do satélite em sua órbita. Por esse motivo, as antenas do satélite foram modificadas, de modo que sua faixa de cobertura fosse da ordem de 90 graus. Além disso, elas seriam instaladas nos dois painéis octogo- nais do satélite, permitindo a cobertura de 180 graus de hemisfério. Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 162 Em 9 de fevereiro de 1993 às 14:42:20 UTC ocorreu o lançamento do SCD1. Foi colocado em órbita pelo lançador norte-americano Pégasus, fabricado pela OSC (“Orbital Sciences Corporation”). Este veículo possui um conceito inovador em termos de lançamento de satélites. É transportado fixo a um avião até um de- terminado ponto, onde é liberado. Após alguns segundos de queda livre seus pro- pulsores são acionados, iniciando-se o lançamento. A figura 4 mostra uma ilustra- ção da liberação do foguete Pégasus da asa do avião que o transportava e a figura 5 apresenta a sequência de lançamento pelo Pégasus. Figura 3 - Concepção do SCD1 via estabilização por rotação Figura 5 - Liberação do foguete Pégasus pelo avião de transporte ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 163 O SCD1 foi injetado em uma órbita circular de aproximadamente 750 km de altitude e 25 graus de inclinação em relação ao plano do Equador, com uma veloci- dade angular de 120 rotações por minuto. Devido principalmente à altitude orbital e ainda ao fato de que a órbita é quase circular, o SCD1 se desloca a uma velocida- de de aproximadamente 27.000 km/h, completando uma volta inteira (órbita) em torno do globo terrestre em apenas 100 minutos. O SCD1 possui o formato de um prisma octogonal. Apenas uma de suas faces, a octogonal inferior, não é recoberta por células solares. Esta face é usada, pelo subsistema de controle térmico, para dissipação de calor. Por esse motivo, a incidência direta de luz solar nessa face deve ser evitada por causar problemas de sobre-aquecimento com consequentes danos a seus equipamentos.Para manter o satélite em uma orientação segura, em que a luz solar não incida em sua face inferior, o valor do ângulo de aspecto solar (ângulo entre o eixo de rotação do sa- télite e a direção de incidência da luz solar) é continuamente monitorado em solo e, quando necessário, a atitude do satélite é corrigida através da execução de uma manobra de reorientação do eixo de rotação. Os torques de controle que causam o redirecionamento do eixo de rotação são produzidos pela ativação, através de Figura 4 - Sequência de lançamento do SCD1 e SCD2 através do foguete Pégasus. Fonte: http://www.orbital.com/NewsInfo/Publications/peg-user-guide.pdf Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 164 telecomandos emitidos de solo, de uma bobina magnética do subsistema de con- trole de atitude do satélite. Quando ativada, a bobina gera um campo magnético que interage com o campo magnético da Terra produzindo um torque que atua no sentido de redirecionar o eixo de rotação do satélite. Hoje, quase quatorze anos após a expiração de seu tempo de vida nominal projetado (um ano apenas), o SCD1 apresenta ainda uma surpreendente condição de desempenho global. Apesar de uma redução da capacidade de retenção de car- ga de sua bateria, problema contornado através da elevação do tempo de carrega- mento durante períodos de iluminação solar, o SCD1 continua apresentando um desempenho totalmente satisfatório com relação ao aproveitamento de sua carga útil, tendo ultrapassado amplamente os objetivos para os quais foi concebido. Os números relacionados ao SCD1 impressionam. Seguem alguns deles, bas- tante curiosos, tomando como referência 9 de fevereiro de 2007, quando ele com- pletou 14 anos em órbita. Nesse dia, ele totalizou ainda 73.873 órbitas em estado plenamente operacional, o que significa que superou em 1300% seu tempo de vida nominal ou, em outras palavras, realizou 1300% além do que dele era esperado. Percorreu a distância de 3.308.580.482 km, equivalente a aproximadamente 4.353 viagens de ida e volta à Lua (distância de ida e volta à Lua: aproximadamente 760.000 quilômetros). Recebeu de solo um total de aproximadamente 170.000 tele- comandos e, quanto às manobras de reorientação de seu eixo de rotação executou algo da ordem de 35. 3.2 O lançamento do SCD1 O grupo de dinâmica orbital do centro de controle de satélites tem a tarefa de assegurar a aquisição e o rastreio dos satélites do INPE (a partir da injeção em órbita) através de cálculos de determinação e propagação de órbita e envio de previsões de passagens dos satélites para as estações de rastreio. À primeira vista pode parecer uma tarefa simples, mas na verdade não o é. Principalmente conside- rando-se as operações relacionadas ao SCD1. Levando em conta que foi o “debut”1 do grupo numa missão real, e considerando os fatos imprevistos que aconteceram, essa campanha de lançamento tornou-se algo dramática. O software de dinâmica orbital, particularmente o de determinação de órbi- ta, foi extensivamente testado com dados reais e simulados de outras missões, per- 1“Debut” palavra francesa para “início”, “estréia”. ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 165 mitindo o rastreio rotineiro de satélites em órbita. Portanto, havia a expectativa da equipe de enfrentar os desafios durante toda a operação de FLOI (Fase de Lança- mento e Órbitas Iniciais) com sucesso. Houve vários adiamentos devidos às mais diversas razões (de dezembro de 1992 para janeiro de 1993, depois para 07 de feve- reiro, e finalmente 09 de fevereiro), obrigando a equipe a recalcular e reconfigurar vários arquivos de computador para estar preparada e fazer frente às contínuas mudanças de data de lançamento e restrições por conta das janelas de lançamento (período do dia que permite obedecer a todos os requisitos da missão). A ESA (European Space Agency - Agência Espacial Européia) gentilmente se propôs a rastrear o lançamento do SCD1 a partir de sua estação de Mas Palo- mas (situada nas Ilhas Canárias, Espanha, costa oeste da África, acima da linha do Equador), em sua primeira órbita, para suporte e aquisição de dados. Além disso, contava-se com o suporte das estações de rastreio do INPE, situadas em Cuiabá (MT) e Alcântara (MA). No dia do lançamento, o equipamento de medidas orbitais de Alcântara sofreu uma pane, mas, como a sua capacidade de obtenção de dados de telemetria do satélite permanecia operacional, o fato não foi considerado im- portante a ponto de descontinuar a contagem regressiva de lançamento. Em 09 de fevereiro, um avião B-52 carregando em sua asa o foguete Pégasus com o satélite SCD1 em sua ogiva (ver figuras 4 e 5), decolou às 13:25 horas GMT (horário de Greenwich), com uma hora de atraso, da base do Centro Espacial Ken- nedy. Quando o B-52 chegou à região onde deveria soltar o foguete (centenas de km a oeste da Flórida) a cerca de 10km de altitude, ouviu-se claramente, através do sistema de som do centro de controle do INPE, um comando de voz “abort” (abortar) emitido por um dos operadores do centro de lançamento de Wallops, responsável pelo controle do foguete. Tomada pela surpresa inicial, a equipe de controle do INPE absorveu a notícia e se preparava para um novo atraso quando, repentinamente foi apanhada por uma nova e mais contundente surpresa: chegou um sinal informando a ocorrência da ignição do primeiro estágio do foguete, con- figurando o início do lançamento. Naquele momento houve uma paralisia geral em todos para tentarem entender a situação. Mas o lançamento realmente havia se iniciado, seguindo-se a ignição do segundo estágio, em seguida a do terceiro estágio, depois a aceleração da rotação do último estágio do lançador com o saté- lite preso em sua ogiva e, finalmente, a liberação do satélite. Tudo isso ocorreu em questão de 11 minutos. Todos ocuparam suas posições no centro de controle do INPE, esperando ansiosamente pela primeira aquisição do sinal do satélite pela estação de rastreio de Alcântara. A confirmação da aquisição chegou de Alcântara Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 166 pelo sistema de comunicação de voz do CRC (Centro de Rastreio e Controle), as 14:42:24 GMT, e foi saudado efusivamente pelos participantes. Seguiu-se o rastreio através da estação de Mas Palomas da ESA, que fornecia apoio ao INPE na campa- nha de lançamento do SCD1. Nesse meio tempo, a equipe de controle aguardava estimativas dos ele- mentos orbitais do satélite no instante da injeção dele em órbita, e obviamente do próprio instante de injeção. Estava acordado que essas estimativas deveriam ser fornecidas ao INPE pela OSC (“Orbital Sciences Corporation”), fabricante do Pégasus. Essas informações efetivamente nunca foram fornecidas. Acredita-se que, após a mencionada ocorrência do comando “abort”, o relógio foi desativado e, em consequência, todas as marcações de tempo estariam, a partir de então, equivocadas. A favor dessa hipótese há o fato de que foi recebida pelo INPE uma informação completamente errônea de que o instante de injeção em órbita do satélite seria 14:45:00 GMT. Com base nos dados de aquisição do satélite via Alcântara, a equipe havia rapidamente concluído, por meio de cálculos utilizan- do uma extrapolação no tempo, que o instante de injeção mais provável seria em torno de 14:42:20 GMT. Infelizmente não foi possível que a equipe corrigisse a tempo este erro de sincronização e, com isso, Alcântara não foi capaz de rastrear a segunda órbita. Após recalcular a estimativa do tempo de injeção, nova órbita foi computada, novas previsões de rastreio foram geradas e enviadas às estações de Cuiabá e Alcântara, que conseguiram captar o sinal e rastrear o satélite com sucesso. Desse ponto em diante não foram notados maiores problemas adicio- nais que configurassem dificuldades de rastreio do SCD1. As estimativas de ór- bita do satélite foram sendo gradativamente refinadas por sucessivas aplicações do processo de determinação deórbita que, poucas passagens após, entrou em modo de operação rotineira. Naturalmente, ocorreram outros problemas menores que foram sucessiva- mente solucionados. Certamente a primeira experiência da equipe não ocorreu suavemente. Complicações relacionadas ao sistema de atitude do satélite tam- bém se fizeram presentes (orientação e posicionamento do eixo de rotação, vide figura 3). Para medir a orientação do eixo de rotação, o SCD1 dispõe de dois sen- sores solares e um sensor magnético (magnetômetro) de três eixos. Os primeiros (solares) medem o ângulo que a direção de incidência da luz solar forma com o eixo de rotação do satélite, ângulo este que é chamado de ângulo de aspecto so- lar. O sensor magnético, mede nos três eixos principais do satélite, a intensidade do campo magnético da Terra. Através da redução e processamento de dados ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 167 destes sensores são obtidas estimativas com precisão da ordem de 0,5 grau da atitude do satélite, isto é, de sua orientação no espaço. Para evitar que equipa- mentos do satélite sofressem danos devido ao sobre-aquecimento, causado pela possível incidência do sol no painel hexagonal inferior do satélite, o ângulo de aspecto solar deveria ser mantido menor que 90 graus. Acima desse valor do ângulo, o subsistema de controle térmico não teria capacidade suficiente para dissipar o excesso térmico gerado no interior do satélite. Levando estas restrições em conta, pode-se fazer um balanço retrospectivo dos problemas ocorridas na fase de lançamento. Um dos primeiros problemas ocorridos consistiu na rejeição de todos os dados de telemetria enviados pelo satélite ao centro de controle. A solução foi modificar o software para desligar a verificação de paridade dos dados recebi- dos, que constatou-se estarem mal calibrados. Outros problemas foram: rejeição de dados do sensor magnético; presença de oscilações nas estimativas da taxa de rotação calculadas via sensores solares; excesso de ruído nos dados do sen- sor magnético; sistema de cálculo para determinação de atitude apresentando resultados sem significado; problemas com o pré-processamento de dados dos Figura 3 - Concepção do SCD1 via estabilização por rotação Figura 6 - Foto da equipe de controle de satélites do INPE participante da campanha de lançamento do satélite SCD1, na sala de controle principal do Centro de Controle de Satélites do INPE, no dia do lançamento do SCD1, em fevereiro de 1993. Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 168 sensores. Todos esses problemas foram sendo paulatina e engenhosamente so- lucionados pela equipe de dinâmica orbital, não obstante o sacrifício de algumas noites durante a campanha de lançamento que, na realidade, durou quase uma semana após a injeção do satélite em órbita. Considerando a pressão sob a qual a equipe trabalhou durante o lança- mento, e o fato dela ser debutante em missões espaciais, foi uma agradável sur- presa que os resultados, apesar dos citados problemas, tenham sido excelentes. A análise realatada a posteriori mostrou que o preparo da equipe para contor- nar as circunstâncias adversas foi crucial e, em nossa opinião particular, pro- duziu fantásticos resultados. Começando com a indisponibilidade de parte do equipamento de medidas orbitais de Alcântara, a falha do relógio do lançador com consequente informação errônea do tempo de injeção ao INPE, os proble- mas com dados de telemetria e outros correlatos, é incrível notar que os eventos se sucederam da melhor maneira possível. Sem dúvida, a precisão do foguete que injetou o satélite SCD1 em uma órbita bastante próxima à prevista foi um fator de primordial contribuição para que as atividades pudessem ser executa- das com o sucesso que foi. Decisões acertadas tomadas nos instantes corretos, mais uma pequena dose de sorte, contribuíram para o triunfo do lançamento do SCD1, para benefício do INPE, e para o prosseguimento do Programa Espacial Brasileiro (MECB). 3.3. O satélite SCD2 O SCD2, segundo satélite de coleta de dados ambientais da MECB (Missão Espacial Completa Brasileira) projetado, construído, e operado em órbi- ta pelo INPE, foi lançado em 22 de Outubro de 1998. Como no caso do SCD1, também através do foguete lançador norte-americano Pégasus. O avião L-1011, que transportava o Pégasus com o SCD2, decolou da Base de Cabo Canave- ral, na Flórida, às 21:05 horas (horário de Brasília). Sobre o Oceano Atlântico, 57 minutos após a decolagem, o Pégasus com o SCD2 foi liberado do avião. O disparo do primeiro estágio ocorreu 5 segundos após a liberação. Exatamente às 22:12:57 (aproximadamente 11 minutos após o disparo) ocorreu a separação entre o satélite e o último estágio do lançador, concluindo o lançamento com êxito e garantindo a continuidade do Programa de Coleta de Dados Ambientais. A figura 7 apresenta o traço (projeção da órbita do satélite no solo) das primeiras órbitas do SCD2. ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 169 Aproximadamente 12 segundos após a separação entre o satélite e o último estágio do foguete lançador, o SCD2 entrou na região de visibilidade (alcance) da estação de rastreio de Alcântara (ver figura 7). A antena da estação imediata- mente captou o sinal transmitido pelo SCD2, o que indicava que o transmissor de telecomunicações de serviço do satélite, que deveria ser automaticamente ativado durante a separação, estava ativo. A estação passou então a dispor da telemetria de dados do satélite, visualizada em tempo real também no Centro de Controle, em São José dos Campos. A telemetria recebida indicava que o satélite não apre- sentava qualquer problema de desempenho. Seus sensores solares foram ligados já nessa primeira passagem. O lançamento do SCD2 ocorreu com muita fidelidade em relação ao que havia sido planejado. O satélite foi injetado em uma órbita com altitude média da ordem de 760 km, bastante próxima da nominal. As informações sobre o estado orbital do satélite, que deveriam ser fornecidas pela fabricante OSC, trinta minu- tos após a separação do último estágio do lançador foram recebidas pelo INPE apenas 5 minutos após a ocorrência deste evento. Essas informações revelaram-se bastante precisas. Utilizando-as como informação inicial, foi gerado, no centro de controle do INPE, um conjunto de previsões dos ângulos de apontamento para as Figura 7 - Injeção em Órbita do SCD2 Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 170 estações de rastreio de Alcântara e Cuiabá direcionarem suas antenas nas próxi- mas passagens do satélite sobre elas. Apontando as antenas segundo os valores de ângulos preditos, não houve qualquer problema para a captação do sinal do satélite nas duas passagens seguintes por Alcântara e na primeira por Cuiabá. Daí por diante, os resultados do procedimento de determinação de órbita, que foram sendo sucessivamente refinados após cada passagem, já dispunham de precisão suficiente para que as previsões de passagens pudessem ser atualizadas. Ao final da primeira sequência de passagens do SCD2, a órbita já estava satisfatoriamente determinada e a aplicação dos procedimentos de operação relativos à dinâmica orbital já seguia uma rotina similar à do SCD1. A atitude do satélite SCD2 também se apresentou bem próxima ao esperado após o lançamento. O vínculo de atitude mais restritivo imposto ao SCD2 é o de que os raios solares não devam incidir nos painéis octogonais superior e inferior do satélite com um ângulo superior a 10 graus. Isto significa que o ângulo de as- pecto solar (que é diretamente medido pelos sensores solares) deve ser mantido na faixa entre 80 e 100 graus. As leituras dos sensores solares indicavam que, logo após a injeção em órbita, o valor médio desse ângulo era de 90,3 graus, bastante próximo, portanto, ao valor ideal. Ao completar oito anos em órbita, os subsistemas do SCD2 continuam a ope- rar de modo amplamente satisfatório. O desempenho do Subsistemade Controle de Atitude só pôde ser comprovado após a realização das primeiras manobras. Di- ferentemente do SCD1, o SCD2 possui um sistema de controle autônomo de ajuste da velocidade de rotação, através de controle via atuação magnética. Devido a isso, ele está equipado com bobinas magnéticas com eixos longitudinais perpendicula- res ao eixo de rotação do satélite (em adição às bobinas de torque para reorientação do eixo de rotação, cujos eixos longitudinais são paralelos a este mesmo eixo). Este sistema deve manter a velocidade de rotação dentro de uma faixa nominal de ope- ração de 32 a 36 rpm. Sempre que ela atingir o limite inferior da faixa, o controle é acionado automaticamente pelo computador de bordo, atuando no sentido de aumentar a velocidade de rotação. Quando o limite superior (36 rpm) é atingido, o sistema é automaticamente desativado. O primeiro gráfico da figura 8 apresenta a curva da velocidade de rotação do SCD2 durante o seu primeiro ano em órbita. O crescimento brusco que se observa na curva no mês de maio é o efeito da primeira atuação do circuito de controle autônomo. Graças à ação desse sistema, a veloci- dade de rotação mantém-se, até o presente, confinada dentro da mencionada faixa nominal de variação especificada (32 a 36 rpm). ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 171 Em 2 de março de 2004, ocorreu uma falha na chave de comutação do canal do vídeo que, desde então, deixou de funcionar. Isto provocou a impossibilidade de receber, em solo, a telemetria codificada pelo computador de bordo de satéli- te, que é, no entanto, um equipamento redundante secundário para a realização dessa atividade. O computador de bordo foi então desligado, com o que o satélite passou a operar apenas com o codificador direto de telemetria, este sim o equipa- mento primário para a realização dessa função. Portanto, o defeito não acarretou nenhuma queda de desempenho do satélite na realização de sua missão de coleta de dados ambientais, mas sim em uma simples perda de redundância. O fenômeno da longevidade do SCD1 está sendo repetido pelo SCD2. Com- pletados pouco mais de oito anos de operação em órbita, o segundo satélite do INPE sobrevive, em estado satisfatório de funcionamento global. Isso significa nada menos que 350% de operação além de seu tempo de vida útil nominalmente esperado, que foi estimado, ressaltando mais uma vez, em apenas dois anos antes do lançamento. Nesta sua vida no espaço, o SCD2 que, como o SCD1, foi inteiramente desen- volvido e produzido no Brasil, completou em 31 de dezembro de 2006 o número de 43240 órbitas. Neste tempo, percorreu uma distância de 1.732.843.993 quilôme- tros, o que corresponde a 2.280 viagens de ida e volta à Lua. As manobras realizadas pelo Centro de Controle de Satélites do INPE, em São José dos Campos (SP), também têm números significativos. Foram 29 mano- bras de reorientação do eixo de rotação, 23 de incremento da velocidade de rotação e 29.254 telecomandos enviados ao satélite. Figura 8 - Velocidade de rotação e ângulo de aspecto solar do SCD2 durante o primeiro ano em órbita Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 172 4. O sistema de coleta de dados O Sistema de Coleta de Dados Ambientais é constituído atualmente pelos sa- télites SCD1, SCD2 e CBERS-2, pela rede de plataformas de coleta de dados ambientais (PCD) distribuida pelo território nacional, pelas Estações de Recepção de Cuiabá e de Alcântara e pelo Centro de Missão Coleta de Dados (CMCD) loca- lizado na cidade de Cachoeira Paulista. No Sistema de Coleta de Dados, os satélites funcionam como retransmissores de mensagens, conforme ilustrado na figura 9. Quando um dos satélites do sistema entra na região de alcance (visibilidade) de uma das estações de recepção (Cuiabá ou Alcântara), a comunicação satélite solo é estabelecida. Os sinais continuamente emitidos pelas PCDs, que visualizam o satélite durante sua passagem pela estação de recepção, são recebidos pelo satélite e, imediatamente, retransmitidos por este em direção à estação receptora. Na estação, esses dados são armazenados e, após cada passagem dos satélites, são transmitidos ao CMCD, onde são processados e disponibilizados aos usuários do sistema. Assim, a comunicação entre a rede de PCDs e as estações de recepção é estabelecida através dos satélites. As plataformas são geralmente configuradas para transmitir, a cada 200 segundos, cerca de 32 bytes de dados úteis. Os satélites SCD1, SCD2 e CBERS-2 operam em duas faixas de freqüência UHF para recepção das mensagens transmitidas pelas plataformas de Coleta de Dados: em torno de 401,62 MHz e de 401,65 MHz. Os sinais das PCDs visíveis, recebidos a bordo dos saté- lites, são retransmitidos para o solo na Banda de freqüência S (em torno de 2.267,52 MHz) e, apenas no caso do satélite CBERS-2, também em UHF (462,5 MHz). No solo, os sinais são recebidos nas estações de Cuiabá e/ou de Alcântara e enviados para o CMCD para processamento, arma- zenamento e disseminação aos usuá- rios. O envio desses dados ao usuário é feito através da Internet, em no má- ximo 30 minutos após a recepção. Figura 9 - A Missão de Coleta de Dados Ambientais ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 173 A figura 10 apresenta uma ilustração das órbitas dos satélites SCD1, SCD2 e CBERS-2 em torno do globo terrestre. Observe-se que enquanto o SCD1 e o SCD2 possuem órbitas quase equatoriais com 25 graus de inclinação orbital, o CBERS-2 encontra-se numa órbita polar, isto é com inclinação do plano orbital da ordem de 90 graus em relação ao plano do Equador. A figura 11 mostra que as passagens do CBERS-2 são, devido à sua órbita polar, em número reduzido, se comparadas às dos SCDs. Figura 10 - Órbitas dos Satélites SCD1, SCD2 e CBERS-2 Figura 11 - Passagens Diárias dos Satélites SCD1, SCD2 e CBERS- 2 Sobre a Estação de Rastreio de Cuiabá. Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 174 De qualquer modo, em 13 de abril de 2005, uma das baterias do CBERS-2 deixou de funcionar e, como estratégia para contornar o problema foram ado- tadas as seguintes medidas: colocar algumas das suas cargas úteis em modo de economia de energia (“stand-by”); ligar a câmara CCD durante no máximo 10 minutos por passagem; e desligar definitivamente o Subsistema de Coleta de Dados (DCS). Isso marcou o fim de participação do CBERS-2 na Missão de Cole- ta de Dados Ambientais. Embora nominalmente seja considerado que o CBERS- 2 ainda integra o Sistema de Coleta de Dados Ambientais, já que o DCS pode ser eventualmente ligado, atualmente o satélite não está realizando sua função relacionada a esse sistema. A rede implantada de Plataformas de Dados Ambientais que, ao início de operação do SCD1 consistia de pouco mais de 60 plataformas, sofreu, graças ao excelente desempenho do satélite, uma grande expansão, tanto em número de plataformas quanto em termos de diversidade de aplicações, o que mostra um crescente interesse dos usuários nos serviços oferecidos. A evolução anual da quantidade de plataformas instaladas é apresentada na figura 12. A rede iniciou-se em 1993 com cerca de 60 unidades, permanecendo este número esta- cionário até 1996. A partir desse ano, verificou-se um crescimento notável com a aquisição de cerca de 200 plataformas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), das quais 176 eram do tipo hidrológico e 24 do tipo meteorológico. Na mesma época, houveram iniciativas, como a do Programa de Monitoramento de Tempo, Clima e Recursos Hídricos do MCT (PMTCRH), que também contri- buíram consideravelmente para o notável aumento do número de plataformas instaladas. Em 1999, os Estados de Goiás e Pernambuco iniciaram a instalação de suas respectivas redes meteorológicas adquiridas com recursos próprios. Pa- Figura 12 - Evolução do Número de PCDs (atualização em abril de 2006) ValCir OrlanDO e HéliO KOiti Kuga 175 ralelamente, foram sendo lançadas pela DHN –Diretoriade Hidrologia e Na- vegação da Marinha – plataformas em bóias oceânicas do projeto PN-Bóia. Em 2000, foi iniciada a instalação da rede de plataformas do Sistema de Vigilância da Amazônia (SIVAM) constituída de cerca de 200 plataformas cuja configura- ção e localização foram definidas conjuntamente pela ANEEL e pelo INPE. Ao final de 2001, encontravam-se instaladas cerca de 467 plataformas. Ao final de 2002, este número já era da ordem de 600 plataformas. Atualmente o número de PCDs instaladas supera 750 unidades. A figura 13 apresenta a distribuição no território nacional de PCDs dos tipos hidrológicas e meteorológicas. Figura 13 – Localização das PCDs hidrológicas e meteorológicas (Atualização em 2006). Os satélites sCD1 e sCD2 Da missãO espaCial COmpleta brasileira - meCb 176 5. Conclusão A longevidade dos satélites SCD1 e SCD2 atesta e é, sem dúvida, resultado dos seguintes fatores: • a alta competência tecnológica gerada no INPE; • o rigor empregado nos processos de qualificação, tanto no que tange aos componentes quanto aos subsistemas, e de integração dos subsistemas aos modelos de vôo dos satélites; • da qualidade dos processos operacionais desenvolvidos para o controle dos satélites no INPE, graças a um gerenciamento eficiente das atividades de solo, e da competência das bem treinadas equipes operacionais. Além dos fatores acima, deve ser destacada a alta confiabilidade do sistema de solo, cujos equipamentos foram especificados pelas equipes especializadas em sistemas de solo do INPE e, em grande parte, desenvolvidos no próprio INPE, por estas mesmas competentes equipes. Também tiveram grande responsabilidade pelo sucesso dos satélites as equipes de desenvolvimento de software aplicativo. Tanto o software aplicativo de tempo real, quanto o de dinâmica orbital foram desenvolvidos integralmente no INPE, por seus técnicos, e seu ótimo desempenho atesta a proficiência adquirida nesta área nesse mesmo instituto. CAPÍTULO 6 Rastreio e controle de satélites do INPE Valcir OrlandO e HéliO KOiti Kuga Neste capítulo serão focalizadas as atividades de rastreio e controle de sa- télites do INPE. Serão apresentadas ainda a organização formal adotada e a in- fra-estrutura de solo desenvolvida para a realização dessas atividades, tanto em termos de hardware e software, quanto de recursos humanos. 1. Introdução Na estrutura organizacional formal do INPE, o órgão interno responsável pelas atividades de operação de satélites artificiais é o denominado Centro de Ras- treio e Controle de Satélites – CRC. Inicialmente, com o objetivo de introduzir preliminarmente o CRC é apresentada uma breve descrição de como este centro se encontra internamente estruturado para a realização de sua missão. Logo após, é dado um detalhamento das atividades, metodicamente elaboradas, envolvidas na preparação do CRC para controlar cada novo satélite do INPE, tendo em vista os altos graus de segurança e confiabilidade requeridos por essa tarefa. O objetivo é minimizar a probabilidade de colocar em risco, por falha operacional, a integri- dade do satélite. A responsabilidade é grande, já que a ocorrência de um simples RastReio e contRole de satélites do inpe 178 erro operacional pode ter conseqüências imprevisíveis, podendo mesmo determi- nar o fim da vida útil do satélite. Trata-se de um tipo de veículo cuja localização o torna inacessível para a realização de trabalhos de manutenção ou de reparos e que, além disso, é continuamente submetido a rigorosas variações de temperatura, em ambiente de baixa gravidade e pressão atmosférica praticamente nula (vácuo). Exemplificando, a temperatura externa pode variar numa faixa da ordem de – 40 a + 100 graus centígrados durante cada período orbital. No caso dos atuais satélites do INPE, esse período é da ordem de 100 minutos. Também são abordados no presente capítulo os tópicos mais relevantes liga- dos ao controle dos satélites CBERS-1 e CBERS-2 que são, respectivamente, o pri- meiro e o segundo satélites de observação da Terra desenvolvidos em cooperação com a China. Importante adiantar que, atualmente, apenas o CBERS-2 ainda se encontra em estado operacional. A título apenas de recordação, os satélites de coleta de dados ambientais, SCD1 e SCD2, concebidos, projetados, fabricados e controlados pelo INPE, no âmbito da Missão Espacial Completa Brasileira (MECB), assim como o SCD2-A (destruído antes do lançamento), já foram tratados em capítulo anterior. Por esse motivo não serão objetos desta abordagem. Mas, vale adicionar a esses satélites acima, de incontestável sucesso, outros dois desenvolvidos no INPE, cujas missões, infelizmente, foram precocemente in- terrompidas: o SACI-1 e o SACI-2. Nenhum deles, por diferentes motivos, chegou a operar em órbita. O SACI-1, lançado em conjunto com o satélite sino-brasileiro CBERS-2 pelo lançador chinês Longa Marcha 4B, foi injetado em uma órbita prati- camente nominal. Entretanto, após a injeção, ele não transmitiu qualquer sinal ao solo devido à ocorrência de problemas de funcionamento de equipamentos de bor- do. O SACI-2, por outro lado, foi lançado a partir da Base de Lançamento Alcân- tara por um veículo lançador brasileiro VLS, e não chegou a ser injetado em órbita devido à ocorrência de uma falha de funcionamento do lançador que provocou a sua destruição, comandada de solo, em pleno vôo ascendente. 