EUA planejam tecnologia para reabastecer satélites e construir fábricas no espaço – Quartz

O governo dos EUA quer que hardwares mais caros sejam mantidos e até construídos no espaço, e não na Terra.

As atividades espaciais adicionam bilhões à economia dos EUA, mas a incapacidade de construir em órbita limita essa contribuição. Agora, novas tecnologias desenvolvidas pelo governo dos EUA e empresas privadas mostram o que é preciso para começar a prestar serviços de manutenção, montagem e até fabricação no espaço. Especialistas dizem que é o caminho para fábricas em órbita e habitação de longo prazo na Lua.

O primeiro passo será reabilitar satélites desatualizados em vez de substituí-los. A NASA está planejando sua primeira missão para reabastecer uma espaçonave. A empresa aeroespacial Northrop Grumman já realizou duas missões para prolongar a vida útil dos satélites e em breve venderá um robô espacial projetado para fazer o mesmo. A Casa Branca divulgou uma estratégia nacional para desenvolver essas tecnologias em abril, liderada pelo conselheiro de política espacial Ezinne Uzo-Okoro, especialista em montagem de robótica que trabalhou anteriormente para a NASA.

“É um grande negócio porque significa que todos os departamentos e agências do governo dos EUA se reuniram e não apenas decidiram que essa era uma questão importante, mas também conseguiram chegar a um consenso sobre como o governo dos EUA deveria incentivar serviço de satélite”, diz Brian Weeden, especialista em política espacial da Secure World Foundation.

Por que já não fazemos esse trabalho no espaço?

Quando a Estação Espacial Internacional estava em construção na primeira década do século 21, construir no espaço significava que humanos em trajes espaciais estavam no vácuo, usando ferramentas manuais para juntar conchas e módulos pré-montados na Terra. A robótica e os computadores usados ​​em voos espaciais não eram avançados o suficiente para fazer o trabalho por conta própria, e até mesmo o espaçoso compartimento de carga do ônibus espacial era pequeno demais para caber em um habitat totalmente montado.

Pamela Melroy, atualmente vice-administradora da NASA, foi uma astronauta que ajudou a montar o laboratório em órbita, pilotando duas missões de ônibus espaciais em 2000 e 2002 e comandando uma terceira em 2007.

“O que fizemos na órbita baixa da Terra com astronautas, robótica e caminhadas espaciais foi incrível”, disse ele. Mas não podemos depender dos astronautas para fazer a rotina de manutenção da espaçonave, explica. As caminhadas espaciais são muito perigosas, particularmente mais distantes do planeta, onde a radiação é uma ameaça maior.

Em vez disso, robôs avançados podem fazer o trabalho, se puderem encontrar um satélite em órbita, encontrá-lo com segurança, agarrá-lo e consertar o que precisar ser feito.

O desafio enfrentado pelo serviço no espaço é que a maioria das naves espaciais não é projetada para isso. Imagine tentar reabastecer um carro que não tem entrada de gás; envolveria de alguma forma abrir o sistema de propulsão e fechá-lo novamente.

Em um mundo onde os lançamentos de foguetes eram pouco frequentes, o hardware espacial foi projetado para durar décadas antes de ser descartado. Mas, à medida que novas empresas de foguetes tornam a órbita mais acessível e os ativos de lá se tornam mais importantes, faz menos sentido simplesmente abandoná-los. E se eles pudessem ser reabastecidos, reformados ou reciclados? E se as ferramentas para esses trabalhos também possibilitassem projetos orbitais mais ambiciosos e lucrativos?

“Em vez de desembolsar US$ 200 milhões cada um por um ativo, eles gostariam de manter o que têm em órbita e torná-lo útil de uma maneira diferente”, diz Tracy Kortes, gerente de desenvolvimento de tecnologia da NASA.

Mas antes que os construtores de satélite comecem a instalar coisas como portas de combustível em suas naves espaciais, eles precisam estar convencidos de que vale a pena a despesa extra. É um “problema do ovo e da galinha”, diz Melroy, mas está prestes a ser consertado.

Primeiro passo: mantenha-o simples

Após seu tempo como astronauta, Melroy tornou-se executiva da Darpa, o centro de tecnologia avançada dos militares. A organização tinha um plano ambicioso para reabastecer naves espaciais, que ela disse estar “muito à frente de seu tempo”. Sob sua liderança, ele criou um projeto chamado Geostationary Satellite Robotic Service, ou RSGS, em parceria com uma empresa chamada Space Logistics, LLC, uma subsidiária da Northrop Grumman.

Foco? Mantenha as coisas simples, diz Joe Anderson, vice-presidente de Logística Espacial. Os satélites mais caros (e, portanto, os principais alvos do serviço) voam bem acima da Terra em órbitas geoestacionárias que os mantêm alinhados sobre um ponto específico do planeta. Na maioria das vezes, eles são aposentados não porque são obsoletos, mas porque ficam sem combustível para mantê-los no lugar.

