Diferenças entre edições de "Voo espacial tripulado"

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[[Ficheiro:Astronaut Edward White first American spacewalk Gemini 4.jpg|thumb|300px|Edward White em um passeio espacial no Gemini 4.]]
Um '''voo espacial tripulado''' é uma [[exploração espacial]] com um [[astronauta]] e possivelmente passageiros, em contraste com sondas espaciais [[Robô|robóticas]] ou missões espaciais não tripuladas controladas remotamente.
 
== O Ambiente e as Missões Espaciais ==
 
No passado, homens de imaginação sonharam com a exploração dos céus. Galileu descobriu o telescópio em 1609, e desde então o homem tem podido aprender muita coisa sobre as estrelas e os planetas pela observação e pala dedução baseada na obervação da natureza dos fenômenos físicos na Terra. Sabemos que a Terra e mais oito planetas giram em torno do Sol. Nosso Sol e seus planetas formam o que se chama de ''sistema solar''. O Sol é apenas uma de cerca de 100 bilhões de estrelas que pertencem a um sistema de astros chamado ''galáxia''. Estima-se atualmente que a nossa Galáxia, ou Via Láctea, tenha cerca de 200 bilhões de estrelas. Nossa Galáxia nada mais é do que uma entre muitas outras que se espalham pelo espaço até onde o homem pode ver com seus mais poderosos telescópios. Nesta vastidão, a Terra nada mais é do que um pedacinho de matéria. No entanto, o homem continua a lutar para saber mais sobre o universo e como foi ele criado. O lançamento de instrumentos ao espaço, dentro de pequenas espaçonaves, tem intensificado grandemente o nosso conhecimento do sistema solar. A exploração da Lua e de alguns planetas mais próximos promete constituir a maior aventura da história.
 
Contudo, a ciência e a tecnologia atuais não poderão produzir uma espaçonave capaz de levar o homem a distâncias maiores do que a dos planetas mais próximos. Além disso, ainda não é possível sequer imaginar os princípios que orientarão o projeto e a construção de uma espaçonave interestelar. Contudo, se considerarmos as modificações ocorridas na tecnologia dos transportes, neste século, não é impossível que o voo às estrelas mais próximas seja viável dentro de algumas décadas. Certamente, quando voaram os primeiros aeroplanos, muita gente poderia ter dito que, segundo os princípios empregados naquelas máquias primitivas, não seria possível o voo espacial.
 
No entanto, estamos voando no espaço, desenvolvendo princípios de voo que de algum modo nada tem que ver com os que são usados nos aviões.
 
===Aprendendo a Voar no Espaço===
 
Os voos da cápsula americana Mercury e da russa Vostok foram realizados com o objetivo de explorar o conceito de voo no espaço. Desde que esses voos constituíram esforços iniciais, seu objetivo ficou limitado à experiência básica do lançamento da espaçonave e da tripulação numa ''órbita'', onde devia permanecer durante algum tempo, para depois retornar à Terra em segurança. Esses voos foram realizados a baixa altitude, com a espaçonave orbitando a uma altura apenas o suficiente para evitar que se fizesse sentir muito a resistência das camadas superiores da atmosfera. Mantendo mínima a altitude orbital, a quantidade de energia exigida para o lançamento foi também mínima, e o voo tornou-se mais seguro, desde que a dificuldade de realização da manobra de retorno também foi reduzida ao mínimo. A principal significação dessas provas foi a demonstração da praticabilidade do voo espacial tripulado. Forneceram, também, valiosas lições para a construção e operação da espaçonave, proporcionando uma sólida base para o planejamento dos futuros projetos.
 
O Projeto Mércury, orientado pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), foi realizado com todo o sucesso. O projeto subsequente, destinado a dar continuidade ao programa homem-no-espaço da NASA, chamou-se ''Gemini''.
 
O Projeto Gemini ampliara nossos conhecimentos e nossa experiência nos voos orbitais. Comparada com a cápsula Mercury, a Gemini é muito mais complicada e capaz de se manter no espaço por um tempo maior. Pode realizar manobras no espaço, e durante o retorno à atmosfera. Com ela, investigaremos as técnicas de encontro de uma espaçonave com outra, e de pouso no solo, depois de terminada a missão espacial. Levando uma tripulação de dois homens, um deles pode deixar a cápsula e flutuar livremente no espaço, protegido por seu escafandro espacial, enquanto o outro continua dirigindo a espaçonave. Pode retornar à cápsula, fazendo tração sobre um cabo que o prende a ela, ou talvez, com o auxílio de um pequeno dispositivo a jato, próprio para as excursões fora da espaçonave. Embora o principal objetivo dessas provas seja investigar em detalhes alguns dos princípios do voo espacial, servirão também como meio de coletar certas observações científicas no espaço.
 