2. Os Satélites CBERS O Programa CBERS para o desenvolvimento de satélites hélio-síncronos de observação da Terra foi assinado, no contexto de um acordo de cooperação tec- nológica entre o Brasil e a China, em 6 de julho de 1988. Esse programa envolvia fundamentalmente duas instituições: o INPE, pelo lado brasileiro, e a CAST (Aca- ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 179 demia Chinesa de Tecnologia Espacial), pelo lado chinês. A sigla CBERS é formada pelas iniciais da expressão em inglês “China-Brazil Earth Resources Satellite”, que significa Satélite Sino Brasileiro de Recursos Terrestres. O investimento total, da ordem de 300 milhões de dólares, seria repartido entre os dois países, na propor- ção da ordem de 30% para o Brasil e 70% para a China. Inicialmente, o Programa CBERS previa o desenvolvimento e construção de dois satélites similares de ob- servação da Terra: o CBERS-1 e o CBERS-2, o que efetivamente aconteceu. A carga útil principal de cada satélite foi composta por uma câmera CCD, operando na faixa de luz visível, com resolução da ordem de 20 metros; uma câmera de varre- dura multi-espectral infravermelha, denominada IRMSS; com resolução da ordem de 180 metros; e um imageador de campo amplo desenvolvido pelo INPE, com resolução da ordem de 256 metros, denominado WFI. Além das câmeras foi acrescentado aos satélites, como carga útil secundária, um transponder de coleta de dados ambientais, para que eles pudessem contribuir com a missão dos satélites SCD1 e SCD2. A figura 1 mostra uma foto do CBERS-1 com os painéis solares abertos, durante a realização de testes no Laboratório de Integração e Testes (LIT) do INPE. As órbitas dos satélites CBERS são do tipo polar hélio-síncrona, cuja ca- racterística principal consiste no fato de que esse tipo de órbita passa por uma mesma latitude geográfica sempre no mesmo horário local. Isso significa que os satélites sempre enxergarão um mesmo local sob as mesmas condições de ilumi- nação solar. Essa é a característica que torna esse tipo de órbita adequado ao em- prego em missões de observação da Terra por imageamento. Considerando, por Figura 1 - Satélite CBERS-1 no LIT h tt p\ w w w .in pe .b r RastReio e contRole de satélites do inpe 180 exemplo, as imagens óticas da câmera CCD dos satélites CBERS, elas cobrem em cada órbita do satélite uma faixa de 113 quilômetros de varredura, em torno do traço orbital, que é a projeção ortogonal da órbita na superfície terrestre. As ima- gens de regiões maiores são compostas pelo interposicionamento, lado a lado, de imagens geradas em órbitascom traços suborbitais adjacentes. O período decor- rido entre uma dada órbita e a ocorrência da próxima adjacente a ela é da ordem de um dia, tempo necessário para compor uma imagem composta. Em conseqüên- cia, esta última é formada por faixas de imagens adjacentes tomadas, portanto, em dias diferentes. Considere uma região qualquer localizada na fronteira entre duas faixas adjacentes. A imagem de uma tal região será, portanto, composta de duas faixas de imagem posicionadas lado a lado, tomadas em dias diferentes. Se cada uma delas fosse tomada em um horário diferente do dia então a imagem composta pelas duas faixas não seria homogênea em termos de iluminação. Deve ser destacado ainda que o ângulo com que a luz solar atinge um determinado ponto da Terra depende do horário local, e que ângulos de iluminação diferentes implicam em tamanhos diferentes das sombras projetadas por objetos de mesma altura. O hélio-sincronismo da órbita, cuja característica principal é, como visto, a de fazer com que o satélite passe sobre uma mesma latitude sempre no mesmo horário local, garante que as imagens de uma mesma região sejam sempre toma- das sob as mesmas condições de iluminação solar. Essa é a razão pela qual esse tipo de órbita é largamente utilizado em missões de sensoriamento remoto. O CBERS-1 e o CBERS-2 têm um ciclo orbital de vinte e seis dias. A cada vinte e seis dias o satélite cobre (imageia) toda a superfície terrestre, completando um ciclo de imageamento e iniciando outro. Em novembro de 2002, motivados pelo sucesso dos dois primeiros satélites da série CBERS, os governos do Brasil e da China decidiram pela continuidade do programa, assinando um novo acordo de cooperação, para o desenvolvimento de três novos satélites: o CBERS-2B, o CBERS-3 e o CBERS-4. Neste novo acordo, a participação brasileira foi ampliada de 30% para 50%. Além dos instrumentos óticos de sensoriamento remoto, a exemplo do CBERS-1 e CBERS-2, todos os satélites da série CBERS serão, também, equipados com um transponder de coleta de dados. A aquisição dos dados relativos às imagens geradas pelos instrumentos óti- cos do CBERS-2, que é o satélite da série atualmente em operação, é feita pela Estação Terrena de Recepção de Imagens de Cuiabá. Estes dados são gravados na estação e enviados para São José dos Campos, onde são processados. Já os dados ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 181 do Sistema de Coleta de Dados Ambientais são recebidos pelas Estações de TT&C de Cuiabá e Alcântara e enviados para o Centro de Missão de Coleta de Dados – CMCD, localizado na cidade de Cachoeira Paulista. Durante o desenvolvimento do CBERS-1, foi acordado entre a gerência local do programada MECB e o CLTC (China Launching and Control General), institui- ção responsável pelas atividades de operação de satélites na China, que o controle de solo dos satélites seria compartilhado pelo XSCC (Xian Satellite Control Center) e pelo CRC de maneira proporcional à participação de cada país no projeto, ou seja, o CRC ficaria responsável pelas atividades de controle durante 30% do tempo de vida nominal de cada satélite, e o XSCC durante os 70% restantes. 2.1. O CBERS-1 O CBERS-1 foi lançado em 14 de Outubro de 1999 à 1h15 (horário de Brasí- lia) pelo lançador chinês Longa Marcha 4B, a partir do Centro de Lançamento de Taiyuan, na República Popular da China. A figura 2 apresenta uma foto do instan- te do lançamento. Em 3 de novembro de 1999 foi iniciada uma fase de execução de manobras, com a finalidade de colocar o satélite em sua órbita hélio-síncrona de Figura 2 - O lançamento do CBERS-1 h tt p\ w w w .in pe .b r RastReio e contRole de satélites do inpe 182 operação (altitude de 778 metros, com inclinação de 98,5 graus), a qual durou até 8 de novembro de 1999 às 03:35:29 GMT. Conforme mencionado anteriormente, foi acordado entre O INPE e o CLTC que o controle dos satélites CBERS seria compartilhado entre Brasil e China, de maneira proporcional à participação de cada país no projeto. Desse modo, no primeiro ano de operação do CBERS-1, o controle da sua plataforma de serviço ficou sob a responsabilidade do centro de controle chinês. Nesse período, o CRC participou apenas de modo passivo do controle do satélite, executando somente operações de rastreio e monitoramento de telemetria de serviço. A ativação da carga útil do satélite para atender aos usuários brasileiros seria sempre respon- sabilidade do CRC. De março a setembro de 2001, o CRC assumiu o controle total do CBERS- 1, incluindo a responsabilidade pelo cálculo e aplicação de manobras de órbita. Durante esse período, duas manobras orbitais foram aplicadas ao satélite pelo CRC: a primeira em 11 de abril e a segunda em 5 de julho de 2001. O objetivo das manobras era corrigir a evolução no tempo do desvio de fase em longitude da órbita do satélite, de modo a manter sua variação dentro dos limites impostos pelos requisitos da missão (±10.000 metros). Esse parâmetro mede a diferença entre a longitude real do ponto de cruzamento do satélite com o Equador (a lon- gitude na qual o satélite efetivamente cruzou o Equador em uma dada órbita) e aquela na qual ele deveria ter cruzado, caso estivesse exatamente na órbita nominal de referência correspondente (isto é, a órbita nominal de referência em que ele deveria estar, dentro do conjunto de órbitas que compõem a grade de todas órbitas nominais de referência que totalizam um ciclo de cobertura com- pleta do globo terrestre). Existe toda uma grade de órbitas nominais de refe- rência calculadas para o projeto, grade esta composta de 373 órbitas completas correspondentes a um ciclo orbital de 26 dias do satélite. Uma vez concluído um ciclo, outro novo se inicia com o satélite retornando à primeira órbita nominal da grade, reiniciando outra vez a cobertura do globo terrestre. Se o movimento orbital do satélite evoluísse de modo exatamente coincidente com a grade nomi- nal de referência, então o desvio de fase seria sempre nulo, já que não haveria diferença entre a órbita nominal e a real. Desse modo, idealmente, o satélite se- ria injetado exatamente na primeira órbita da grade nominal e nela se manteria, órbita após órbita, ciclo após ciclo, até o término da missão. Infelizmente, no mundo real, isso não é factível. Devido principalmente ao arrasto atmosférico, a altitude da órbita decai com o decorrer do tempo, reduzindo, em consequência, ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 183 o valor do semi-eixo maior da elipse orbital e fazendo com que a órbita real se afaste lentamente da órbita nominal. A velocidade de variação do desvio de fase (isto é, a derivada primeira em relação ao tempo desse parâmetro) é inver- samente proporcional ao valor do semi-eixo maior da órbita, aumentando, por- tanto, à medida que o valor desse parâmetro é reduzido sob o efeito do arrasto. O decaimento contínuo do semi-eixo orbital provoca, por sua vez, uma variação contínua da derivada primeira em relação ao tempo do desvio de fase. Como resultado dessa variação contínua, praticamente linear, da derivada