Brasil testa Plataforma Suborbital de Microgravidade na Barreira do Inferno

Lançar uma cápsula acima de 100 km de altitude até a microgravidade, realizar experimentos científicos e recuperar as amostras intactas à Terra por meio de um sistema de paraquedas que permitirá um novo modelo de análise dos resultados.

É isso que o Brasil testa com a Plataforma Suborbital de Microgravidade (PSM-R), uma espécie de laboratório espacial acoplado a um foguete. O lançamento será feito na Barreira do Inferno, em Parnamirim (RN), o centro aeroespacial mais antigo da América do Sul. O nome faz referência às falésias avermelhadas da região.

A operação, que envolve a Força Aérea Brasileira (FAB), começou no dia 31 de agosto e deve ser concluída no próximo dia 19.

Se o teste for concluído com sucesso, esta será a primeira vez que uma pesquisa com plataforma brasileira fará o resgate dos itens lançados para análise após condições reais de voo. A forma mais comum de transmissão das pesquisas brasileiras hoje é a telemetria (coleta de dados a distância).

🌎Mas qual o motivo de realizar experimentos fora da atmosfera da Terra? E o que representa recuperar os experimentos sem danos❓ Por que isso é considerado importante pelos cientistas?🧑‍🔬

Segundo a Agência Espacial Brasileira (AEB), as condições de microgravidade permitem o desenvolvimento de experimentos científicos e tecnológicos, como estudos de novos materiais, de processos de combustão, de medicamentos e de agricultura espacial.

🌌O que é a microgravidade? A microgravidade não representa a ausência total de gravidade, mas sim, uma condição em que sua influência é significativamente reduzida. Nesse ambiente, fenômenos físicos e químicos ocorrem de forma distinta, permitindo, por exemplo, uma cristalização mais uniforme de moléculas. Esse comportamento é especialmente relevante para pesquisas nas áreas farmacêutica, alimentícia e de materiais.

Ex-servidor da Agência Espacial Brasileira (AEB) e autor dos livros "Agência Espacial Brasileira: Um diagnóstico de Gestão" e "Brazilian Space: 15 Anos de Espaço e Informação", o mestre em Mecatrônica Rui Botelho explica que a cristalização dos medicamentos em microgravidade, por exemplo, ajuda a eliminar as imperfeições nas estruturas moleculares geradas em solo.

Um exemplo recente do impacto desta descoberta foi a missão da Varda Space Industries, em 2023, que conseguiu cristalizar o medicamento Ritonavir, utilizado no tratamento de pacientes com HIV, em um laboratório espacial.

"Certos cristais quando são produzidos artificialmente aqui na Terra não são cristais perfeitos, por conta da gravidade. Por mais que existam métodos que minimizem isso, no espaço, sem a gravidade, esses cristais crescem muito mais homogêneos e muito mais simétricos", detalhou o ex-servidor da AEB, para demonstrar a relevância da operação.

O teste realizado no Brasil é feito com um foguete de nove metros de comprimento, o equivalente a um prédio de três andares, que vai levantar voo a um ponto superior a 100 km de altitude, cerca de 10 vezes mais alto do que um avião comercial.

O país já utiliza plataformas que funcionam como laboratório espacial, mas compradas do exterior. Caso o teste dê certo, o Brasil poderá garantir lançamentos periódicos com um equipamento nacional.

"Seremos capazes de produzir nossa própria plataforma. É um avanço na direção de nossa autonomia em voos suborbitais", afirmou o presidente da AEB, Marco Antonio Chamon.

Como funcionam foguete e plataforma

A Plataforma Suborbital de Microgravidade foi enviada acoplada na parte superior do foguete brasileiro VS-30 V16.

Desenvolvido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), o VS-30 V16 é considerado um foguete suborbital, ou seja, não foi feito para permanecer em órbita, mas atingir altitudes superiores a 100 quilômetros.

"Esta plataforma suborbital de microgravidade é usada para levar experimentos até acima de 100 km, o que já é considerado espaço, e permanecer na condição de microgravidade em um tempo de 6 a 8 minutos", explicou Luis Cláudio de Oliveira Silva, professor do curso de Engenharia Aeroespacial da Universidade Federal do Maranhão (UFMA).

