Como o retorno de foguete da SpaceX para base pode tornar voos espaciais mais baratos

O voo mais recente da Starship, a nave mais poderosa do mundo, pode ter sido um passo para reduzir o intervalo entre voos espaciais e, assim, torná-los mais baratos. Em feito inédito, a SpaceX, do bilionário Elon Musk, conseguiu trazer de volta para a plataforma de lançamento o primeiro estágio da nave, o foguete Super Heavy — o mais poderoso da história.

Com 70 metros de altura, 9 metros de diâmetro, ele foi capturado ainda no ar, usando os braços mecânicos da estrutura conhecida como Mechazilla.

Musk espera que, no futuro, a nave em si também possa ser totalmente recuperada (ela se separa do foguete depois de alguns minutos e segue seu curso sozinha para o espaço, até voltar à atmosfera terrestre). No domingo, a cápsula (sem tripulação) chegou a pousar no Golfo do México, mas explodiu logo depois.

O objetivo final é que esse conjunto (foguete e nave) possa ser colocado para voar de novo quase imediatamente depois de completar uma viagem. “Essa é a bifurcação na estrada do destino que permitirá que a humanidade se torne uma civilização multiplanetária”, disse Musk.

“A reutilização total e imediata com propelente [combustível] de baixo custo significará um custo marginal por tonelada aproximadamente 100 vezes melhor que o do Falcon [outro foguete, menor, da SpaceX], que já é 10 vezes melhor que o do Shuttle [os ônibus espaciais, da Nasa]”, afirmou.

Custos menores

A redução de custos passa principalmente pelos fatores abaixo.

– Fabricação menos custosa: atingida ao simplificar componentes dos foguetes;

– Economia com transporte: quando o foguete pousa direto na base de lançamento, a empresa diminui gastos e tempo para trazer o veículo de volta em relação ao pouso no mar, por exemplo. “Tem um custo de ir lá buscar. Se o foguete volta sozinho, sai muito mais barato”, explica Annibal Hetem, professor de propulsão espacial do curso de engenharia aeroespacial da Universidade Federal do ABC (UFABC);

– Economia com manutenção: ao usar a plataforma de lançamento para “abraçar” o foguete no pouso, é possível reduzir impactos na base do foguete e, assim, diminuir a manutenção. “Com redução de custos e danos ao veículo, é possível reutilizá-lo mais vezes”, diz Antonio Dourado, coordenador do curso de engenharia aeroespacial da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Retorno

Na missão do último dia 13, o Super Heavy se desacoplou da Starship minutos após a decolagem, depois de alcançar cerca de 70 km de altitude. A cápsula continuou voando pelo espaço até pousar no Oceano Índico, cerca de uma hora após o lançamento.

Após se separar da nave, o foguete começou o movimento que o levaria de volta para o solo. Como o lançamento tem a forma de um arco, o Super Heavy subiu mais 26 km, praticamente na horizontal, até começar sua descida, onde atingiu quase 4.400 km/h.

Ao se aproximar da Mechazilla (o sistema que vai agarrá-lo na base de lançamento), com velocidade de cerca de 200 km/h, o foguete ligou os seus motores principais e laterais, para ter mais controle da descida.

O pouso terminou 7 minutos depois do lançamento, com os braços mecânicos da plataforma “abraçando” o veículo.
“Não tem marcha ré em foguete, isso que a SpaceX fez foi equilibrar o peso. O que faz descer é o peso, a gravidade, de uma forma controlada”, diz Hetem.
“A dificuldade principal desse tipo de coisa é saber previamente a dinâmica do veículo. O que foi feito foi simulado milhares de vezes, tudo é pré-calculado”, completa Dourado.

A manobra inédita, que teve sucesso logo em seu primeiro teste, foi celebrada até pela concorrência. A Blue Origin, de Jeff Bezos, parabenizou a SpaceX.

Iniciativas anteriores

A SpaceX já consegue há alguns anos pousar o foguete Falcon em plataformas terrestres e marítimas. Mas o veículo é menor e tem uma estrutura na base que facilita o pouso e torna o pouso mais fácil do que o do gigantesco Super Heavy.

“A questão sempre é o que vai gastar menos combustível para voltar. Da forma do último lançamento [da Starship], apesar de a distância ser um pouco maior, ele conseguiria reabastecer na plataforma para começar outra missão”.

Antes da SpaceX, outros projetos tentaram pousar foguetes verticalmente e reutilizá-los em mais de um voo.

Um deles é o veículo não tripulado Delta Clipper (ou DC-X), fabricado a partir de 1991 pela empresa americana McDonnell Douglas e que, depois, foi transferido para a Nasa. O modelo foi um conceito capaz de pousar verticalmente, mas não teve uma operação contínua, como quer a SpaceX.