primeira do desvio de fase, o valor desse parâmetro apresenta uma curva de evolução no tempo aproximadamente parabólica. Na data de aplicação da primeira manobra de órbita executada pelo CRC com o CBERS-1, o valor do desvio de fase era da ordem de 10,6 km. A manobra foi calculada para causar um incremento do valor do semi-eixo maior da órbita que produzisse uma tal alteração no valor da derivada primeira em relação ao tempo do desvio de fase que, um mês após a sua execução, o valor desse parâmetro atin- gisse o valor mínimo da ordem de -8 km (lembrando que, conforme explanado acima, a variação média desse parâmetro orbital com o tempo é aproximadamente parabólica, e fortemente influenciada pelas condições vigentes em termos de ativi- dade solar). Devido a uma imprevisível e significativa redução da atividade solar ocorrida no período logo posterior à aplicação da manobra, o parâmetro atingiuum valor mínimo da ordem de –9,8 km, ou seja, 1,8 km abaixo do mínimo de -8 km projetado. Apesar disso, o resultado foi satisfatório, já que o limite inferior da faixa de variação especificada para o CBERS-1 (–10 km) não foi atingido. A segunda manobra foi aplicada em um período de alta atividade solar e também teve um desempenho satisfatório, apesar de neste caso, ter ocorrido, igual- mente, uma queda brusca na atividade solar. Desta vez, porém, em consequência da queda, ao contrário da manobra anterior, o valor mínimo do desvio de fase em longitude ultrapassou um pouco o limite inferior da faixa de variação. A figura 3 apresenta a curva da evolução no tempo do desvio de fase em lon- gitude para um período que engloba as duas primeiras manobras efetuadas pelo CRC. As linhas vermelhas indicam os limites da faixa de variação Em 20 de setembro de 2001, o controle do CBERS-1 foi repassado ao XSCC. Em 03 de março de 2002 retornou ao CRC, permanecendo até 03 de junho de 2002. Durante esse período foram executadas, com sucesso, mais três manobras orbitais. A partir de maio de 2003 ocorreu um problema: o subsistema de controle de atitude e órbita do CBERS-1 passou a apresentar um comportamento instá- RastReio e contRole de satélites do inpe 184 vel. Com isso, o computador de bordo, que controla o subsistema, passou a ser reinicializado em um ciclo aproximado, provocando derivas orbitais cada vez mais acentuadas. Em agosto de 2003, a ocorrência de uma grave falha de funcionamento decre- tou o fim da vida útil do satélite, uma vez que ele cessou repentinamente o envio de telemetrias e deixou de responder à ação dos telecomandos originados do solo. De qualquer modo, esse fato somente ocorreu quase quatro anos após o lançamen- to, enquanto que o prazo nominal estimado inicialmente para a duração da missão era de apenas dois anos. Felizmente, o lançamento bem sucedido do CBERS-2 em 21 de outubro de 2003 garantiu a continuidade da missão do anterior. 2.2. O CBERS-2 O CBERS-2 foi lançado em 21 de outubro de 2003, também por meio do lan- çador chinês Longa Marcha 4B, a partir do centro de lançamento de Tayuan, na China. A figura 4 apresenta uma ilustração da sequência de lançamento. O controle ficou sob a responsabilidade do XSCC desde o lançamento até 23 de julho de 2004, quando foi assumido pelo CRC. Em 23 de março de 2005 passou ao XSCC permanecendo sob sua responsabilidade até 23 de novembro de 2005, data em que foi novamente transferido ao CRC. Em 24 de abril de 2006 voltou a ser repassa- do ao XSCC, conforme previsto no acordo de cooperação. Retornou ao CRC em 23 de outubro desse mesmo ano. Desde então o controle do satélite fica sob a respon- sabilidade de cada um dos centros de controle por períodos iguais de três meses. A figura 5 apresenta uma concepção artística do CBERS-2 em sua órbita. Figura 3 - Desvio de fase em longitude no Equador do CBERS-1 ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 185 A faixa de variação permissível para o desvio de fase em longitude, que para o CBERS-1 era de ±10km, foi reduzida, no caso do CBERS-2, para ±4km de modo a atender às solicitações dos especialistas em processamento de imagens. A curva da evolução do desvio de fase durante o primeiro período em que a responsabilidade pelo controle ficou com o CRC (23 de julho de 2004 a 23 de mar- ço de 2005) é apresentada na figura 6. A primeira manobra foi realizada em 11 de Figura 4 - Sequência de lançamento do CBERS-2 Figura 5 - Concepção artística do CBERS-2 em órbita h tt p\ w w w .in pe .b r h tt p\ w w w .in pe .b r RastReio e contRole de satélites do inpe 186 agosto de 2004. Optou-se pela aplicação de uma manobra bastante conservadora para evitar que o desvio de fase pudesse vir a ultrapassar o limite inferior reduzido de –4km, por conta de alguma possível redução brusca do nível de atividade solar, a qual pudesse ocorrer após a execução e que causaria um efeito diferente do pla- nejado. Ainda no primeiro período de responsabilidade do CRC pelo controle do CBERS-2 foram aplicadas três outras manobras, conforme pode ser observado na figura 6. Pode ser observado que, conforme aumentasse a prática na execução de manobras, o mesmo ocorria com o grau de confiança nos resultados, adotando-se, então, manobras menos conservadoras. Além das manobras representadas na figura 6, que correspondem ao pri- meiro período de controle do CBERS-2 pelo CRC, várias outras manobras orbitais foram aplicadas. Todas apresentaram resultados satisfatórios. Em 13/04/2005, uma das duas baterias redundantes do CBERS-2 deixou de funcionar. Desde então, o satélite passou a operar com a outra bateria, perdendo, portanto, a redundância. A bateria é utilizada para fornecer a energia elétrica ao saté- lite durante as frações de órbita em que em que este permanece na sombra da Terra, quando não há geração de energia por seus painéis solares. Como estratégia, para contornar o problema, algumas das cargas úteis foram colocadas em modo de econo- mia de energia (“stand-by”), a câmera CCD passou a ser ligada apenas 10 minutos, no máximo, por passagem, e o Subsistema de Coleta de Dados (DCS) foi desligado. Embora nominalmente seja considerado que o CBERS-2 ainda integra o Sistema de Coleta de Dados Ambientais, já que o seu subsistema de coleta de dados (DCS) pode ser eventualmente ligado, atualmente ele não está realizando essa função. Figura 6 - Desvio de fase em longitude no Equador do CBERS-2 ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 187 2.3. Continuidade da missão CBERS Motivados pelo sucesso dos dois primeiros satélites da série CBERS, os dois países decidiram pela continuidade do programa, por meio da assinatura de um novo acordo de cooperação e o desenvolvimento três novos satélites: o CBERS-2B, o CBERS-3 e o CBERS-4. Neste novo acordo, a participação brasileira foi ampliada, como já dito anteriormente, de 30% para 50%. O CBERS-2B é um satélite intermediário que visa assegurar a continuidade da missão, sem interrupção, até que o CBERS-3 seja lançado. Ele é uma réplica do CBERS-2 e, por isso, foi construído em um prazo relativamente curto, com lança- mento em setembro de 2007. Foi, entretanto, equipado com uma câmera CCD de alta resolução (≅ 2,5m) experimental. Quanto aos satélites CBERS-3 e CBERS-4, estes deverão ser uma evolução tecnológica dos satélites anteriores da série, com carga útil principal constituída por câmera com desempenhos aprimorados. A órbita dos dois satélites será do mesmo tipo que a dos anteriores. Os lançamentos estão previstos para os anos de 2009 e 2012, respectivamente. Na figura 7 é apresentada uma concepção artística do CBERS-3 Para os próximos anos, além dos satélites CBERS, estão previstos os lança- mentos dos micro-satélites EQUARS (Equatorial Atmosphere Research Satellite), em 2008, e MIRAX (Monitor e Imageador de Raios-X), em 2009, que fazem parte do programa de micro-satélites científicos do INPE; e dos satélites de sensoriamento remoto SSR-1, em 2010, e SSR-2, em 2012. Estes últimos utilizarão uma plataforma multi-missão que está sendo desenvolvida no INPE. Além dos satélites já mencionados, encontra-se em fase de estudo preliminar (realizado em colaboração entre INPE e DLR - Agência Espacial Alemã) um saté- Figura 7 - Concepção artística do CBERS-3 h tt p\ w w w .in pe .b r RastReio e contRole de satélites do inpe 188 lite denominado MAPSAR (Multi-Application Purpose SAR), cuja carga útil será um radar imageador de abertura sintética ou SAR (Synthetic Aperture Radar). O lançamento está previsto somente após 2012. Em complemento, o INPE está participando do rastreio e recepção de dados de carga útil do mini-satélite COROT (Convecção, Rotação e Trânsitos Planetá- rios), do CNES - Centre National D’Études Spatiales (Agência Espacial Francesa). A missão desse satélite consiste de detectar, através de medidas da variação de intensidade da luz de estrelas, a existência de planetas fora do sistema solar (exo-planetas). Estima-se que o COROT poderá descobrir, em seus dois anos e meio previsto de vida útil, cerca de mil planetas gigantes semelhantes a Júpiter e cerca de cem planetas menores semelhantes à Terra. Uma estação de rastreio e recepção de dados de carga útil (chamada de Estação de Satélites Científicos do INPE) foi instalada em Alcântara para servir ao satélite COROT. Ela também será usada para o rastreio dos futuros micro-satélites EQUARS e MIRAX, do INPE. O satélite COROT foi lançado em 27 de dezembro de 2006 por um lançador Soyouz 2-1B, a partir da base de Baikonur, no Cazaquistão. Entrou em fase opera- cional após passar por uma fase inicial de aceitação em órbita, a qual durou alguns dias. A partir de então, a nova estação de satélites científicos de Alcântara iniciou sua participação na missão, passando a rastrear o satélite e a receber seus dados de carga útil em modo de rotina. 