===O Laboratório Orbital Tripulado===
[[File:Wet Workshop.svg|left|thumb|Projeto de uma grande estação espacial orbital.]]
 
Em seguida aos voos da cápsula Gemini, pode ser instalado o laboratório orbital tripulado. Será a primeira vez que o objeto básico de um voo orbital não se prenderá a um aumento de conhecimentos sobre a espaçonave ou o voo espacial. A estação espacial será um laboratório experimental no espaço, onde técnicos e cientistas realizarão várias observações e experiencias durante longos períodos de tempo, com espaço e equipamento suficiente para facilitar uma grande variedade de projetos. Esse laboratório pesará várias centenas de toneladas e será equipado de modo a abrigar vinte ou trinta pessoas durante um ano ou mais. Será servido por transportes espaciais, que estabelecerão ligação entre ele e a Terra, carregando homens, suprimentos e equipamentos. A estação será projetada para girar lentamente, de maneira que a força centrífuga criada gerará um campo gravitacional artificial. Acredita-se que esse campo de gravidade artificial será mais conveniente para a tripulação do que a imponderabilidade, e pode mesmo ser necessário, do ponto de vista fisiológico, para quem vai permanecer longos períodos de tempo no espaço. No entanto, na região próxima ao centro da estação, que não gira, a gravidade será zero, e esta área ficará reservada para a realização de experiências que estejam associadas a esta condição. Desde que o único meio de criar uma condição de zero gravidade por longos períodos de tempo é o voo no espaço, essa área do laboratório orbital oferecerá uma excepcional possibilidade para a realização de experiências no terreno das ciências físicas e biológicas, bem como será um valioso auxílio para a técnica e desenvolvimento das provas para os componentes das futuras espaçonaves.
 
Há outros aspectos que tornam a estação espacial muito proveitosa. Dali se poderão observar o Sol, os planetas e as estrelas sem a interferência da atmosfera terrestre. Fornecerá meios para medir, como grande precisão, o ambiente espacial próximo da Terra. Servirá de plataforma de onde observa-se a Terra do exterior. Proporcionará um ambiente de vácuo e de baixa temperatura livre das muitas limitações associadas às câmaras de vácuo construídas na Terra.
 
===Exploração Lunar===
Quando se pensa no voo espacial, o aspecto mais apaixonante é que, um dia, ele facultará ao homem a possibilidade de viajar para outros mundos. O Projeto Apolo, que se seguira ao Gemini, teve como missão transportar o homem, numa viagem de ida e volta à Lua. Foi, portanto, a primeira aplicação do voo espacial como transporte. É certo que se trata de um empreendimento modesto, no qual apenas dois homens pousaram na Lua com o equipamento suficiente para lhes permitir passar ali algumas horas. Contudo, quando se considera que a Lua está a cerca de 400.000 km de distância, e que sua direção é ''para cima'', podemos imaginar a dificuldade de uma tal tarefa. A altitude orbital da Lua é mil vezes maior do que a normalmente utilizada pelos veículos orbitais tripulados. O campo gravitacional lunar deve ser vencido por um grande dispêndio de combustível, não apenas durante as manobras de lançamento e partida, mas também durante a aproximação e manobras de pouso. Ao contrário da Terra, a Lua não possui atmosfera. Portanto o empuxo do foguete deve ser usado para diminuir a velocidade e vencer a atração da gravidade lunar à proporção que nos aproximamos daquele astro. Para realizar essas várias manobras, o Apolo deve carregar para a Lua mais de 30 toneladas de combustível propulsor.
 
