Elon Musk nunca foi de manter seus planos de longo prazo para si. Além do desenvolvimento de foguetes reutilizáveis, carros elétricos e revolucionar a energia solar, ele também foi bastante sincero sobre o estabelecimento de uma colônia em Marte durante sua vida. O objetivo aqui é nada menos do que garantir a sobrevivência da raça humana, criando um "local de backup", e exige algum planejamento e arquitetura sérios.
Esses e outros aspectos da missão proposta de Musk a Marte foram descritos em um ensaio intitulado "Tornar os seres humanos uma espécie multi-planetária", publicado na edição de junho de 2017 da revista New Space. O artigo é um resumo da apresentação que ele fez na 67ª Reunião Anual do Congresso Astronáutico Internacional, que aconteceu de 26 a 30 de setembro de 2016, em Guadalajara, México.
O artigo foi produzido por Scott Hubbard, professor consultor da Stanford University e editor-chefe da NewSpace, e inclui todo o material e slides da apresentação original de Musk. Contém os pensamentos de Musk sobre como a colonização de Marte poderia ser realizada neste século e quais questões precisariam ser abordadas.
Isso inclui os custos de envio de pessoas e cargas para Marte, os detalhes técnicos do foguete e do veículo que faria a viagem e possíveis avarias e cronogramas de custos. Mas é claro, ele também aborda as principais questões filosóficas - "Por que ir?" e "Por que Marte?"
Abordar esta primeira questão é um dos aspectos mais importantes da exploração espacial. Lembra-se do icônico discurso "Escolhemos ir para a Lua" de John F. Kennedy? Longe de ser apenas uma declaração de intenções, esse discurso foi uma justificativa do governo Kennedy para todo o tempo, energia e dinheiro que estava comprometendo com o programa Apollo. Como tal, o discurso de Kennedy enfatizou acima de tudo por que o objetivo era um empreendimento nobre.
Ao olhar para Marte, Musk adotou um tom semelhante, enfatizando a sobrevivência e a necessidade da humanidade de se expandir para o espaço. Como ele declarou:
“Acho que existem realmente dois caminhos fundamentais. A história vai bifurcar-se ao longo de duas direções. Um caminho é permanecermos na Terra para sempre, e então haverá algum evento de extinção eventual. Não tenho uma profecia imediata para o dia do juízo final, mas, eventualmente, sugere a história, haverá algum evento do dia do julgamento final. A alternativa é se tornar uma civilização portadora do espaço e uma espécie multi-planetária, que espero que você concorde que seja o caminho certo a seguir. ”
Quanto ao que faz de Marte a escolha natural, foi um pouco mais difícil de vender. É verdade que Marte tem muitas semelhanças com a Terra - por isso é chamado de "Gêmeo da Terra" - o que a torna um alvo tentador para a pesquisa científica. Mas também tem algumas diferenças bastante marcantes que fazem com que estadias prolongadas na superfície pareçam menos do que atraentes. Então, por que seria a escolha natural?
Como explica Musk, a proximidade tem muito a ver com isso. Claro, Vênus está mais perto da Terra, chegando a 41 milhões de km (25.476.219 milhas), em comparação com 56 milhões de quilômetros (3.4796.787 milhas) com Marte. Mas o ambiente hostil de Vênus está bem documentado e inclui uma atmosfera superdensa, temperaturas quentes o suficiente para derreter chumbo e chuva de ácido sulfúrico! Mercúrio é muito quente e sem ar, e as luas jovianas estão muito distantes.
Isso nos deixa com apenas duas opções para o futuro próximo, no que diz respeito a Musk. Uma é a Lua, que provavelmente terá um acordo permanente nos próximos anos. De fato, entre a ESA, a NASA, Roscosmos e a Administração Espacial Nacional da China, não faltam planos para construir um posto avançado lunar, que servirá como sucessor da ISS.
Mas, comparado a Marte, é menos rico em recursos, não possui atmosfera e representa uma grande transição até a gravidade (0,165 g comparado a 0,376 g) e a duração do dia (28 dias vs. 24,5 horas). Aqui reside a maior razão para ir a Marte, que é o fato de que nossas opções são limitadas e Marte é o mais parecido com a Terra de todos os corpos que atualmente estão acessíveis a nós.