3. Os satélites científicos SACI-1 e SACI-2 Em paralelo ao desenvolvimento do CBERS-1 transcorreu, no INPE, o projeto dos micro-satélites científicos SACI. O primeiro deles, o SACI-1 foi colocado em órbi- ta juntamente com o CBERS-1 pelo lançador chinês Longa Marcha 4B. Foi ejetado 25 segundos após a liberação do CBERS-1, praticamente na mesma órbita que este, a 761 quilômetros de altitude. Os satélites científicos desta série (dois estavam previstos) deveriam ser operados a partir de uma estação de rastreio, controle e recepção de dados das cargas úteis especialmente adquirida pelo INPE para essa finalidade. Ins- talada em Natal (RN), a estação não era subordinada ao CRC, e nem era tecnologica- mente compatível com as estações de Cuiabá e Alcântara. Nominalmente, por decisão do gerenciamento do projeto, o CRC não seria envolvido nas atividades operacionais destes satélites. O SACI-1, lançado de uma base na China e injetado quase na mesma órbita que o CBERS-1, só passaria sobre a região de visibilidade da estação de Natal oito horas, aproximadamente, após sua injeção em órbita. O seu transmissor de bordo, ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 189 que foi lançado desligado, deveria ser ativado pelo computador de bordo logo após a separação satélite-último estágio do lançador. Quando, finalmente, o satélite passou pela primeira vez sobre Natal, a antena foi apontada segundo a direção prevista para o aparecimento do mesmo no horizonte, mas infelizmente o sinal do satélite não foi recebido em solo. Nem na primeira passagem do satélite sobre Natal, nem em nenhu- ma outra subsequente. Duas causas foram consideradas como mais prováveis para o problema. A primeira é que o transmissor não tenha sido ativado devido à ocorrência de alguma falha com o computador de bordo que, por algum motivo, não comandou a ativação. A outra supõe a ocorrência de algum problema com a própria chave de energização do transmissor que, por algum motivo, não atuou. Apesar disso, o satéli- te foi rastreado passivamente pelos radares do NORAD (North American Aerospace Defense Command), uma organização binacional americana e canadense que rastreia, executa determinações periódicas de órbita e cataloga praticamente todos os objetos lançados em órbita da Terra. O NORAD manteve estimativas orbitais atualizadas do SACI-1 em sua página da Internet, as quais confirmavam que o satélite havia sido inserido em uma órbita bastante próxima à nominal. Os resultados das sucessivas de- terminações de órbita disponibilizados pelo NORAD foram, a seguir, utilizados para gerar novas previsões de passagens do satélite sobre a estação de Natal, com o obje- tivo de continuar as tentativas de ativação, por telecomandos, do seu transmissor de bordo. Após várias tentativas fracassadas, o CRC foi solicitado a prestar apoio através de suas estações de Cuiabá e de Alcântara. Isso requereu a execução de alguns traba- lhos de adaptação dos equipamentos dessas estações para compatibilizá-los com o sistema de TM/TC do satélite, já que ele havia sido desenvolvido para atuar somente com a nova estação de Natal, projetada especificamente para o projeto SACI que, por sua vez, não era compatível com as estações do CRC (como citado anteriormente). As tentativas do CRC, infelizmente, também não obtiveram sucesso na aquisição do sinal do satélite. O CRC chegou a transmitir com uma potência de 700W (quando a nominal é de apenas 45W) com auxílio de seu “Amplificador de Alta Potência” – HPA, cujo componente principal era uma dispendiosa válvula Klystron. A título de informação, o HPA foi substituído algum tempo depois por um amplificador tecnologicamente mais avançado, de estado sólido, conhecido simplesmente por PA, que atualmente é o tipo de equipamento utilizado pela maior parte das estações de rastreio modernas. Após três meses de infrutíferas tentativas, o satélite SACI1 foi oficialmente considerado como perdido. Aos satélites acima deve ser acrescentado um outro satélite de coleta de da- dos ambientais SCD2-A, cujo lançamento seria em novembro de 1997 através do RastReio e contRole de satélites do inpe 190 um lançador nacional VLS e que não chegou a ocorrer. Este satélite foi destruído antes do lançamento, devido ao grave acidente ocorrido com o VLS ainda em fase de preparação na torre de lançamento, no Centro de Lançamento de Alcântara, conforme já mencionado em capítulo anterior. 4. O Centro de Rastreio e Controle de Satélites do INPE Na estrutura organizacional formal do INPE, a execução de todas as ativi- dades relacionadas com a operação de satélites artificiais é responsabilidade do “Centro de Rastreio e Controle de Satélites” (CRC), que dispõe de um conjunto de sistemas de solo e de recursos humanos altamente qualificados para o cumprimen- to de sua missão final, que é garantir a utilização segura dos satélites propriamente ditos. Foi criado em 1988 tendo em vista a preparação para o lançamento do SCD1, primeiro satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (MECB). Sua concepção iniciou-se com o advento da MECB, e envolveu a consultoria de especialistas de importantes instituições espaciais estrangeiras, com destaque à Agência Espacial Européia (ESA – European Space Agency), cuja contribuição foi extremamente im- portante não apenas em termos do projeto e desenvolvimento de sistemas físicos, mas também da formação de recursos humanos qualificados. A participação de consultores estrangeiros era extremamente necessária, pois, até aquela época, não houve praticamente nenhuma experiência anterior no Brasil que pudesse ter gera- do alguma competência técnica significativa no país na área espacial. Atualmente, o CRC é composto por duas estações de rastreio, onde estão lo- calizadas as antenas e demais equipamentos responsáveis pela comunicação com os satélites controlados e um Centro de Controle de Satélites (CCS) que além de ser a sede administrativa, é responsável pelo planejamento e execução de todas as atividades ligadas ao controle de veículos espaciais. O CCS localiza-se na cidade de São José dos Campos, SP. Quanto às estações de rastreio, lembrando, uma delas está localizada na cidade de Cuiabá, estado de Mato Grosso, e a outra na cidade de Alcântara, no estado de Maranhão. As unidades do CRC são interligadas por uma rede dedicada de comunicação de dados. A figura 8 apresenta uma ilustração da composição do CRC e suas funções, com o objetivo de auxiliar o entendimento do texto que se segue, no qual essa importante unidade operacional do INPE é descrita com algum detalhe. ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 191 As estações terrenas têm a função de estabelecer a comunicação entre o sis- tema de controle de solo e os satélites controlados durante os períodos em que estes sobrevoam a região de visibilidade de suas antenas de rastreio. Durante pe- ríodos de visibilidade de um dado satélite o sinal transmitido por ele é captado pela antena da estação, sendo estabelecido um enlace descendente de telecomuni- cação. Esse sinal contém, devidamente codificadas, as informações de telemetriaque revelam, por exemplo, o estado atual de funcionamento do satélite, tempera- turas em pontos relevantes, medidas dos sensores de atitude, etc. Uma vez estabe- lecido o enlace descendente, a estação estabelece também um enlace ascendente, que é utilizado para envio de telecomandos e execução de medidas de rastreio (distância e velocidade). O sinal do satélite recebido pelas estações de rastreio é transmitido, em tempo real, ao CCS, através da rede dedicada de comunicação de dados. No CCS, as mensagens de telemetria contidas no sinal do satélite são decodificadas, exibidas em tempo real aos controladores de satélites e, ao mesmo tempo, armazenadas em arquivos históricos da missão. No sentido contrário, os telecomandos gerados e enviados, através da rede de comunicação de dados, pelo Figura 8 - Composição e operação do CRC RastReio e contRole de satélites do inpe 192 CCS são recebidos em tempo real pela estação que, por sua vez, os transmite ao sa- télite. Medidas de rastreio (distância entre a estação e o satélite e desvio Doppler), necessárias ao processo de determinação de órbita do satélite também são geradas durante os sucessivos períodos de contato. O processo de determinação de órbita tem a função de manter atualizado um nível adequado de conhecimento em solo sobre a localização de cada satélite con- trolado. Através de programas computacionais de dinâmica de vôo são gerados no CCS, periodicamente, - a partir dos resultados do processo de determinação de órbita - arquivos de órbita predita e de previsão das próximas passagens dos satélites sobre as estações, incluindo estimativas dos ângulos de apontamento das antenas das estações de rastreio para direcioná-las ao satélite, de modo a capturar de seu sinal. Isso permite que as antenas sejam adequadamente posicionadas para a aquisição do sinal logo no início de cada passagem de satélite, garantindo o pron- to estabelecimento da comunicação solo-bordo. Por ser a unidade do INPE responsável pelas operações de controle de seus satélites, o CRC tem, nas atividades operacionais, a sua função básica e o seu obje- tivo final. A realização destas atividades envolve não somente a fase de operação de rotina dos satélites, propriamente dita, mas também as fases de preparação para o controle e suporte a lançamentos. Estas últimas envolvem, principalmente, a adequação da infra-estrutura de solo, a preparação de planos e procedimentos operacionais, o treinamento de pessoal e a realização de ensaios simulados das atividades de suporte ao lançamento e órbitas iniciais. 