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À medida que a Artemis II — missão da NASA que enviará quatro astronautas para circunavegar a Lua no ano que vem — se aproxima, um novo estudo revela o quão bem sua nave espacial Orion protegerá a tripulação.
As descobertas são baseadas em dados da Artemis I, uma viagem de 25 dias ao redor da Lua e de volta no final de 2022. A cápsula Orion naquela missão, que seguiu uma trajetória semelhante à que a Artemis II deve seguir, não tinha tripulação, mas transportava convidados especiais não humanos.
Dois deles, torsos de manequim chamados Helga e Zoharviajou junto como teste de quanta radiação os astronautas poderiam experimentar ao se aventurarem na lua. Os manequins eram feitos de materiais que imitavam os tecidos moles, órgãos e ossos de uma pessoa e, como a espaçonave, incluíam detectores para rastrear a exposição à radiação ao longo do caminho.
Agora, os cientistas divulgaram os primeiros resultados após estudar os dados do detector, publicados na quarta-feira na revista Natureza. As descobertas mostram que a tecnologia de blindagem usada na espaçonave foi eficaz na mitigação da radiação experimentada na viagem.
“A missão Artemis I marca um passo crucial no avanço da nossa compreensão de como a radiação espacial impacta a segurança de futuras missões tripuladas à Lua”, disse Sergi Vaquer Araujo, líder da equipe de medicina espacial da Agência Espacial Europeia, em um comunicado.
Araujo não estava envolvido no estudo. Mas a Agência Espacial Europeia contribuiu com cinco dosímetros móveis para medir a radiação por toda a nave espacial Orion.
“Estamos obtendo insights valiosos sobre como a radiação espacial interage com a blindagem da espaçonave, os tipos de radiação que penetram para atingir o corpo humano e quais áreas dentro da Orion oferecem mais proteção”, disse Araujo.
A NASA estuda o impacto da radiação espacial na saúde humana há décadas, desde as primeiras missões espaciais tripuladas da década de 1960. Dados também são coletados regularmente de astronautas que passam de seis meses a um ano a bordo da Estação Espacial Internacional.
A estação permanece em órbita baixa da Terra, o que significa que é parcialmente protegida pelo campo magnético da Terra, bem como por uma blindagem pesada incorporada ao design do laboratório orbital. O campo magnético da Terra também impede que raios cósmicos atinjam os astronautas.
Mas para futuras missões ao espaço profundo, os astronautas se afastarão muito da proteção da Terra e precisarão contar com uma nave espacial bem blindada e trajes espaciais de proteção.
Missões espaciais de longa duração para a Lua e Marte exporão os astronautas à radiação de raios cósmicos, ou partículas de alta energia que se movem pelo espaço. Para chegar ao espaço sideral, os astronautas também terão que viajar pelos Cinturões de Van Allen da Terra, duas faixas de radiação que cercam nosso planeta como donuts gigantes, de acordo com NASA.
Sensores embutidos na cápsula Orion capturaram dados contínuos de radiação na jornada da Terra para a Lua e de volta pela primeira vez, disseram os pesquisadores. Embora haja alguns dados das missões Apollo, eles não foram coletados continuamente.
Os sensores mostraram que a exposição à radiação dentro de Orion variou significativamente dependendo da localização dos detectores, de acordo com os autores do estudo.
Conforme a Orion passava pelos Cinturões de Van Allen, os dados mostraram que as áreas mais protegidas, como o “abrigo contra tempestades” da cápsula, forneciam quatro vezes mais proteção do que as áreas menos protegidas. Os pesquisadores determinaram que a exposição à radiação nesses pontos permaneceu em um nível seguro para os astronautas evitarem doenças agudas por radiação.
“O abrigo contra tempestades é uma área muito apertada usada para armazenar suprimentos da tripulação”, disse o autor principal do estudo Stuart George, cientista do Space Radiation Analysis Group no Johnson Space Center da NASA em Houston, em um e-mail. “Descobrimos que o abrigo contra tempestades era a área mais protegida do veículo, o que é bom porque foi projetado dessa forma!”
A passagem pelos Cinturões de Van Allen foi considerada comparável à tripulação se deparar com um evento climático espacial.
À medida que o sol se aproxima do máximo solar — o pico em seu ciclo de 11 anosesperado para este ano — ele se torna mais ativo, liberando intensas erupções solares e ejeções de massa coronal. Ejeções de massa coronal são grandes nuvens de gás ionizado chamado plasma e campos magnéticos que são liberados da atmosfera externa do sol.
Quando essas explosões são direcionadas à Terra, elas podem afetar naves espaciais, satélites, a estação espacial e até mesmo a rede elétrica no solo.
“Isso nos ajudou a validar nosso projeto de abrigo para proteger a tripulação de eventos de partículas solares energéticas causados pelo clima espacial”, disse George.
As exposições aos raios cósmicos, que podem ser responsáveis pela maior parte da radiação que os astronautas podem experimentar em voos espaciais de longa duração, foram 60% menores na Artemis I do que aquelas experimentadas em missões anteriores, incluindo missões robóticas a Marte, disse George.
A equipe também notou uma surpresa nas descobertas. Conforme a Orion passava pelos Cinturões de Van Allen, a espaçonave fez um giro para executar uma queima do propulsor, garantindo que estava na trajetória correta. Durante o giro, os níveis de radiação dentro da cápsula caíram em 50% porque a manobra colocou mais blindagem da Orion dentro do caminho da radiação, disse George.
As medições feitas durante a Artemis I podem informar o projeto de futuras missões espaciais humanas, disseram os autores do estudo.
Se uma tempestade solar ocorresse enquanto os astronautas da Artemis estivessem no espaço, ela poderia durar dias.
O conceito de abrigo contra tempestades foi alterado para a Artemis II, já que o abrigo menor a bordo da Artemis I pode não ser grande o suficiente para a tripulação realizar as operações normais caso tenham que permanecer lá por um longo período durante uma tempestade solar, também conhecida como evento de partículas solares.
“Na Artemis II, a tripulação irá (por bungee) amarrar suprimentos à parede menos protegida da nave espacial Orion”, disse George por e-mail.
“Isso significa que durante um evento energético de partículas solares a tripulação poderá usar muito mais da cabine enquanto ainda estará efetivamente protegida da radiação. Será realmente interessante testar isso no espaço, com a tripulação no circuito.”
O estágio central para o poderoso foguete Artemis II chegou ao Kennedy Space Center da NASA na Flórida durante o verão, e a montagem já está em andamento para o foguete Artemis III. Artemis III — previsto para 2026 — pretende pousar uma mulher e uma pessoa de cor no polo sul lunar pela primeira vez.
Enquanto isso, a tripulação da Artemis II, incluindo os astronautas da NASA Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e o astronauta da Agência Espacial Canadense Jeremy Hansen, foram treinamento de campo na Islândia. Embora não façam um pouso, a tripulação viajará 4.600 milhas (7.402 quilômetros) além do lado oculto da lua para capturar imagens de características da superfície lunar, como crateras, da órbita.
“Ter humanos segurando a câmera durante uma passagem lunar e descrevendo o que estão vendo em uma linguagem que os cientistas podem entender é uma bênção para a ciência”, disse Kelsey Young, líder de ciência lunar da Artemis II e oficial científica do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em um comunicado.
“Em grande parte, é para isso que estamos treinando os astronautas quando os levamos a esses ambientes semelhantes à Lua na Terra.”