Autor: GRUPO CEUSC | Publicado: 2014-10-11T22:16:00-03:00


Missão
tripulada a Marte







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Concepção da NASA Design Reference Mission Architecture 5.0 (2009)

Uma missão tripulada para Marte tem sido assunto de ficção científica,
engenharia e propostas científicas no decorrer do
século XX continuando no século XXI. Os planos compreendem propostas não apenas
de aterrissar, mas também de eventualmente se estabelecer no planeta Marte, suas luas, Fobos e Deimos e terraformar o planeta.

Trabalhos preliminares para missões tem sido executados desde os anos
50, com missões planejadas tipicamente ocorrendo de 10 a 30 anos no futuro. A lista de planos de missões tripuladas a Marte no século 20
mostra as várias propostas que tem sido apresentadas por várias organizações e agências espaciais
nesse campo da exploração espacial.

Em 2004 a administração dos Estados Unidos anunciou a nova Vision for Space
Exploration apresentando a missão tripulada a Marte como uma de suas
maiores conquistas. Nenhum plano concreto foi decidido então, e a proposta vem
sendo atualmente discutida por políticos, cientistas, e pelo público. Em 2010,
uma nova proposta de lei foi assinada permitindo uma missão tripulada para
Marte por volta de 2030.[1]


Desafios






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Concepção artística de uma missão tripulada na superfície de Marte,
pintura de 1989 de Les Bossinas do Lewis Research Center para a NASA

Há vários desafios decisivos que uma missão tripulada para Marte deverá
superar:

efeitos físicos da exposição a raios cósmicos de alta energia e
     outros tipos de radiação ionizante 
efeitos físicos da permanência prolongada num ambiente de baixa
     gravidade
efeitos físicos da permanência prolongada num ambiente de baixa
     luminosidade
efeitos psicológicos da isolação da Terra
efeitos psicológicos da falta de comunidade devido à falta de
     conexões em tempo real com a Terra
efeitos sociais de vários humanos vivendo em um ambiente tumultuado
     por mais de um ano terrestre
inacessibilidade às instalações médicas terrestres


Alguns desses problemas foram estimados estastíticamente no estudo
HUMEX.[4] Ehlmann e outros
têm revisto preocupações econômicas e políticas, bem como aspectos de
viabilidade tecnológica e biológica.[5]

Apesar de o combustível ser um problema para uma viagem de ida e volta,
metano e oxigênio poderiam ser produzidos se utilizando H2O marciano
(preferivelmente gelo de água ao invés de água associada a outras substâncias
químicas) e CO2 atmosférico com uma tecnologia evoluída. [6]

Uma das principais considerações para uma viagem da Terra para Marte ou
vice-versa é a energia necessária para a transferência entre as sua órbitas. A
cada 26 meses terrestres uma transferência de baixa energia entre a Terra e
Marte se abre,[7] assim as missões
são geralmente planejadas de forma a coincidirem com uma dessas janelas. Ainda,
as janelas de baixa energia variam mais ou menos num ciclo aproximado de 15
anos.[7] Por exemplo, houve
um mínimo nas janelas de 1969 e 1971, chegando ao ponto máximo no final dos
anos 70, atingindo outra baixa em 1986 e 1988, e então repetindo o mesmo
intervalo.[7]


Propostas do século 20


No decorrer do último século, um número de conceitos de missões para
tais expediçãoes tem sido propostos. O volume histórico de David Portree Humans
to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950 - 2000 discute vários destas
concepções.[7]


Proposta de Wernher von Braun
(1947 à década de 1950)


Wernher von Braun
foi a primeira pessoa a fazer um estudo técnico detalhado de uma missão para
Marte.[7] [8] Detalhes foram
publicados em seu livro Das Marsprojekt (1952); em português O
Projeto Marte[9] (1962) e várias
obras subsequentes,[10] tendo aparecido
também na Collier's magazine em uma série de artigos começando em março
de 1952. Uma variante do conceito de missão de Von Braun foi popularizada em
inglês por Willy Ley no livro The
Conquest of Space (1949), contendo ilustrações de Chesley Bonestell. O projeto Marte de Von Braun's
Mars concebeu quase mil de veículos em três estágios com o objetivo de
manufaturar partes da missão a Marte a ser construída numa estação na órbita
terrestre.[8] [11] A missão em si
seria composta de uma frota transportando 70 pessoas cada, trazendo três naves
de excursão pela superfície que iriam aterrissar horizontalmente na superfície
de Marte (aterrissagem com veículos de asa era considerada possível porque
naquela época acreditava-se que a atmosfera marciana era muito mais densa do
que se descobriu mais tarde).

