Rafael Murtazin: "Voo à Lua é possível sem um superpesado"

Entre as áreas que estão previstas para serem incluídas no projeto nacional atualmente em desenvolvimento para o desenvolvimento de atividades espaciais até 2030, o programa tripulado é uma das prioridades. A ordem do presidente russo Vladimir Putin menciona especificamente a preparação de missões tripuladas além da órbita baixa da Terra.

— Rafael Farvazovich, apesar de a Rússia parecer estar seguindo sistematicamente o caminho que escolheu no início dos anos 2000 para explorar o espaço profundo, começando pela Lua, agora há alguns apelos para apoiar principalmente a ideia do “marciano” Elon Musk. O que você, como pessoa que calcula trajetórias de voo, pode dizer sobre isso?

— Para entender a hesitação deles, é preciso entender que os programas espaciais para presidentes reeleitos dos EUA fazem parte de suas campanhas eleitorais. Por exemplo, George W. Bush tinha o programa Constellation, que envolvia preparar um voo para a Lua no menor tempo possível. Então Obama assumiu e disse: "Não precisamos da Lua, voaremos até um asteroide". Trump, que chegou ao poder depois de Obama, mais uma vez voltou todos para a Lua, lançando o programa Artemis com a construção da estação orbital lunar Lunar Gateway. Biden “adormecido” foi talvez o único que não o alterou, submetendo-se à já natural troca de programas entre democratas e republicanos. Mas Trump, que o substituiu, mais uma vez fez uma reviravolta de 180 graus — em direção a Marte.

— Algumas pessoas acreditam que ele fez isso porque o Artemis é difícil de implementar e que Trump não será capaz de “atirar” com ele durante seu mandato presidencial de quatro anos?

“Não sei dizer o que o motivou, mas um voo tripulado para Marte, que ele e Musk podem escolher agora, cancelando a Artemis, se tornará uma meta ainda menos viável para eles.

Marte ainda não nos espera

— Por que Marte é menos real?

— A humanidade tem todas as tecnologias necessárias para voar até a Lua, e os cientistas entendem como isso pode ser feito. E leva apenas 2 a 3 dias para voar até lá na trajetória ideal, e não quase 9 meses, como para Marte.

— Então, o que Trump e Musk estão planejando para voar até o Planeta Vermelho?

— A questão é que não existe nem o dispositivo nem a compreensão de como ele deveria ser. Embora Musk esteja oferecendo sua superpesada Starship para o voo, sua capacidade de carga de 150 toneladas não será suficiente para organizar um longo voo interplanetário.

— Qual seria o superpesado ideal para um voo para Marte?

— De acordo com todos os estudos (a humanidade vem quebrando a cabeça com isso desde a época de Korolev), para voar até lá, de acordo com os projetos da década de 1990, precisamos de um complexo pesando pelo menos 600 toneladas! A maior parte será combustível e suporte de vida para os astronautas. Agora vamos imaginar quanto tempo levaremos para criar um complexo interplanetário como esse, considerando que a Estação Espacial Internacional, que atualmente pesa 450 toneladas, levou quase 25 anos para ser montada.

— Quando as pessoas falam sobre maneiras de levar astronautas a Marte, muitas pessoas se lembram do rebocador espacial nuclear “Zeus” que está sendo desenvolvido pelo nosso país. Que benefícios isso poderia proporcionar?

— Sua capacidade de carga e eficiência de combustível (que exigirá 4 vezes menos) podem satisfazer os viajantes. Além disso, se funcionar perfeitamente, pode atingir velocidade hiperbólica em relação ao Sol e garantir a entrega da tripulação a Marte muito mais rápido (teoricamente em um a dois meses!). Mas a palavra-chave aqui é “impecável”. Se o menor mau funcionamento na operação do rebocador ocorrer durante a aceleração ou a frenagem subsequente perto de Marte, a tripulação nunca mais verá Marte ou a Terra... Há outras considerações. Em primeiro lugar, o próprio Zeus não tem muito impulso, o que significa que tal colosso precisaria ser “lançado” para uma órbita “segura”, 800 quilômetros acima da Terra, usando outra coisa. Vamos supor que lançamos nosso rebocador e atracamos a nave tripulada de Elon Musk em órbita. E aqui nos deparamos com outro problema: a radiação. Uma vez na órbita correta, na direção de Marte, a estação interplanetária com um rebocador nuclear terá que girar como um “caracol” ao redor da Terra por um longo, longo tempo até atingir a segunda velocidade cósmica para deixar a Terra, simultaneamente ao aumento de altitude. Isso significa que a cada órbita ele passará por campos de radiação, o que significa que o equipamento da estação interplanetária se degradará rapidamente. Mas isso não é o pior. E as pessoas? A cada entrada e saída dos campos eles receberão doses bastante grandes de radiação. Duas travessias dos cinturões de Van Allen (como esses campos são chamados) serão suficientes para os astronautas ganharem uma dose semestral ou anual, e haverá muitas outras travessias como essas! Qual é a saída? Levando a tripulação para a estação depois de passar pelos campos de radiação, mas esta é uma nave tripulada completamente diferente.