Ele explicou que, depois do voo, a plataforma retorna presa ao paraquedas para que os experimentos embarcados possam ser retirados e analisados.

Segundo o especialista, o foguete ejeta a plataforma, que aciona um sistema de estabilização e fica "parada". "Nesse momento os experimentos são acionados", ressaltou.

Rui Botelho completou dizendo que o motor do foguete é ligado por cerca de 30 segundos e, em seguida, viaja em uma parábola. A plataforma, em certo momento, se desacopla do foguete e segue para atingir o ponto mais alto desse trajeto.

"Ele vai chegar a uma altitude próxima do espaço, algo em torno de 100 km, um pouco mais, um pouco menos, vai depender muito do perfil da missão. E, quando estiver chegando na parte mais alta dessa parábola, passa-se ter a sensação de quase falta de gravidade, a microgravidade. É nesse momento que os experimentos são realizados. E eles são testados ali", explicou.

Resgate da plataforma

Após atingir o apogeu e realizar os experimentos, a plataforma cai por gravidade retornando à Terra. Ela, primeiro, segue em queda livre, e, depois de certa altitude, abre o primeiro paraquedas.

"É um paraquedas guia, que ele faz com que a plataforma tenha uma certa desaceleração, mas que todos os cabos do paraquedas principal sejam tensionados, de modo que o paraquedas não embole[...] Num certo momento, esse paraquedas completo se abre, freia a plataforma e diminui sua velocidade de queda, de modo a permitir que ela seja recuperada", explicou Botelho.

A cápsula cai geralmente no mar e é resgatada por equipes especializadas. A localização especulada da queda é projetada antes do voo, mas pode sofrer influências, como do vento e das correntes marítimas. Em queda livre, ela sofreria menos influência de elementos do vento e outros elementos que podem desviar, mas não voltaria intacta.

Há um sistema implantado que permite a localização do equipamento. "Dentro da plataforma, há um GPS. Ao cair, a plataforma envia sinais de rádio que indicam a sua localização, obtidas a partir deste GPS. Ela foi desenvolvida para flutuar e, por isso, mesmo na água, ela continua enviando este sinal de rádio. Um helicóptero da FAB recebe o sinal e faz o resgate", explicou o professor Luís Cláudio, que fez parte da equipe que produziu o equipamento de resgate.

Embora o foguete lançador não seja reutilizável, a plataforma pode ser reaproveitada até quatro vezes, reduzindo o custo e o tempo para novos lançamentos, segundo a AEB.

🚀Lançamento em 2022

Há quatro anos, o Brasil lançou, da base de Alcântara, no Maranhão, o foguete VSB-30 com o Modelo de Qualificação da Plataforma Suborbital de Microgravidade (MQ-PSM). Essa operação também testou os experimentos em microgravidade.

📡Na oportunidade, os dados foram comprovados por telemetria, um sistema que monitora e recebe dados de foguetes e dos experimentos em tempo real.

A operação no RN foca na recuperação da plataforma. "O foco da Operação Potiguar 2 está no comportamento do sistema de recuperação da PSM-R. A qualificação permite verificar se os sistemas responsáveis pela recuperação desempenham as funções previstas em condições reais de operação", destacou a FAB em nota.

Para Botelho, especialista em voos aeroespaciais, a própria plataforma pode ser considerada como um teste tecnológico entre os enviados nesta missão, já que ainda busca uma primeira operação de sucesso na recuperação da plataforma.

🌱Agricultura espacial

Pesquisador de agricultura espacial, o professor universitário Paulo Hercílio Viegas Rodrigues, do Departamento de Produção Vegetal da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP) diz que um dos experimentos enviados é composto por um Cubesat 1U - um minissatélite - com microrganismos liofilizados e biodosímetros de radiação.

Os microrganismos liofilizados são fungos ou bactérias que passaram por um processo de desidratação a frio para resistirem à viagem sem estragar. Já os biodosímetros são pequenos sensores que medem a quantidade de radiação que o experimento recebeu durante o voo.

O objetivo, segundo o professor Paulo Hercílio, é entender como esses microrganismos resistem às condições extremas de uma missão espacial e se conseguem manter a viabilidade após o voo.

