Brasil finaliza projeto para pesquisa em baixa gravidade

Cápsula espacial vai permitir testes de produtos em várias áreas

Virgínia Silveira, para o Valor, de São José dos Campos

Os cientistas, técnicos e empresários brasileiros poderão, em breve, utilizar uma plataforma de fácil acesso e baixo custo para a realização de experimentos científicos e desenvolvimento de tecnologias e produtos que demandem um ambiente de microgravidade, onde a influência gravitacional é próxima de zero. O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), centro de pesquisa do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), já iniciou a fase de testes do Satélite de Reentrada Atmosférica (Sara), uma cápsula espacial projetada para operar em órbita baixa, a 300 km de altitude, por um período de 10 dias.

A influência mínima da ação gravitacional favorece a observação e a exploração de fenômenos e processos físicos, químicos e biológicos que seriam mascarados sob a influência da gravidade terrestre.

 

Tais conhecimentos podem ser úteis no desenvolvimento de novos produtos em áreas como biologia, biotecnologia, medicina, materiais e fármacos. O Sara, segundo o gerente do projeto, Luís Loures, surge como uma alternativa barata e eficiente em relação aos meios já disponíveis, como as torres de quedalivre, voo parabólico, foguetes de sondagem, ônibus espacial e estações espaciais, como a MIR e a ISS.

A primeira versão do Sara, com lançamento previsto para o fim do ano, está sendo configurada para executar uma missão suborbital, ou seja, sem inserção em órbita e com um sistema de recuperação da carga útil ou dos experimentos. "Nesse primeiro projeto os maiores desafios tecnológicos estão relacionados ao desenvolvimento da eletrônica de bordo, sistema de recuperação da carga útil e o módulo de experimentação", explica o pesquisador.

Para garantir a eficiência da missão suborbital, serão realizados dois voos de qualificação, uma oportunidade para corrigir eventuais problemas detectados no primeiro veículo e também para fazer a incorporação de novos experimentos.

A segunda versão do SARA, que será lançada ao espaço, terá capacidade para transportar até 55 quilos de experimentos, que poderão desfrutar de um tempo total de microgravidade de 10 dias, o mesmo período oferecido para a realização de pesquisas e testes em missões com os ônibus espaciais.

A desvantagem do ônibus espacial para o Brasil é o custo alto para a realização de pesquisas e a baixa qualidade do ambiente de microgravidade, que fica alterado pelo movimento das pessoas no espaço. Outro problema é que esse tipo de plataforma de acesso ao espaço, da mesma forma que a Estação Espacial Internacional (ISS), possui órbitas entre 200 quilômetros e 450 quilômetros de altitude.

A essas distâncias, a aceleração da gravidade é apenas 10% menor que a da superfície da Terra, o que mostra que o espaço não é uma região totalmente livre de gravidade.

A realização de pesquisas em ambientes de microgravidade começou nos primeiros anos dos programas espaciais, nas décadas de 60 e 70, com experimentos à bordo da Apolo, Skylab e Apolo-Soyus. Atualmente, os foguetes de sondagem, como o VSB-30 (produzido pelo IAE e utilizado principalmente pelos europeus) e a ISS são os meios mais utilizados pelos cientistas para as pesquisas em ambiente de microgravidade.

O programa de desenvolvimento do Sara, informa Loures, consumiu até o momento cerca de R$ 3 milhões, que foram repassados pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e pela Agência Espacial Brasileira (AEB). A construção do modelo de qualificação do Sara tem custo estimado de R$ 2,4 milhões e a do modelo de voo está avaliada em R$ 2,6 milhões.

Várias companhias brasileiras participam do projeto do satélite. A Cenic Engenharia, de São José dos Campos, é a responsável pelo processo de industrialização da plataforma. A Mectron Engenharia desenvolve a eletrônica da plataforma e a Orbital Engenharia se responsabiliza pelo sistema de recuperação da carga útil. A EQE está fazendo o sistema eletrônico do módulo onde serão acoplados os experimentos científicos.

O cronograma do Sara suborbital, diz Loures, prevê para o fim de 2010 o lançamento do primeiro satélite pelo foguete de sondagem VS-40, produzido também pelo IAE. O veículo será lançado a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) e terá oito minutos de voo suborbital. A aterrissagem está prevista para acontecer na água, a 100 quilômetros da cidade de Parnaíba (PI), de onde será feita a operação de resgate da carga útil.

O sistema de recuperação dos experimentos é composto de um conjunto de três para-quedas: uma aba piloto, para a extração dos demais para-quedas; um para-quedas de arrasto, para a redução da velocidade; e um conjunto de para-quedas principais, para levar a plataforma até a velocidade de descida especificada para o impacto com a água.

O satélite Sara, segundo o pesquisador do IAE, Paulo Moraes Junior, que gerenciou o projeto até 2005, é inovador pelo fato de ser o único hoje no mundo que se destina a experimentação científica e tecnológica de baixo custo e também para um tempo médio de exposição ao ambiente de microgravidade. "Trata-se de um satélite pequeno. O russo Express pesa cerca de uma tonelada, o que exige que seja lançado por um foguete de maior porte", explica. O mesmo acontece com os satélites americanos e chineses, que pesam entre 800 e 1,2 mil quilos. Os europeus, segundo Moraes, estão desenvolvendo o satélite Expert.

Com o Sara, segundo Moraes, o Brasil poderá fazer pesquisa estratégica a um custo médio de US$ 1.000 por quilo, por hora de experimento. No caso de aeronave em voo parabólico, o tempo de gravidade chega a 20 segundos e o custo é de US$ 50 mil. As torres de queda livre conseguem produzir de 4 a 8 segundos de microgravidade a um custo de aproximadamente US$ 5 mil.

ITA prepara teste de resistência de módulos ao calor

O projeto Sara também envolve o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), que está desenvolvendo uma câmara de plasma, produzido por uma descarga elétrica, para testar os materiais de proteção térmica da estrutura do satélite. A câmara vai produzir jatos de plasma em alta temperatura, simulando as condições severas do ambiente da reentrada atmosférica, onde o Sara será submetido a temperaturas superiores a 2,6 mil graus centígrados.

Os dois primeiros veículos do Sara deverão usar materiais ablativos, que se decompõem sob a ação das altas temperaturas. Na versão orbital, o Sara utilizará matrizes cerâmicas, que não sofrem desgaste sob a ação das altas temperaturas, podendo ser reaproveitadas.

O Sara, diz o gerente do projeto, Luís Loures, tem como objetivo principal viabilizar o transporte de experimentos científicos e tecnológicos em ambiente de microgravidade, mas também terá poderá testar projetos com um nível de exigência semelhante aos que são levados para a ISS. "O Sara poderá ser usado como plataforma para experimentos que visam o desenvolvimento de novos materiais, que resistem a altas temperaturas (superiores a mil graus centígrado), utilizados na construção de futuros aviões supersônicos."

O primeiro Sara orbital, informa Loures, atingirá uma velocidade média de Mach 9, ou nove vezes a velocidade do som. Na trajetória de reentrada atmosférica, essa velocidade sobe para Mach 25, ou 25 vezes a velocidade do som. O programa alemão Shefex (Sharp Edge Experiment), que visa o desenvolvimento futuro de tecnologias para a criação de aeronaves e veículos hipersônicos, levará em seu segundo voo, previsto para 2010, uma placa de carbeto de silício que será usada no Sara.

"O Shefex 2 também será lançado pelo foguete brasileiro VS-40, este ano. O primeiro foi lançado pelo foguete de sondagem VSB-30 há cerca de três anos", segundo Loures.