A equipe da Space Logistics percebeu que, embora os satélites não estejam configurados para reabastecimento, eles são projetados para acoplar aos foguetes que os lançam. Um veículo pode se conectar a esses adereços e usar seu próprio sistema de propulsão para manter o satélite no lugar certo. Em 2020 e 2021, a Space Logistics lançou duas missões com seus Veículos de Extensão de Missão, que se conectaram com sucesso a satélites operados pela Intelsat para mantê-los em órbita.

Agora, a empresa está construindo seu veículo Mission Robotics. Em vez de se conectar diretamente ao satélite de um cliente, o MRV usará um braço robótico desenvolvido pela Darpa para conectar uma unidade do tamanho de uma mini geladeira chamada Mission Extension Pod (MEP) à espaçonave. O MEP terá um sistema de propulsão e combustível suficiente para manter o satélite funcionando por mais seis anos.

Uma missão mais ambiciosa está a caminho. No início deste ano, a NASA assinou o projeto de seu próprio servidor robótico, conhecido como OSAM-1. Em 2025, a espaçonave será lançada em órbita e reabastecer o Landsat 7, um dos satélites de observação da Terra da NASA. Ele usará ferramentas robóticas para cortar o escudo térmico e remover os cabos de metal que prendem uma tampa na válvula de combustível, bombear novo propulsor e tentar fechar tudo novamente.

Depois disso, uma carga útil da espaçonave desenvolvida pela empresa de infraestrutura espacial Redwire tentará construir uma antena e um feixe de comunicações que possam ser usados ​​para enquadrar uma estação espacial.

O futuro da construção de coisas no espaço

O serviço via satélite é o primeiro passo para essas tecnologias porque é algo que obviamente agrega valor agora e as pessoas estão dispostas a pagar por isso. A Astroscale, uma empresa com sede em Tóquio que lançou uma missão de demonstração no ano passado para mostrar que poderia usar sua espaçonave para capturar e descartar um satélite morto, ganhou recentemente um investimento de 14,8 milhões de euros (US$ 15,4 milhões). de sua remoção de detritos. nave espacial.

“Sabemos que a sustentabilidade em órbita é um grande negócio”, disse Charity Weeden, diretora de políticas públicas da Astroscale, ao Quartz no ano passado. “Isso abre as portas para acessar serviços em órbita: guindastes, postos de combustível, oficinas mecânicas e muito mais.”

As mesmas tecnologias necessárias para consertar ou descartar um satélite no espaço podem ser usadas, por exemplo, para construir satélites, telescópios ou estações espaciais muito maiores em órbita.

“A chave aqui, é claro, é a capacidade de construir coisas que são muito maiores do que o que pode realmente caber dentro do convés do foguete”, diz Melroy. O Telescópio Espacial James Webb, lançado no ano passado, exigia que seu enorme espelho fosse dobrado como origami, adicionando risco e complexidade. Telescópios mais baratos e mais poderosos poderiam ser construídos se robôs pudessem montá-los em órbita.

As mesmas tecnologias também reduziriam o custo de fabricação de bens no espaço. Contar com astronautas e instalações caras torna esses bens proibitivamente caros. Infraestrutura autônoma mais barata pode ser um divisor de águas para empresas que acreditam que produtos exclusivos podem ser feitos em microgravidade, como fibra ótica ultraeficiente ou novos medicamentos.

E essas ideias até se relacionam com o plano de retornar à Lua. Os engenheiros espaciais salivam com a ideia de extrair gelo lunar e transformá-lo em água, oxigênio e combustível de foguete, mas isso também precisa do tipo de detecção e manipulação autônoma que o serviço de satélite demonstrará.

Na Casa Branca, Uzo-Okoro está trabalhando para pavimentar esse caminho. Uma tarefa fundamental, diz ele, será alinhar o investimento do governo por trás dessas ferramentas, para que as empresas tenham um sinal claro de demanda que possam mostrar aos seus investidores.

“Como usamos o poder de compra do governo para facilitar o crescimento da indústria?” ele pergunta, citando algumas ideias em potencial, desde a criação de um índice público de todas as maneiras pelas quais o governo poderia usar os serviços espaciais na próxima década, até o agrupamento de fundos e tecnologia em torno de objetivos específicos, até a seleção de satélites como alvos para extensão da vida. Membros de sua força-tarefa de agência governamental estão descobrindo isso agora.

“Se nós, como governo, pudermos mostrar que é possível integrar com segurança todas essas tecnologias, [it will] permitir [private companies] vá lá e construa todos esses novos modelos de negócios realmente empolgantes”, diz Melroy.