— Se as pessoas voarem em uma direção, como Musk está planejando, talvez não seja tão ruim?

— Nossos psicólogos acreditam que pessoas que concordam com um voo só de ida não deveriam ser autorizadas a fazer tais voos, em princípio...

— Por que a NASA está em silêncio?

Acho que os especialistas se calam para agradar os políticos. Aliás, não sou contra o fato de que o futuro distante dos terráqueos possa estar conectado a Marte, porque um dia nossos descendentes terão que se mudar do nosso planeta. Mas primeiro precisamos praticar na Lua.

ROS e COV

— Qual padrão de voo está atualmente em operação lá?

- É o seguinte. Um veículo de lançamento superpesado lança um complexo de pouso e decolagem em órbita lunar baixa, acoplado a um rebocador acelerador. O segundo veículo de lançamento superpesado também lançará uma nave espacial tripulada para lá, também com um estágio superior. Após se encontrarem na órbita lunar, ambos os dispositivos se acoplaram, formando um complexo espacial temporário. O complexo de lançamento e pouso se separa da nave e leva os astronautas à superfície da Lua. Então, depois de cerca de duas semanas lá, eles embarcam novamente na nave de ascensão, que, ao decolar, se separa do estágio de pouso, sobe em órbita para posterior atracação com a nave tripulada, que, por sua vez, leva os astronautas à Terra. Esse esquema, na minha opinião, é bastante tenso e não pode garantir segurança completa. É bastante adequado para atingir objetivos primários, como foi o caso dos americanos no século passado, mas para o desenvolvimento em etapas da Lua, é necessária uma abordagem diferente.

— Você pode explicar por quê?

— Esta opção implica no esquema “Eu carrego tudo comigo”. Os americanos, de fato, usaram algo semelhante a isso no programa Apollo, nas décadas de 60 e 70 do século passado. Ou seja, eles voaram para longe da Lua da mesma forma que chegaram. Eles tinham à disposição um pequeno compartimento de convivência no navio, cheio de provisões para vários dias, no qual era muito difícil se virar. De acordo com as condições da mecânica lunar, a nave poderia voar para a Terra não antes de três a quatro dias após a chegada. Nosso esquema pressupõe que a tripulação ficará na superfície por duas semanas, aumentando assim o tempo de espera para a partida para a Terra para 18 dias. Imagine que as pessoas de repente precisem deixar a Lua com urgência. Afinal, os casos podem ser diferentes.

— Você tem outra sugestão?

- Claro que há. Minha proposta está relacionada à futura estação orbital russa. Uma nave com astronautas voa até ela, por exemplo, a conhecida Soyuz ou sua contraparte mais avançada. Os astronautas esperam por uma janela balística para voar até a Lua e então são transferidos para uma nave espacial interorbital reutilizável acoplada ao ROS. Para voar até a Lua, será necessário um bloco propulsor, que será lançado da Terra no veículo de lançamento Angara A-5 e, após a nave interorbital atracar, esse conjunto será lançado até a Lua. À medida que os astronautas se aproximam da Lua, eles são recebidos por uma estação orbital lunar, vamos chamá-la de LOS, na qual a nave interorbital atraca. A propósito, a NASA também está planejando implantar uma LOS (já mencionamos a estação lunar Lunar Gateway no início). Aparentemente, eles decidiram razoavelmente que um trabalho sério por um longo período exige maior confiabilidade e eficiência. O LOS estará em uma órbita circular estável a uma altitude de aproximadamente 10 mil quilômetros, de onde pousos são possíveis a qualquer momento (assim como retornos), o que é uma das vantagens dessa órbita em comparação à órbita instável e altamente elíptica do LOS americano. Ao mesmo tempo, ao retornar à espaçosa estação, os cosmonautas podem viver e trabalhar em paz em um lar orbital seguro, que tem todos os suprimentos necessários de água, oxigênio e comida. Dessa forma, implementamos o princípio de segurança garantida para as pessoas, uma estação operacional de longo prazo e a reutilização do navio, que viajará entre o ROS e o LOS. A propósito, o protótipo deste projeto foi o famoso voo Mir - Salyut-7 - Mir, realizado em 1986 por uma tripulação que incluía o atual projetista geral da nossa empresa RSC Energia, Vladimir Alekseevich Solovyov. Foi um voo único, que, aliás, pouca gente conhece até hoje.