4.1. O Centro de Controle de Satélites Todas as ações de controle são planejadas, coordenadas e executadas a partir do CCS. Pouco antes do início de cada período de visibilidade de um satélite à estação de rastreio primária (Cuiabá), o CCS conecta-se à estação por meio da rede de comunicação de dados, ficando habilitado a receber, em tempo real, os dados de telemetria contidos no sinal do satélite, bem como a enviar telecomandos ao veículo e comandar a execução de medidas de rastreio. O CCS assume o controle do satélite, imbuído da responsabilidade de tarefas rotineiras tais como, monitorar e analisar a telemetria recebida, enviar telecomandos para configurar operacional- mente o satélite, executar sessões de medidas de rastreio, e por tarefas considera- das mais críticas, como execução de manobras de correção de órbita e manobras de correção da orientação do satélite no espaço (atitude). A figura 9 apresenta uma ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 193 vista da sala de controle principal do CCS, de onde as atividades de controle de satélites são executadas. À esquerda, através da janela de vidro, pode ser vista a sala de dinâmica orbital. É interessante relatar um fato marcante e curioso ocorrido em 1997, um ano antes da inauguração do CRC. Rolf Münch, chefe da Divisão de Dinâmica de Vôo do ESOC (ESA Space Operation Center), o centro de operações espaciais da ESA, esteve na sede do INPE. Ele integrava uma comitiva de especialistas com o objeti- vo de participar, como revisores, da Revisão Crítica de Projeto (CDR) do sistema de solo para controle dos satélites, na época em fase de desenvolvimento. Leva- do, pelo então gerente do Segmento Solo da MECB e atual chefe do CRC para conhecer o local onde seria construído o prédio do futuro Centro de Controle de Figura 9 - Vista parcial da sala de controle principal do CCS Figura 10. O chefe da equipe de dinâmica de vôo do ESOC protagoniza o início da construção do prédio do CCS em São José dos Campos RastReio e contRole de satélites do inpe 194 Satélites o visitante perguntou onde se encontrava a pedra fundamental do prédio. Informado sobre a não existência dela, ele teve uma reação interessante: tomou uma pá e um capacete de proteção junto a um funcionário que trabalhava no local e desferiu alguns golpes no solo simulando, em ato simbólico, o início das obras de construção do prédio do CCS. Este ato, hoje considerado como um importante e curioso marco do envolvimento do INPE com as atividades de operação de saté- lites artificiais, foi registrado em algumas fotos, uma delas apresentada na figura 10. A construção do prédio do CCS foi efetivamente iniciada poucos dias após esse fato, tendo sido concluída no ano seguinte (1998). A figura 11 apresenta uma vista da fachada do prédio do CCS 4.1.1. O Primeiro Sistema Computacional do CCS A arquitetura do sistema computacional do CCS consistia, no início, de dois processadores VAX 8350 da empresa norte-americana Digital Electronics Corpo- ration – DEC, em configuração tipo “cluster”. Era responsável pela execução tanto das tarefas de operação de satélites propriamente ditas, executadas por meio do software aplicativo de tempo real do CCS, descrito na seqüência, quanto para as tarefas de dinâmica orbital, que não envolvem a execução em tempo real, isto é, Figura 11. Fachada do prédio do CCS ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 195 não necessitam ser executados durante os intervalos de tempo em que ocorrem os sucessivos contatos do segmento de solo com os satélites operados. A configu- ração tipo “cluster” dos processadores é um tipo de configuração na qual ambos operam conjuntamente, dividindo as tarefas de processamento de maneira tal que, para o usuário do sistema, tudo se passa como se houvesse apenas um processador trabalhando. Dentre as tarefas executadas em tempo real destacam-se as seguin- tes: recepção, monitoração e armazenamento de telemetria, codificação, envio e armazenamento de telecomandos, execução de medidas de rastreio, monitoração do estado dos equipamentos, comunicação por mensagens de texto entre o CCS e as estações terrenas. Em adição aos dois processadores VAX 8350, o CCS dispunha também de um VAX 11/780 que era usado para desenvolvimento de software. 4.1.2. O Software Aplicativo do CCS Praticamente todo o software aplicativo para dar suporte às atividades ope- racionais do CCS foi desenvolvido integralmente no INPE. Neste contexto, dois grandes sistemas de software aplicativos são relevantes: • O software aplicativo de tempo real, denominado Sistema de Controle de Satélites, conhecido pela sigla SICS; • O software aplicativo de dinâmica orbital. O SICS é o maior dos sistemas de software do CCS. Tem suas principais funções executadas em tempo real, durante as sucessivas passagens de satélites sobre estações de rastreio. É, portanto, o software que realiza as tarefas relaciona- das à recepção e armazenamento dos dados dos satélites em arquivos históricos de missões, bem como as tarefas destinadas a gerar os telecomandos cujas atuações a bordo permitem o controle, a partir do solo, do estado operacional do satélite e de parâmetros dinâmicos ligados à sua órbita e atitude. O SICS armazena automaticamente nos arquivos históricos de missão de cada satélite controlado, passagem após passagem, desde sua injeção em órbita, todos os dados relacionados à missão, gerados por meiodas atividades opera- cionais durante cada passagem. Cada arquivo histórico cobre, em consequência, o período integral da missão. Neles são armazenados pelo software aplicativo de tempo real todos os dados de telemetria recebidos, todos os telecomandos envia- dos, e todas as medidas de distância executadas durante todas as passagens do satélite sobre estações terrenas. RastReio e contRole de satélites do inpe 196 O desenvolvimento do SICS foi realizado segundo padrões do projeto de software da ESA, adaptados para uso no INPE. Esses padrões foram rigorosamen- te seguidos durante todo o processo de desenvolvimento do sistema. Inicialmente, o sistema foi decomposto em módulos, segundo as regras de projeto estruturado, cada módulo sendo distribuído a uma determinada equipe de desenvolvimento. Os projetos dos módulos e da documentação envolvida evoluíram de acordo com um rígido cronograma de desenvolvimento gerenciado por uma equipe de su- pervisão geral. Revisões formais de projeto, previstas no cronograma de desen- volvimento de cada módulo, permitiam a detecção e correção precoce de erros e defeitos, verificação das interfaces, e incorporação de aperfeiçoamentos, tanto no projeto em si, quanto na documentação envolvida. Havia um rigoroso controle de versões para evitar a incorporação desordenada de alterações. Cada vez que uma alteração era oficialmente incorporada, as páginas atualizadas da documen- tação afetadas por ela eram imediatamente distribuídas aos gerentes de projeto de módulos, de modo que sempre trabalhassem com a versão mais atual de cada documento. Com isso, conseguiam um razoável controle do projeto de cada parte em particular, e uma adequada visão dos projetos dos outros módulos, facilitando o desenvolvimento de interfaces externas compatíveis. O gerenciamento do projeto global, por sua vez, era dotado de uma satisfató- ria visão geral do projeto, e de um conveniente nível de controle sobre o desenvol- vimento de cada módulo, o que permitia um adequado direcionamento do proces- so visando não apenas o cumprimento do cronograma instituído, mas também o necessário controle das interfaces entre os vários módulos. É um fator crítico para o sucesso de grandes projetos de desenvolvimento de software o fato que os mó- dulos componentes são, normalmente, desenvolvidos separadamente, por equi- pes diferentes. Isso se deve ao fato que, em uma fase final, esses módulos devem ser integrados para funcionar conjuntamente, de modo harmônico, formando um único sistema global. Para que a integração pudesse ser realizada adequadamente, sem a ocorrência de surpresas desagradáveis, era imprescindível que as interfaces entre os módulos fossem corretamente desenvolvidas e controladas, através de um adequado nível de comunicação documentada durante todo o projeto. Para o desenvolvimento desse grande sistema de software, dentro dos pra- zos impostos pelo estreito cronograma adotado para o projeto e face à sua magni- tude, constatou-se a necessidade de contratação de mão de obra qualificada adicio- nal para reforçar as equipes de funcionários do INPE, então insuficientes. Através de processo licitatório foi contratada uma empresa privada para o fornecimento ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 197 de mão de obra qualificada adicional. Essa contratação mostrou-se de extrema va- lia. Constituída de pessoal rigorosamente selecionado, com excelente competência técnica e elevado grau de profissionalismo, a equipe contratada incorporou-se ra- pidamente ao desenvolvimento de software do INPE, oferecendo uma importante parcela de contribuição ao sucesso do projeto. Alguns dos profissionais que parti- ciparam desse processo posteriormente prestaram concurso público, e, tendo sido aprovados, passaram a integrar formalmente o quadro de funcionários regulares do INPE. O SICS foi inicialmente desenvolvido em linguagem de programação FOR- TRAN. Uma idéia da magnitude do projeto do SICS é fornecida pelo número de linhas de código desse sistema de software: da ordem de cento e cinquenta mil. O outro grande e importante pacote de software aplicativo do CCS, o de dinâmica orbital também foi desenvolvido originalmente em FORTRAN, em um sistema DEC VAX 11/780. Uma de suas características é não operar em tempo real, mas sim a partir de arquivos históricos de missão, que contém medidas de rastreio e dados de telemetria gravados pelo SICS durante as sucessivas passagens de satélites sobre as estações terrenas. Esses arquivos históricos são específicos para cada missão, isto é, cada satélite possui seu próprio conjunto dedicado de arquivos históricos. A telemetria dos satélites SCD1 e SCD2 contém, entre outros, os dados de seus sensores de atitude (dois sensores solares digitais e um magne- tômetro de três eixos) e são periodicamente recuperados dos arquivos históricos e utilizados em um processo de determinação de atitude dos satélites, por meio do sistema de dinâmica orbital do CCS. As medidas de rastreio são utilizadas no processo de determinação de órbita, através do qual o conhecimento da órbita do satélite é periodicamente atualizado e mantido dentro de requisitos pré-estabeleci- dos de precisão. Os resultados deste processo servem de entrada (condição inicial) ao processo de propagação de órbita, que utiliza uma sofisticada modelagem da dinâmica do movimento orbital para gerar previsões da posição e velocidade do satélite em instantes futuros. As previsões são usadas no cálculo de dados de pas- sagens futuras dos satélites controlados sobre as estações de rastreio utilizadas no processo, incluindo estimativas dos valores dos ângulos segundo os quais a antena de rastreio da estação deve ser direcionada, para captar o sinal emitido pelo saté- lite. As previsões de