"Recuperar a carga útil após o lançamento será fundamental para o sucesso da missão como um todo. Na área agrícola, poderemos nos beneficiar em experimentos relacionados ao melhoramento genético, induzindo mutações em diferentes tipos de explantes e microrganismos, além do desenvolvimento de equipamentos para o cultivo de plântulas em órbita baixa", explicou.

Segundo o professor, esse experimento vai manter um minissatélite de controle com os mesmos microrganismos e sensores na Terra. "Após a recuperação do Cubesat que irá para o espaço, serão realizadas as análises comparativas", disse.

Enquanto os experimentos são gerados, em Terra o pesquisador e equipe vão gerar microgravidade - em processo chamado de clinorotação - em um clinostato no Laboratório de Microgravidade de Plantas da ESALQ-USP.

"Desse modo, poderemos comparar os efeitos gerados nos microrganismos em um lançamento real e em um ambiente de microgravidade gerada por clinorotação", afirmou.

Atualmente, testes espaciais desse tipo são realizados em estações como a Estação Espacial Internacional ou a chinesa Tiangong, com acesso e custo restritivos, pontuou o professor.

Ele reforça que a agricultura espacial é importante para o Brasil porque impulsiona o desenvolvimento de tecnologias agrícolas de ponta, já que o Brasil contribui com os Acordos Artemis da NASA, levando a excelência nacional em agronomia para o suporte de missões de longa duração na Lua e em Marte.

"Esse tipo de estudo é importante porque, no futuro, microrganismos poderão ser aliados fundamentais em missões espaciais de longa duração, contribuindo, por exemplo, para o cultivo de plantas, a ciclagem de nutrientes, a produção de alimentos e o desenvolvimento de sistemas biológicos mais sustentáveis fora da Terra", defendeu o professor.

O laboratório da Esalq atualmente trabalha desenvolvendo equipamentos e acessórios destinados ao estudo do efeito da microgravidade, no espaço, e da gravidade relativa, em Marte e na Lua. "A criação desses equipamentos será fundamental para o estudo do comportamento de plantas de interesse a serem cultivadas nesses ambientes fora da Terra", argumentou.

Os experimentos científicos e tecnológicos a serem realizados em voos suborbitais e orbitais são selecionados pelo Programa Microgravidade da AEB. "A intenção é que, uma vez que esta plataforma esteja totalmente testada e qualificada, este tipo de operação ocorra com certa frequência, levando pesquisas e experimentos de universidades e empresas privadas para o ambiente de microgravidade", reforçou o professor Luis Cláudio de Oliveira Silva, da UFMA.

🪐💰Mercado aeroespacial

O presidente da Agência Espacial Brasileira, Marco Antonio Chamon, avalia que as bases de lançamento brasileiras, especialmente a de Alcântara, no Maranhão, estão entre as mais bem posicionadas no mundo, "dando ao Brasil vantagem estratégica nesse setor".

Chamon diz que atualmente existem cerca de 18 mil satélites ativos em órbita e que a estimativa é que esse número chegue a 500 mil até 2040. Por isso, reforça a necessidade de manter bases em funcionamento.

"Manter nossas bases ativas e em operação permite não apenas testarmos nossos próprios foguetes, mas também oferecermos comercialmente esse serviço a outros países. A empresa coreana Innospace foi a primeira que utilizou esse serviço de forma comercial e outras estão em negociação para também utilizar o Centro de Lançamento de Alcântara", falou.

O presidente da EAB cita que o desenvolvimento de tecnologias nacionais para lançamento, foguetes, satélites, infraestrutura de solo ou aplicações faz o Brasil avançar na busca de autonomia e de benefícios para a sociedade.

Ele cita aplicações espaciais nas áreas de agricultura, monitoramento de biomas, prevenção e mitigação de desastres naturais, ordenamento territorial e meteorologia, por exemplo.

"Desenvolvimento de tecnologias de alta complexidade, como as tecnologias espaciais, também gera criação de novas empresas, empregos de alta capacitação e produtos com alto valor agregado, movimentando a economia espacial. Essa economia está estimada hoje em US$ 600 bilhões e deve chegar, segundo cálculo do Fórum Econômico Mundial, em 1,8 trilhões de dólares em 2035", pontuou.