Na visão revisada de 1956 do Plano Marte, publicada no livro The
Exploration of Mars de Wernher Von Braun e Willy Ley, o tamanho da missão
foi reduzido, passando a requerer apenas 400 lançamentos para montar duas
naves, ainda carregando dois veículos com asas.[12] Versões posteriores
da proposta da missão, retratada na série "Man In Space" da Disney,[13] mostra veículo de propulsão iônica
movidos a energia nuclear
sendo utilizados nas viagens interestelares.


Propostas dos Estados Unidos
(anos 50 e 60)






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Concepção artística da Mars Excursion Module pousada em Marte, em um
estudo da NASA de 1963

Em 1962 a Aeronutronic Ford,[14] e a General
Dynamics na Companhia Lockheed para Mísseis e Espaço conduziram estudos para o
design das missões para Marte como parte do projeto do Centro de Vôo Estacial
Marshall da NASA chamado "Project EMPIRE".[8] Eses estudos
indicaram que uma missão para Marte (possivelmente incluindo um vôo por Vênus)
poderia ser realizado com o lançamento de oito boosters Saturn
V e montagem na órbita baixa da Terra, ou possivelmente com um lançamento único
de um hipotético veículo pós-Saturno. Apesar de as missões EMPIRE se tratarem
apenas de estudos, e nunca terem proposto ou financiado projetos, elas foram as
análises detalhadas do que seria preciso para alcançar o objetivo de uma viagem
tripulada para Marte se utilizado dados factuais dos vôos espaciais da NASA,
tendo estabelecido muito da base para futuros estudos, incluindo significativos
estudos de missões das companhias TRW, North American, Philco, Lockheed,
Douglas, e General Dynamics, juntamente a vários outros estudos da própria
NASA.[8]

Posterior ao sucesso do Programa Apollo advogou uma missão tripulada para
Marte como foco do programa especial tripulado da NASA.[15] a proposta de Von
Braun utilizava boosters Saturn V para lançar
estágios superiores (NERVA)
movidos a energia nuclear que forneceriam energia para duas naves espaciais em
uma missão dual no início da década de 80. A proposta foi considerada pelo
então presidente Richard Nixon mas foi
descartada em favor do ônibus espacial.


Missões propostas pela União Soviética
(1956 a 1970)


O Complexo
Pilotado Marciano ou "'MPK'" foi uma proposta de Mikhail Tikhonravov
da União Soviética para uma expedição tripulada para Marte, utilizando o (então
proposto) foguete N-1, em estudos de 1956 a 1962.






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Descrição artística da TMK-MAVR


A Densa Espaçonave Interplanetária Pilotada (conhecida pelo acrônimo
russo TMK) foi a designação de uma proposta para exploração espacial da
União Soviética nos anos 60 para enviar vôos tripulados para Marte e Vênus (o
design TMK-MAVR) sem pousar. A espaçonave TMK estava programada para ser
lançada em 1971 e fazer uma viagem de três anos de duração incluindo um vôo por
Marte no qual sondas seriam lançadas no planeta. O projeto TMK foi planejado
como uma resposta da União Soviética ao bem sucedido pouso tripulado na Lua
pelos Estados Unidos. O projeto nunca foi posto em prática porque o foguete N1 nunca voou com sucesso.

O Complexo Expedicionário para Marte, ou "'MEK"' (1969)
foi outra proposta soviética para uma expedição para Marte que levaria uma
tripulação de três a seis para Marte e de volta em uma missão que duraria 630
dias.


Case for Mars (1981–1996)


Posterior às missões Viking para Marte, entre 1981 e 1996 uma série de
conferências chamadas The Case for Mars foram realizadas na Universidade
do Colorado em Boulder. Essas conferências advogavam uma exploração
por humanos em Marte, apresentavam conceitos e tecnologias, e promoveram uma
série de oficinas para desenvolver um conceito básico para a missão. O conceito
base se destacava pelo fato de propor a utilização de
recursos in-situ para manufaturar foguetes propelentes para a viagem
de retorno utilizando os recursos de Marte. Os estudos da missão foram
publicados em uma série dos seguintes volumes [16] [17] publicados pela Sociedade Astronáutica Americana. Conferências
posteriores nessa série apresentaram um número de conceitos alternativos,
incluindo o conceito "Mars Direct" de Robert Zubrin e David Baker; a proposta
"Footsteps to Mars" (Passos para Marte) de Geoffrey A. Landis,[18] que advogava passos
intermediários antes da aterrissagem em Marte, incluindo missões tripuladas a
Fobos; e a proposta "Great Exploration" (Grande Exploração) do Laboratório
Nacional de Lawrence Livermore, entre outras.