A Lua tem sido a companheira da Terra desde a época de sua criação. No entanto, a superfície lunar foi submetida a um ambiente diverso. Tal como na Terra, ali também existiram vulcões. Contudo, há muito que cessou o período de atividade vulcânica na Lua, e é possível que o seu interior esteja adormecido há muito tempo. Essa conjectura é apoiada no fato de ser a Lua muito menor do que a Terra. O mais importante no que se refere à superfície da Lua, é que ela foi regulada pelo ambiente espacial, ao mesmo tempo que a da Terra sofria muitas alterações que mascararam as pistas que conduziam às suas origens. Assim, na Lua, poderemos esperar obter fatos sobre duas coisas. Em primeiro lugar, poderemos conhecer melhor a criação do sistema solar, de vez que alguns aspectos desse processo estarão muito melhor conservados na superfície da Lua. Em segundo lugar, encontraremos gravada na superfície lunar a história do ambiente espacial, que será de grande valor para apuração da história do sistema solar.
 
Embora cada voo Apolo proporcionou somente uma curta estrada de dois homens na superfície da Lua, a possibilidade de aumentar a exploração imediatamente após a realização do primeiro pouso, foi feita por três astronautas com sucesso. Enquanto há grupos estudando a aplicação de bases científicas semipermanentes na superfície da Lua, só se pode fazer uma avaliação prática da utilidade e dificuldade desses projetos depois que se obtiverem maiores informações sobre o nosso satélite natural. Embora as espaçonaves não tripuladas possam colher e fornecer uma parte dessas informações, parece aconselhável aguardar as avaliações detalhadas que foram trazidas pelas equipes do Projeto Apolo.
 
A Lua tem sido considerada por alguns como uma útil base militar. Ao mesmo tempo que seria difícil dizer que a Lua não teria nenhuma utilidade como base militar, é evidente a sua inferioridade, quando comparada com outras instalações que poderiam servir ao mesmo objetivo. A manutenção de uma base militar na superfície lunar custaria 50 vezes mais do que a de outra, do mesmo tamanho, colocada numa órbita em torno da Terra. No entanto, a base orbital seria muito mais eficiente sob certos aspectos, e nada perderia na comparação. Além do mais, até mesmo o valor militar de uma base orbital, num futuro próximo, é duvidoso.
 
O voo espacial para a Lua abrirá as considerações sobre a possibilidade da viagem aos planetas mais próximos. Tanto Marte como Vênus estão bastante perto de nós para serem considerados como possíveis alvos de explorações num futuro próximo. Contudo, como o ambiente de Marte é muito menos hostil que o de Vênus, provavelmente será ele o mundo que o homem pisará, depois que foi a Lua. No entanto, Vênus é um planeta muito interessante, e é muito provável que , quando forem possíveis as viagens interplanetárias, seja útil observá-lo de perto.
 
===A Radiação do Espaço===
 
Excetuando breves períodos durante o lançamento e o retorno à atmosfera, a espaçonave opera no ambiente espacial. Portanto, vale a pena dedicar um pouco de atenção a esse ambiente, antes de considerarmos detalhadamente a própria espaçonave.
 
Embora se imagine comumente o espaço como vácuo, ele é cheio de considerável quantidade de matéria. A atmosfera da Terra estende-se até várias centenas de quilômetros de altura, embora 99.9 % de sua massa se situem a um nível abaixo de 48 km. Contudo, a atmosfera é suficientemente densa para opor bastante resistência à espaçonave nas órbitas baixas, obrigando-a a descer vagarosamente em espiral para a Terra.
 
Imediatamente além da atmosfera terrestre, o espaço está cheio de partículas eletricamente carregadas que se originam no Sol e ficam presas ao campo magnético da Terra. Essas partículas formam as cintas de radiação de Van Allen, e nas cintas ou faixas, de Van Allen, elas são elétrons e prótons que se movem a alta velocidade. Como o campo magnético exerce uma força lateral numa carga elétrica em movimento, a trajetória das partículas é continuamente desviada. Não exercendo o mesmo campo magnético força alguma na direção do movimento, a velocidade das partículas não é diretamente afetada pelo magnetismo terrestre. Portanto elas continuam a viajar, a grande velocidade, em trajetórias quase circulares. Contudo, como é muito provável que cada partícula tenha alguma velocidade, para o norte ou para o sul, ao longo de uma linha de força no campo magnético, ela será uma tendência para se deslocar ao longo dessa linha de força no campo magnético, ela terá uma tendência para se deslocar ao longo dessa linha de força numa trajetória helicoidal, em vez de descrever seguidamente o mesmo caminho circular. A trajetória helicoidal levará a partícula para o pólo norte magnético — ou para o pólo sul — da Terra. Desde que as linhas de força do campo magnético terrestre convergem nos pólos, elas aí se aglomeram. Daí resulta que a direção norte-sul do movimento das partículas carregadas é invertida nesta região. Assim, as partículas são aprisionadas, à proporção que se deslocam, a grande velocidade, helicoidalmente para o norte e para o sul, entre os "pontos de reflexão".
 