- Então, você propõe criar duas estações ao mesmo tempo...

- Sim. Precisamos fazer algo novo; não podemos trabalhar com tecnologias da década de 1960 sem levar em conta a experiência acumulada nas últimas décadas, ou seja, a rica experiência de operação de estações orbitais. E para quem diz que é caro, eu respondo: tudo que é bom custa um pouco mais caro do que algo que não é tão bom. Provavelmente você compra manteiga mais cara, porém natural, no mercado, em vez de manteiga barata, à base de vegetais. Mas a qualidade e a abordagem razoável aos negócios compensam generosamente. Se falamos de espaço, então pagando um pouco mais caro na primeira fase, obtemos segurança e conforto para os astronautas, além de boas economias a longo prazo.

— Como os astronautas chegarão ao LOS?

— Graças à manobra “gravisfera” desenvolvida na RSC Energia, que fornece assistência “gratuita” do campo gravitacional da Terra. Com ele, ao atingir a órbita LOS, a energia do voo será quase três vezes menor do que durante um voo em órbita lunar baixa. Esta é outra vantagem da “nossa órbita” – a entrega ao LOS exigirá uma vez e meia menos energia do que um voo para a estação americana. De acordo com nossos cálculos, o foguete Angara-A5 será suficiente para implementar esse esquema. Ou seja, um veículo de lançamento superpesado não é necessário aqui.

Estação do Futuro

— A propósito, sobre a estação ROS. Qual você vê como seu principal propósito?

— Para nós, um avanço significativo será sua inclinação orbital de mais de 90 graus, que foi escolhida hoje, de acordo com o projeto preliminar aprovado pela Roscosmos. Se agora a inclinação com que a ISS voa (51,6 graus) nos permite observar do espaço apenas 10-15% do território, de uma órbita polar veremos tudo: a Rota do Mar do Norte, o Ártico e a Antártida! Os oceanógrafos estão agora a soar o alarme: “Estamos a perder as condições do gelo!” Ou seja, eles nem conseguem traçar corretamente uma rota para o quebra-gelo, de modo que ele não atravesse gelo de dois metros, mas apenas gelo de meio metro, que geralmente fica a 10–20 metros de distância, mas eles não veem isso.

— Será possível realizar experimentos internacionais na estação ROS?

— Quais experimentos científicos internacionais você pode listar na ISS? Talvez apenas um treinamento conjunto em evacuação de emergência da estação, e isso é tudo. Mas, por exemplo, no que diz respeito aos experimentos que precisávamos no interesse de certos departamentos, que não podiam ser realizados na presença de astronautas dos Estados Unidos e de outros países, eles não aconteceram. Então agora, com o advento do ROS, os “serviços comunitários” acabarão, e isso está certo, eu acho.

A propósito, quando algumas pessoas dizem que poderíamos substituir o ROS em órbita polar por espaçonaves automáticas, sempre me lembro dos argumentos dos funcionários do Ministério de Situações de Emergência em uma de nossas conferências científicas. Segundo eles, a maioria dos incêndios que estavam começando não foram registrados por satélites, mas por astronautas em órbita, quando viraram a cabeça e notaram neblina sobre a floresta, não em um ponto subsatélite a uma altura de 400 quilômetros, mas à distância, em um ângulo de observação de 45 graus ou mais.

Outra vantagem de uma órbita polar é que poderemos ver nosso país, e na verdade o mundo inteiro, todos os dias à luz do Sol. Mas agora, na órbita da ISS, podemos observar completamente, por exemplo, a região de Krasnodar à luz apenas durante 20 dias a cada dois meses. O resto do tempo será noite ou crepúsculo abaixo de nós. O ROS voará em uma órbita heliossíncrona e “verá” nossas cidades bem iluminadas pelo sol.

— Dizem que será menos vantajoso lançar da Terra para um ROS com inclinação polar, pois terá que ser feito contra sua rotação.