Iniciativa para Exploração do
Espaço da NASA (1989)]


Em resposta a uma iniciativa presidencial, a NASA conduziu um estudo de
um projeto para a exploração humana da Lua e de Marte como uma proposta fase
seguinte para o projeto da Estação
Espacial Internacional. Esse estudo resultou em um relatório,
chamado 90-day study,[19] no qual a agência
propôs um plano de longo termo consistindo na conclusão da Estação Espacial
como um "passo crítico em todas as nossas incursões espaciais"
retornando à Lua e estabelecendo uma base permanente, e então enviando
astronautas para Marte. Esse relatório foi criticado como sendo muito elaborado
e de custos muito elevados, e todo o orçamento para exploração humana foi
cancelado pelo Congresso.


Mars Direct (início dos anos
90)


Devido à distância entre Marte e a Terra, a missão a Marte seria muito
mais arriscada e custosa que missões passadas para a Lua. Suprimentos e
combustível teriam de ser armazenados para uma viagem de 2 a 3 anos de ida e
volta e a espaçonave deveria ser projetada com no mínimo um escudo parcial para
se proteger da intensa radiação solar. Um artigo de 1990 de Robert Zubrin e
David A. Baker, então do Martin Marietta,
propôs reduzir a massa (e consequentemente o custo) com uma missão projetada
para manufaturar propelentes a partir da atmosfera marciana.[21] [22] Essa proposta se
inspirou em muitos conceitos desenvolvidos na antiga série de conferências
"Case for Mars". No decorrer da próxima
década, essa proposta foi desenvolvida por Zubrin em um conceito de missão, Mars Direct, a qual ele desenvolveu no livro The
Case for Mars (1996). A missão é advogada pela Sociedade de Marte como um plano prático e
econômico para uma missão tripulada a Marte.


Missão Design Reference da
NASA (final dos anos 90)










Missão Mars Design Reference 3.0

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Concepção artística de um rendezvous na órbita de Marte entre uma
espaçonave e um módulo marciano.

Pintura de Pat Rawlings (SAIC) para a NASA.


Na segunda metade dos anos 90 a NASA desenvolveu várias arquiteturas
conceituais a nível humano. Uma das mais notáveis e muitas vezes referidas foi
a Missão Design Reference 3.0 (DRM 3.0). O estudo foi realizado
pela Equipe de Exploração de Marte da NASA no Centro Espacial Johnson (JSC) nos
anos 90. Pessoal representando vários centros de pesquisa da NASA formularam
uma “Missão Referencia” abordando a exploração humana em Marte. O plano
descreve as primeiras missões para Marte com o conceito de informações e
tecnologias a serem usadas como primeiro corte em uma arquitetura. A
arquitetura para a Missão Mars Reference se constrói sobre antigos trabalhos
anteriores, especialmente nos conceitos do Synthesis Group (1991) e de Zubrin (1991)
para o uso de propelentes derivados da atmosfera marciana. O propósito primário
da Missão Reference foi estimular uma maior reflexão e desenvolvimento de
abordagens alternativas, as quais poderiam reduzir riscos e custos. Melhorias
também poderiam ser feitas em vários níveis como os níveis da arquitetura, da
missão e dos sistemas.


Propostas do século 21


Vision for Space Exploration
(2004)

O então presidente dos Estados Unidos George W. Bush anunciou uma iniciativa para uma
missão especial tripulada em 14 de janeiro de 2004, conhecida como Vision for Space
Exploration. Ela incluía desenvolvimento preliminar de planos para
um posto avançado na Lua por volta de 201223 e o estabelecimento
da base em 2020. Missões precursoras que ajudariam a desenvolver a tecnologia
necessária durante a década 2010-2020 foram descritos por Adringa e outros.24 Em 24 de setembro
de 2007, Michael Griffin, então administrador da NASA, sugeriu que a NASA seria
capaz de lançar uma missão tripulada para Marte por volta de 2037.25 Os fundos
necessaries viriam do redirecionamento
de $11 bilhões26 de missões
científicas espaciais para a Vision for Human Exploration.