dados de apontamento de antena, calculados neste processo são suficientemente precisas para garantir a pronta aquisição do sinal do satélite por uma estação terrena, mesmo em passagens que só ocorrerão após períodos de mais de mês, passados desde a geração das predições. RastReio e contRole de satélites do inpe 198 As funções básicas e o modo de operação do Sistema de Dinâmica Orbital do CCS são ilustrados na figura 12. Como brevemente mencionado no parágrafo an- terior, esse sistema opera em tempo não real, a partir de medidas dos sensores de atitude do satélite (no caso dos satélites de coleta de dados) e de medidas de dis- tância e medidas Doppler, ambas recuperadas dos arquivos históricos da missão. Existem dois processos básicos executados pelo sistema de dinâmica orbital: a determinação de órbita e a determinação de atitude. Para o SCD1 e SCD2 ambos são executados uma vez por semana no CCS. Para o CBERS-2, porém, somente o processo de determinação de órbita é executado em solo, com a frequência de uma vez a cada três dias. O processo de determinação de atitude não é realizado em solo para satélites CBERS, devido ao fato que eles são equipados por um sistema autônomo de controle de atitude, que o executa automaticamente a bordo, como parte das funções do sistema de controle autônomo. Os resultados do processo determinação de atitude a bordo são enviados ao solo como parte da telemetria. Figura 12. Sistema de dinâmica orbital do CCS ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 199 O processo de determinação de órbita é efetuado em duas etapas básicas: • Pré-processamento dos dados de rastreio; • Estimação de órbita. A função do pré-processamento é preparar os dados para alimentar o pro- cesso de estimação de órbita, através da aplicação, a estes, de procedimentos de validação, compressão, calibração e conversão para unidades de engenharia. Quanto à estimação de órbita esta, por sua vez, consiste basicamente da apli- cação de um procedimento de estimação de estado de mínimos quadrados aos dados preprocessados, de modo a obter a melhor órbita que a eles se ajusta. O modelo de forças utilizado nesse processo considera os efeitos do geopotencial, ajustável à ordem e graus desejados;arrasto atmosférico; pressão de radiação e atração luni-solar; precessão; nutação; movimento polar; refração atmosférica (tro- posférica e ionosférica) e atrasos de propagação. O software de determinação de órbita foi exaustivamente testado, antes de sua efetiva utilização ao controle dos satélites do INPE. Os resultados foram com- parados com os obtidos por softwares equivalentes utilizados por outras impor- tantes instituições espaciais internacionais. A análise dos resultados mostrou um excelente desempenho, situando o software desenvolvido no INPE no mesmo ní- vel de qualidade de seus similares estrangeiros. O processo de determinação de atitude dos satélites SCD1 e SCD2 compre- ende as seguintes etapas: • Pré-processamento dos dados dos sensores de atitude; • Determinação preliminar de atitude; • Determinação fina de atitude. O pré-processamento é aplicado isoladamente a cada conjunto de dados dos sensores de atitude coletado em cada passagem do satélite ocorrida na semana anterior à aplicação do procedimento. Nesta etapa os dados coletados em cada passagem são reduzidos a: • algumas estimativas do ângulo entre o eixo de rotação e a direção do cam- po magnético da Terra; • uma estimativa do ângulo de aspecto solar; • uma estimativa da velocidade de rotação do satélite. Em seguida é aplicada a segunda etapa do processo: a determinação preli- minar de atitude, cujas entradas consistem dos resultados do pré-processamento. Nesse segmento é gerada uma estimativa do vetor velocidade angular do satélite para cada passagem dele sobre estações terrenas ocorridas no período coberto pe- RastReio e contRole de satélites do inpe 200 los dados utilizados, no caso uma semana. Finalmente, aos resultados da determinação preliminar é aplicada a determi- nação fina de atitude, terceira e conclusiva etapa do processo. Aqui são geradas: • uma estimativa refinada do vetor velocidade angular; • uma estimativa do momento magnético residual do satélite (principal cau- sa da precessão do eixo de rotação); • uma estimativa do parâmetro de Foucault (principal causa do decaimento da velocidade de rotação do satélite), a qual é substituída nas equações dinâmicas utilizadas no processo de propagação de atitude para a incre- mentar sua precisão. Tanto a propagação de órbita quanto a de atitude mantém arquivos de da- dos que abrangem todo o período passado da missão e ainda, um período futu- ro de três meses. Estes dados são utilizados para a geração, a cada três semanas, de arquivos contendo dados de previsão das próximas passagens do satélite cor- respondente sobre cada uma das estações terrenas envolvidas no rastreio. Esses arquivos de previsão de passagens são periodicamente enviados às estações de rastreio, onde são usados para o apontamento das antenas na direção do satélite, de modo que o enlace de comunicação entre o sistema de solo e o satélite possa ser estabelecido prontamente, em cada passagem prevista. Outra função dos arquivos de previsão de passagem é servir de entrada para um software que gera, automaticamente, o plano de operação em vôo a ser se- guido em cada uma das passagens futuras preditas. O plano de operação em vôo lista cronologicamente, para um determinado período, todas as ações de controle a serem executadas com o satélite em cada passagem futura contida no arquivo de previsão de passagem usado como entrada em seu processo de geração, como por exemplo: telecomandos a serem enviados, telemetrias a serem monitoradas e medidas de rastreio a serem executadas. O desenvolvimento do software de gera- ção automática de planos de operação em vôo constituiu um importante passo em direção à automatização das atividades operacionais do CCS. Deve ser ressaltado, porém, que os programas desenvolvidos para essa finalidade, e que se encontram atualmente em uso no CCS, foram desenvolvidos para atender à operação de um satélite específico. Para cada novo satélite que entre em operação deve ser desen- volvido um novo programa gerador de plano de vôo, específico para ele. Alguns trabalhos de pesquisas estão, entretanto, sendo elaborados no INPE, com a partici- pação do CRC e envolvem a aplicação de metodologias de inteligência artificial no desenvolvimento de software para geração automática de planos de operação em ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 201 vôo de satélites artificiais. Os primeiro resultados se mostraram bastante promis- sores, tendo sido desenvolvido um software experimental, de caráter geral que, te- oricamente, pode ser aplicado a qualquer satélite, através da definição de arquivos de entrada específicos. 4.2. As Estações de Rastreio de Satélites do CRC As estações de rastreio são as unidades do CRC responsáveis pelo estabeleci- mento e manutenção da ligação de telecomunicações entre o solo e o satélite. É nas estações de rastreio que se localizam a antena de rastreio e os equipamentos ne- cessários para a recepção do sinal transmitido pelo satélite (contendo os dados de telemetria que permitem a monitoração, em solo, de seu estado de funcionamento) e, no sentido oposto, para o estabelecimento de uma ligação ascendente com o sa- télite, necessária ao envio de telecomandos e execução de sessões de medidas de rastreio. Conforme já mencionado antes, o CRC possui duas estações de rastreio: a estação de Cuiabá, situada no estado de Mato Grosso, e a de Alcântara, no estado Figura 13. Estação de rastreio de Cuiabá RastReio e contRole de satélites do inpe 202 do Maranhão. Essas duas estações são conectadas ao CCS por meio de uma rede dedicada de comunicação de dados. A escolha de Cuiabá para a localização geográfica de uma das estações de rastreio foi feita devido ao fato de que ali se situa o centro geodésico da América do Sul. Esta posição geográfica privilegiada possibilita a cobertura, por suas antenas, de praticamente todo o território brasileiro e grande parte do território da América do Sul. Uma foto da estação de rastreio de Cuiabá é apresentada na figura 13. Quanto à escolha de Alcântara, para a localização da outra estação, ela deveu- se ao fato que o Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) aí se localiza. A estação de Alcântara foi desenvolvida dentro dos próprios limites da área do CLA. Sua loca- lização permite o rastreio de satélites lançados desse centro desde o instante de sua injeção em órbita. A figura 14 apresenta uma vista da estação de Alcântara. Cada estação de rastreio era, no início, equipada com um computador micro- VAX II da DEC. Alguns dos outros equipamentos e software foram projetados e construídos no próprio INPE como, por exemplo, o sistema de medidas de distân- cia, o decodificador de telemetria, o conversor de protocolo para implementação Figura 14. Estação de rastreio de Alcântara ValciR oRlando e Hélio Koiti Kuga 203 do formato X-25, que encapsula o protocolo de comunicação de dados SDID da ESA, o software de controle da antena de rastreio. Outros foram comprados de fornecedores externos como o codificador de telecomandos, fabricado pela empre- sa alemã Dornier e o sistema de antena de rastreio, manufaturado pela empresa norte-americana Scientific Atlanta. O sistema de antena de ambas as estações foi adquirido em 1986, mas so- mente um ano após a aquisição, o Departamento de Estado Norte-Americano con- cordou, depois de um exaustivo processo de negociação, em conceder à empresa fabricante (Scientific Atlanta) a necessária licença de exportação. O pessoal técnico que compôs as equipes de operação tanto da estação de Cuiabá quanto da de Alcântara foi contratado antecipadamente, para que hou- vesse tempo de serem submetidos a um período de treinamento, antes do início efetivo de suas atividades operacionais e, para isso, permaneceram no CCS, em São José dos Campos, até a inauguração das estações. As estações de rastreio do INPE iniciaram a operação em final de 1991, quan- do foram submetidas a um processo de validação e calibração. Esse processo con- tou com