Além disso, Musk leva em consideração o fato de que os colonos poderiam começar a dar partida no processo de terraformação, para torná-lo ainda mais parecido com a Terra ao longo do tempo. Como ele afirma (negrito adicionado para enfatizar):
“De fato, agora acreditamos que o início de Marte era muito parecido com a Terra. De fato, se pudéssemos aquecer Marte, teríamos novamente uma atmosfera espessa e oceanos líquidos. Marte está cerca da metade mais longe do Sol do que a Terra, portanto ainda possui luz solar decente. Está um pouco frio, mas podemos aquecer. Tem uma atmosfera muito útil, que, sendo principalmente CO2 com nitrogênio e argônio e alguns outros oligoelementos, significa que podemos cultivar plantas em Marte apenas comprimindo a atmosfera.
“Seria muito divertido estar em Marte porque você teria uma gravidade que é cerca de 37% da da Terra, para que você pudesse levantar coisas pesadas e amarrar ao redor. Além disso, o dia está notavelmente próximo ao da Terra. Só precisamos mudar as populações, porque atualmente temos sete bilhões de pessoas na Terra e nenhuma em Marte. ”
Naturalmente, nenhuma missão pode ser esperada sem o veículo tão importante. Para esse fim, Musk usou a reunião anual do IAC para revelar os planos de sua empresa para o Sistema de Transporte Interplanetário. Uma versão atualizada do Mars Colonial Transporter (sobre o qual Musk começou a falar em 2012), o ITS consistirá em dois componentes principais - um foguete reutilizável e a espaçonave interplanetária.
O processo para chegar a Marte com esses componentes envolve algumas etapas. Primeiro, o foguete e a nave espacial decolam juntos e a nave espacial é lançada em órbita. Em seguida, enquanto a nave espacial assume uma órbita de estacionamento, o booster retorna à Terra para ser recarregado com a nave-tanque. Este veículo tem o mesmo design da nave espacial, mas contém tanques de propulsão em vez de áreas de carga.
O navio-tanque é então lançado em órbita com o booster, onde ele se encontra com a nave espacial e o reabastece para a viagem a Marte. No geral, o navio-tanque subirá de três a cinco vezes para encher os tanques da espaçonave enquanto estiver em órbita. Musk estima que o tempo de resposta entre o lançamento da espaçonave e a recuperação de booster pode chegar a 20 minutos.
Esse processo (se Musk conseguir o que quer) se expandirá para incluir várias naves espaciais que viajam de e para Marte a cada 26 meses (quando Marte e a Terra estão mais próximos):
“Você acabaria tendo mais de 1.000 ou mais naves espaciais esperando em órbita. Portanto, a frota colonial de Marte partiria em massa. Faz sentido carregar as naves espaciais em órbita porque você tem 2 anos para fazê-lo e, em seguida, pode fazer uso frequente do booster e do navio-tanque para obter uma reutilização muito pesada daquelas. Com a espaçonave, você recebe menos reutilização porque precisa considerar quanto tempo vai durar - talvez 30 anos, que podem ser de 12 a 15 vôos da espaçonave, no máximo. ”
Em termos de estrutura do foguete, ele consistiria em um exterior avançado de fibra de carbono ao redor dos tanques de combustível, que contaria com um sistema de pressurização autógeno. Isso envolve que o combustível e o oxigênio sejam gaseificados por meio de trocas de calor no motor, que seriam usadas para pressurizar os tanques. Este é um sistema muito mais simples do que o que está sendo usado atualmente para o foguete Falcon 9.
O impulsionador usaria 42 motores Raptor dispostos em anéis concêntricos para gerar empuxo. Com 21 motores no anel externo, 14 no anel interno e sete em um cluster central, o booster teria um impulso de decolagem estimado em 11.793 toneladas (13.000 toneladas) - 128 MegaNewtons - e um impulso de vácuo de 12.714 metros toneladas (14.015 toneladas) ou 138 MN. Isso tornaria a primeira espaçonave em que a barra de desempenho do foguete excede o tamanho físico do foguete.
Quanto à espaçonave, os projetos exigem uma seção pressurizada no topo com uma seção não pressurizada abaixo. A seção pressurizada acomodaria até 100 passageiros (pensou Musk espera eventualmente aumentar essa capacidade para 200 pessoas por viagem), enquanto toda a bagagem e carga necessárias para a construção da colônia marciana seriam mantidas na seção despressurizada abaixo.