A NASA também discutiu planos para o lançamento de missões a Marte a
partir da Lua para reduzir os custos.


Programa Aurora (início dos
anos 2000)


A Agência Espacial
Européia possui uma visão de longo termo para o envio de uma missão
tripulada a Marte por volta de 2030. Iniciado em 2001, a linha do tempo do
projeto começaria com a exploração robótica, uma simulação de prova de conceito de como manter os seres humanos
em Marte, e eventualmente uma missão tripulada; no entanto, objeções de nações
participantes da ESA e outros atrasos põem o cronograma em questão.


Proposta russas para uma
missão (atuais)


Um número de conceitos de missões e propostas tem sido postas
apresentadas por cientistas russos. Datas declaradas para
um lançamento variam entre 2016 e 2020. A sonda marciana transportaria uma
equipe de quatro a cinco cosmonautas, que passariam um período de quase dois
anos no espaço.

Em 2011, as agências espaciais russa e européia terão completado com
sucesso a base terrestre MARS-500.[28] O experimento
biomédico simulando um vôo tripulado para Marte foi concluído pela rússia em
julho de 2009.[29]


Sociedade de Marte da Alemanha
- European Mars Mission (EMM) (2005)


A Sociedade de Marte da Alemanha propôs uma missão tripulada para Marte
utilizando vários lançamentos de uma versão aperfeiçoada do Ariane 5.[30] Aproximadamente 5
lançamentos seriam necessário para enviar uma equipe de 5 pessoas em uma missão
de 1200, com uma carga útil de 120,000kg.[30]


A opção uma-pessoa, uma-viagem
(2006)


Em 2006, o antigo engenheiro da NASA James C. McLane III propôs um
esquema para inicialmente colonizar Marte através de uma viagem só de ida
tripulada por apenas uma pessoa. Artigos discutindo esse conceito apareceram no
The Space Review,[31] na revista Harper’s[32] e na revista
SEARCH.[33]


Missão NASA Design Reference
5.0 (2007)


A NASA publicou detalhes iniciais da última versão da arquitetura para a
exploração de Marte a nível conceitual humano nessa apresentação. O estudo desenvolveu ainda
mais os conceitos já desenvolvidos na anterior NASA DRM e o atualizou para
tecnologias e lançadores mais recentes.


Missão design MarsDrive (2008)


A Organização MarsDrive
tem trabalhado em uma série de novas missões humanas a começar pela Mars for
Less. Seu atual programa de design sob o Diretor de Engenharia Ron
Cordes descartou muitos dos elementos da Mars for Less. Algumas de suas
filosofias de design são focadas no uso de sistemas de lançamentos presentes e
a curto prazo, estabelecimento permanente dos humanos, sistemas conceituais EDL
e superfície aperfeiçoada ISRU.
Seus métodos propostos para o financiamento da missão também são uma
alternativa ao plano atual com a abordagem incluindo um consorcio privado sendo
analisada.


Planos da ESA


Outra proposta para uma missão conjunta da ESA com a Rússia se baseia em
duas naves espaciais sendo enviadas para Marte, uma levando uma tripulação de
seis pessoas e outra levaria os suplementos da expedição. A missão levaria
aproximadamente 440 dias para completar sua viagem com os três astronautas
visitando a superfície do planeta vermelho por um período de dois meses. O
projeto inteiro consumiria um total de $20 bilhões e a Rússia contribuiria com
30% desses fundos.[34]


Programa chinês para a
exploração de Marte


Pouco é sabido sobre o programa chinês para a exploração de Marte.
Enquanto a Lua é a primeira prioridade, há planos para uma exploração marciana
que daria sequencia ao trabalho do Programa chinês de exploração lunar. A China tem
estudado a necessidade e a viabilidade da exploração de Marte desde o início da
década de 90 como parte do projeto nacional 1990s "863 Exploração
Planetária", de acordo com Liu Zhenxing,
um pesquisador do Centro CAS Center para Ciência Espacial e Pesquisa Aplicada
(CSSAR).