— Sim, quando lançado nesta órbita, 15–20 por cento da massa será perdida. Sim, usar o foguete Soyuz-2.1A não permitirá o lançamento das naves espaciais Progress ou Soyuz. Então vamos substituí-lo pela modificação Soyuz-2.1B, e ele entregará a mesma quantidade de carga para o ROS que para a ISS! Aqui novamente a questão esbarra no argumento “será mais caro”, que já discutimos. Na minha opinião, a qualidade indiscutível dos dados recebidos é mais importante para o nosso país!

A propósito, um ROS com inclinação de 97 graus será mais vantajoso para nós ao lançar do nosso Cosmódromo de Vostochny, para onde planejamos transferir todos os lançamentos após a saída da ISS. Se lançarmos do Cosmódromo de Vostochny para uma órbita de menor inclinação, a rota passará pelo Oceano Pacífico ou pelos territórios dos Estados Unidos ou Canadá. Para garantir a segurança dos cosmonautas na zona marítima durante cada lançamento, 12 a 13 navios de resgate terão que estar de serviço (em caso de emergência, cuja probabilidade não é superior a 1%). Mas se lançarmos do mesmo Vostochny para uma órbita com inclinação de 97 graus, os dois primeiros estágios cairão sobre nosso território, sobre terra, sobre a qual não haverá reivindicações contra nós de outros países. E será muito mais conveniente segurar nossos cosmonautas.

Se não expandirmos nosso território, morreremos.

— Você é o desenvolvedor dos esquemas de atracação mais rápidos para naves na ISS: atracações de três horas em vez de dois dias. Mas ainda assim, às vezes ouvimos críticas a esse método de entrega de astronautas.

— Suspeito que nossos amigos jurados, que não têm essa tecnologia, podem estar descontentes com essas conexões “rápidas”, o que deixa seus contribuintes muito descontentes, dizendo: “Olha, os russos podem voar rápido, mas nós não”.

— Esse método economiza dinheiro?

- Certamente. Isso diz respeito tanto ao combustível quanto aos sistemas de suporte de vida durante o voo. No total, são cerca de 35 quilos, que podem ser convertidos em carga. Desde 2012, já foram realizadas 46 atracações “rápidas” (30 de quatro voltas e 16 de duas voltas), o que significa que no total foram economizados cerca de 1.600 quilos. Se aceitarmos que o lançamento de um quilo em órbita é agora estimado em uma média de 20 mil dólares, então essa tecnologia economizou ao país mais de 30 milhões de dólares. E se levarmos em conta que, em vez de dois dias, as instalações de controle terrestre em todo o país e seu pessoal trabalham por pouco mais de três horas, então os números serão ainda mais significativos. Mas o principal é que essa tecnologia pode ser usada na implementação do programa Lunar.

— Não posso deixar de lhe fazer a pergunta tradicional: por que, na sua opinião, o homem deveria explorar o espaço?

- Quando Armstrong retornou da Lua e lhe fizeram uma pergunta semelhante, ele respondeu: "Pergunte ao salmão!" Quem desova sempre nada contra a correnteza, e não parece haver lógica nisso, é inerente à sua natureza! O desejo de ir ao espaço também é inerente a nós por natureza e só à primeira vista não faz sentido. Na verdade, essa é a descoberta de novos territórios, mundos, expansão, no final! Se isso não estiver presente na natureza de nenhuma espécie, ela estará fadada à extinção, pois mais cedo ou mais tarde outras espécies ocuparão o território e o comerão. Prevejo um contra-argumento sobre o fato de haver espaço suficiente para todos na Terra: “Vejam quantos territórios desabitados temos!” Para isso, proponho olhar além do horizonte de aproximadamente um bilhão de anos, quando nosso planeta, com seus territórios habitados ou desabitados, segundo os astrofísicos, inevitavelmente enfrentará a destruição. Aliás, o Apocalipse pode chegar muito antes, porque durante esse período a Terra será “bombardeada” por muitos grandes corpos cósmicos que representam um perigo catastrófico, e por isso é necessário estar em constante prontidão. E o que dirão os nossos descendentes mais tarde, como nos “agradecerão” se ficarmos sentados e não tentarmos encontrar uma maneira de salvar a civilização, de transportá-la para outra “terra”? A exploração espacial tripulada e estações habitadas são simplesmente necessárias para que possamos manter competências e conhecimento sobre voos espaciais.