Quanto aos compartimentos da tripulação, Musk certamente ilustrou como o tempo neles não seria entediante, já que o tempo de trânsito é longo. "Portanto, o compartimento da tripulação ou o compartimento dos ocupantes estão configurados para que você possa fazer jogos de gravidade zero - você pode flutuar", disse ele. “Haverá filmes, salas de aula, cabines e um restaurante. Vai ser muito divertido ir. Você vai se divertir!
Abaixo dessas duas seções, estão localizados os tanques de oxigênio líquido, tanque de combustível e naves espaciais. Os motores, que seriam diretamente conectados ao cone de empuxo na base, consistiriam em um anel externo de três motores no nível do mar - que geraria 361 segundos de impulso específico (ISP) - e um conjunto interno de seis motores a vácuo que geraria 382s ISP.
O exterior da espaçonave também será equipado com um campo de proteção, que será composto do mesmo material que a SpaceX usa em sua espaçonave Dragon. Isso é conhecido como um ablator de carbono impregnado de fenólico (PICA), do qual a SpaceX está em sua terceira versão. No total, Musk estima que a Nave Interplanetária poderá transportar 450 toneladas de carga para Marte, dependendo de quantas vezes o navio-tanque possa reabastecer a nave.
E, dependendo do encontro Terra-Marte, o tempo de trânsito pode ser de apenas 80 dias só de ida (calculando uma velocidade de 6 km / s). Mas com o tempo, Musk espera reduzir isso para apenas 30 dias, o que tornaria possível estabelecer uma população considerável em Marte em um período relativamente curto. Como Musk indicou, o número mágico aqui em 1 milhão, ou seja, o número de pessoas necessárias para estabelecer uma colônia auto-sustentável em Marte.
Ele admitiu que este seria um grande desafio e pode levar até um século para ser concluído:
“Se você só pode ir a cada 2 anos e se tiver 100 pessoas por navio, são 10.000 viagens. Portanto, pelo menos 100 pessoas por viagem é a ordem certa de magnitude e podemos acabar expandindo a seção de tripulação e, finalmente, levando mais de 200 ou mais pessoas por voo, a fim de reduzir o custo por pessoa. No entanto, 10.000 vôos são muitos, então você realmente gostaria da ordem de 1.000 navios. Levaria um tempo para construir até 1.000 navios. Quanto tempo levaria para atingir esse limiar de um milhão de pessoas, a partir do ponto em que o primeiro navio vai para Marte provavelmente estaria entre 20 e 50 pontos de encontro total de Marte - de modo que levaria de 40 a 100 anos para atingir uma auto-estima completa. sustentar a civilização em Marte. ”
Quando o ITS estiver pronto para o lançamento, será feito a partir da Plataforma de Lançamento 39A no Kennedy Space Center, na Flórida, que a SpaceX atualmente usa para conduzir lançamentos do Falcon 9. Mas, é claro, o aspecto mais assustador de qualquer esforço de colonização é o custo. Atualmente, e usando os métodos atuais, o envio de mais de 1 milhão de pessoas para Marte simplesmente não é acessível.
Usando os métodos da era Apollo como uma pedra de toque, Musk indicou que o custo para ir a Marte seria de cerca de US $ 10 bilhões por pessoa - o que é derivado do fato de o próprio programa custar entre US $ 100 e US $ 200 bilhões (ajustar a inflação) e resultar em 12 astronautas colocando os pés na Lua. Naturalmente, isso é alto demais para criar uma colônia auto-sustentável com uma população de 1 milhão.
Como resultado, Musk afirmou que o custo do transporte de pessoas para Marte teria que ser reduzido em 5 milhões de por cento! O desejo de Musk de reduzir os custos associados aos lançamentos espaciais é bem conhecido e é o motivo pelo qual ele fundou a SpaceX e começou a desenvolver tecnologia reutilizável. No entanto, os custos precisariam ser reduzidos ao ponto em que um bilhete para Marte custaria o mesmo que uma casa mediana - ou seja, US $ 200.000 - antes que qualquer viagem a Marte pudesse acontecer.
Quanto a como isso pode ser feito, várias estratégias são descritas, muitas das quais Musk e agências espaciais como a NASA já estão buscando ativamente. Eles incluem Reusabilidade total, onde todos os estágios de um foguete e seu módulo de carga (não apenas o primeiro) devem ser recuperáveis e reutilizáveis. O reabastecimento em Órbita é um segundo meio, o que significaria que a espaçonave não precisaria carregar todo o combustível necessário da Terra.