Os prótons na faixa de radiação possuem energia suficiente para prejudicar a tripulação de uma espaçonave. É importante que se evite voar dentro dessas faixas por longos períodos de tempo, a não ser que se disponha de uma blindagem muito forte. A existência das cintas de radiação torna indesejável a realização de voos orbitais muito extensos em grandes altitudes. Por outro lado, se se pretende demorar muito tempo em órbita, é necessário evitar a resistência das camadas superiores da atmosfera da Terra. Para uma estação espacial, uma altitude orbital de aproximadamente 400 km parece ser um bom meio termo entre o desejo de evitar uma pesada blindagem e a necessidade de excessiva propulsão para evitar o decaimento da órbita.
 
Ao mesmo tempo que concentram os nocivos prótons provindos do Sol, as cintas de radiação protegem as regiões que se situam abaixo delas. O Sol não só raia luz e calor como está também constantemente despedindo prótons e elétrons. Essas partículas é que formam o hidrogênio, que é o elemento mais abundante no Sol, em -particular nas camadas superiores. Devido à grande energia existente no Sol, o hidrogênio ali, encontra-se ionizado, isto é, permanece dissociado em elétrons e prótons que são os íons de hidrogênio. Normalmente, o fluxo desses íons não tem velocidade suficiente para constituir uma radiação prejudicial. Esse fluxo recebe, às vezes, o nome de "vento solar", e calcula-se que tenha uma velocidade de 300 km por segundos. Admite-se que, a distância da Terra ao Sol, existam, em cada metro cúbico de espaço, de 100 milhões a 1 bilhão de partículas.
 
De vez em quando, ocorrem explosões na superfície solar, durante as quais são despedidas partículas dotadas de grande velocidade. Os prótons resultantes dessas explosões são nocivos devido à sua alta velocidade, e é necessário proteger as tripulações contra uma excessiva exposição a eles. Embora se saiba que a intensidade da explosão solar pode variar de vários graus de magnitude, é impossível predizer com segurança sua atividade. É impossível prever com eficiência a ocasião em que ocorrerá uma explosão, bem como a sua amplitude. Sabemos que o aparecimento de um grande grupo de manchas solares indica que está para ocorrer uma explosão. Contudo não há meios de deduzir, dessas indicações, se surgirá uma explosão, nem de determinar qual será sua intensidade caso ocorra.
 
É significativo que a atividade das manchas solares está relacionada com a origem das explosões, pois sabe-se que ela é cíclica. Desde 1820, que os astrônomos registram a atividade das manchas no Sol, tendo determinado que atinge o máximo cada 11 anos. Durante os anos intermediários, é mínima a sua ocorrência. Assim, pode-se dizer que, durante certos anos, o risco da radiação associado com os voos espaciais será muito maior do que noutros. O próximo período em que esse risco será extremo ocorre conforme as variações solares a cada 11 anos.
 
Além dos prótons e elétrons lançados pelo Sol, há, no espaço, outras partículas de alta velocidade e que devem ser mencionadas. São os raios cósmicos (*). Viajam eles muitas vezes mais depressa do que as partículas que provem do Sol. São dotados de energia que podem atingir à intensidade de bilhões de bilhões de eletrovolts, ou seja, 100 mil vezes mais a alcançada pelos mais enérgicos prótons despedidos pelo Sol. Os raios cósmicos são constituídos principalmente de prótons. Calcula-se que 84 % deles sejam prótons, e 14 % partículas alfas, ou núcleos de hélio. O restante é formado de núcleos de átomos mais pesados, na sua maioria, carbono, nitrogênio e oxigênio. O número de raios cósmicos é insuficiente para oferecer um risco significativo ao homem no espaço.
 
(*) <small>A denominação "raio cósmico" é imprópria, de vez que se trata de um fluxo de partículas e não de uma onda de radiação. No entanto o termo está generalizado e é aplicado por toda a gente.</small>
 
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