Mars to Stay


Mars to Stay é uma proposta de que os astronautas enviados para Marte
pela primeira vez deveriam ficar por lá indefinidamente, tanto para reduzir os
custos quanto para assegurar o estabelecimento permanente em Marte. Entre os
vários defensores do Mars to Stay, o antigo astronauta da Apollo, Buzz Aldrin tem sido um
promotor assíduo, sugerindo em vários fóruns "Esqueça a Lua, Vamos para
Marte!" .[35] Em 10 de outubro de
2010 o Diretor do Centro de Pesquisa Ames da NASA Pete Worden introduziu a
iniciativa Hundred Year Starship, um projeto para uma viagem de ida
apenas para Marte para 2030.[36] Aos astronautas
seriam enviados suprimentos da Terra regularmente. [37]


NASA Design Reference
Mission Architecture 5.0 (2009)






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Módulo de ascensão do DRMA 5.0 Mars (2009)


A NASA publicou uma versão atualizada do NASA DRM 5.0 no início de 2009,
que faz uso do lançador Ares V, Orion CEV, e
planejamento da missão atualizado. Nesse documento.[38]

Ver também: Projeto Constellation

Chegar a Marte na metade da
década de 2030


Em um importante discurso no Centro Espacial Kennedy em 15 de abril de
2010, o presidente dos Estados Unidos Barack Obama projetou uma missão tripulada a
Marte a metade da década de 2030, seguida de uma aterrissagem:

 

  
“

  
Na metade
  dos anos 2030, eu acredito que poderemos enviar humanos à órbita de Marte e
  retorná-los com segurança à Terra. E uma aterrissagem em Marte se
  prosseguirá. E eu espero ainda estar por aqui para ver isso acontecer.

  


 


O congresso dos Estados Unidos apoiou uma missão tripulada para a Lua,
seguida pela exploração de um asteróide em 2025 e Marte na década de 2030. 


Preparação


Um número de nações e organizações possuem intenções de longo termo de
enviar humanos a Marte. O estado de o quanto cada um está preparado é
sumarizado abaixo.

Os Estados Unidos
     possuem um número de missões atualmente explorando Marte, com o retorno de
     amostras em um futuro próximo. Os Estados Unidos não tem um lançador capaz
     de enviar humanos a Marte, apesar de a nave especial Orion,
     atualmente em fase de desenvolvimento pela NASA, poderia lançar
     astronautas a partir da Terra para que estes se juntassem à expedição na
     órbita terrestre e então retornassem à superfície terrestre quando a
     expedição tiver retornado de Marte. A NASA tem utilizado a cratera
     Haughton na Ilha Devon como um
     local de treinamento devido à similaridade da cratera com a geologia
     marciana.40
     De acordo com a New Scientist,
     um foguete VASIMR baseado em plasma de argônio poderia reduzir o tempo de trânsito
     a menos de 40 dias.

A Agência
     Espacial Européia tem enviado sondas robóticas, e possui planos
     de longo prazo para o envio de humanos mas ainda não construiu uma
     instalação capaz de lançar seres humanos ao espaço. Há uma proposta para
     converter o já existente Veículo
     de Transferência Automatizado (ATV) para lançamentos
     tripulados.A Rússia (e previamente a União Soviética)
     enviou um grande número de sondas.&nbsp;
Ela é capaz de enviar humanos à órbita
     terrestre e possui extensiva experiência em vôos orbitais de longo termo
     devido aos seus programas espaciais. A Rússia não possui um lançador capaz
     de enviar humanos a Marte, apesar do programa Kliper proposto como um equivalente da
     Rússia e da Europa à sonda espacial Orion. Uma simulação de uma missão a
     Marte, chamada Mars-500, foi concluída
     pela Rússia em julho de 2009.

As missões robóticas do Japão falharam até o momento.
A China planeja cooperar com a Rússia no envio
     de missões robóticas com retorno de amostras a Fobos. A
     China foi o terceiro país após os Estados Unidos e a Rússia a lançar humanos
     à órbita da Terra.


Críticas


Alguns cientistas tem argumentado que a tentativa de vôos tripulados
para Marte seria contra produtiva para a ciência. Em 2004, o Comitê Especial
Para o Financiamento da Astrofísica, um comitê da Sociedade Americana de Física,
declarou que "mudar as prioridades da NASA para missões custosas e
arriscadas para a Lua e Marte significará a negligência dos esforços da ciência
espacial mais promissores".





IMAGENS FUTURO PROJETO MARS ONE















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