Além disso, teria de haver a opção de produção de propulsor em Marte, onde a nave espacial poderá reabastecer em Marte para fazer a viagem de volta. Este conceito foi explorado no passado para missões lunares e marcianas. E no caso de Marte, a presença de CO² atmosférico e congelado, e água no solo e nas calotas polares, significaria que o metano, o oxigênio e o hidrogênio poderiam ser fabricados.
Por fim, há a questão de qual propulsor seria melhor. Tal como está, existem opções básicas quando se trata - querosene (combustível de foguete), hidrogênio e metano. Tudo isso apresenta certas vantagens e pode ser fabricado in situ em Marte. Mas com base em uma análise de custo-benefício, Musk afirma que o metano seria o propulsor mais econômico.
Como sempre, Musk também levantou a questão dos cronogramas e dos próximos passos. Isso consistiu em um resumo das realizações da SpaceX ao longo da última década e meia, seguido por um resumo do que ele espera que sua empresa faça nos próximos anos e décadas.
Isso inclui o desenvolvimento da primeira nave espacial interplanetária em cerca de quatro anos, que será seguida por vôos de teste suborbitais. Ele até sugeriu como a sonda poderia ter aplicações comerciais, sendo usada para o transporte rápido de carga em todo o mundo. Quanto ao desenvolvimento do booster, ele indicou que esse seria um processo relativamente simples, uma vez que envolve apenas a ampliação do booster Falcon 9 existente.
Além disso, ele estimou que (supondo que tudo corra bem) um período de dez anos seria suficiente para reunir todos os componentes, de modo que funcionaria para levar as pessoas a Marte. Por último, mas não menos importante, ele ofereceu alguns vislumbres do que poderia ser realizado com o ITS além de Marte. Como o nome sugere, Musk espera realizar missões para outro destino no Sistema Solar algum dia.
Dadas as oportunidades para a produção de combustível no local (graças à abundância de gelo na água), as luas de Júpiter e Saturno foram mencionadas como possível destino. Mas além de luas como Europa, Encélado e Titã (todas mencionadas), até destinos na região trans-netuniana do Sistema Solar eram indicados como uma possibilidade.
Dado que Plutão também tem uma abundância de gelo de água em sua superfície, Musk afirmou que um depósito de reabastecimento poderia ser construído aqui para servir missões no Cinturão de Kuiper e na Nuvem de Oort. "Eu não recomendaria isso para viagens interestelares", ele admitiu, "mas esse sistema básico - desde que tenhamos postos de gasolina ao longo do caminho - significa acesso total a todo o sistema solar maior".
A publicação deste artigo, muitos meses após Musk apresentar os detalhes de seu plano à reunião anual da IAC, gerou naturalmente aprovação e ceticismo. Embora haja quem questione os prazos de Musk e sua capacidade de cumprir as propostas contidas nele, outros o veem como um passo crucial no cumprimento do desejo de Musk de ver a colonização de Marte acontecer neste século.
Para Scott Hubbard, serve como uma contribuição valiosa para a história da exploração espacial, algo que as gerações futuras poderão acessar para que possam traçar a história da exploração de Marte - da mesma forma que os materiais de arquivo da NASA são usados para estudar a história do pouso na lua. Como ele observou:
“Na minha opinião, a publicação deste artigo oferece não apenas uma oportunidade para a comunidade de espaçonaves de ler a visão da SpaceX impressa com todos os gráficos do contexto, mas também serve como uma valiosa referência de arquivo para futuros estudos e planejamento. Meu objetivo é tornar o New Space o fórum para publicação de novos conceitos de exploração - particularmente aqueles que sugerem um caminho empreendedor para os seres humanos que viajam para o espaço profundo. ”
Elon Musk não é estranho a pensar grande e sonhar grande. E, embora muitas de suas propostas no passado não tenham surgido no prazo que ele originalmente especificou, ninguém pode duvidar que ele foi entregue até agora. Será muito empolgante ver se ele pode assumir a empresa que ele fundou há 15 anos para promover a exploração de Marte e usá-la para liderar um esforço de colonização!
Atualizar: Musk twittou seus agradecimentos a Hubbard pela publicação e indicou que há algumas "grandes mudanças no plano em breve".
E não deixe de conferir este vídeo do discurso completo de Musk na 67ª reunião anual do IAC, cortesia da SpaceX:
