As missões Artemis utilizam as mais recentes cápsulas espaciais desenvolvidas pela agência espacial norte-americana, NASA, e que são capazes de enviar astronautas à Lua, sendo também uma peça fundamental para, eventualmente, os enviar para Marte.
O Módulo da Tripulação e de Serviço da Orion levará os astronautas para o espaço profundo. O sistema de abortagem de lançamento, localizado no topo da cápsula espacial, é apenas utilizado para afastar o Módulo da Tripulação e os astronautas que se encontram no seu interior em segurança do foguetão em caso de emergência, e será descartado após um lançamento e ascensão bem-sucedidos a bordo do foguetão Space Launch System.
O Módulo da Tripulação da Orion, tira partido de mais de 60 anos de experiência da NASA em exploração espacial. Construído pela Lockheed Martin, a principal empresa contratada para a sua construção, pode fornecer espaço habitável a quatro astronautas em missões até 21 dias, sem necessidade de acoplamento a outra nave espacial. Os avanços tecnológicos para viagens no espaço profundo, como o suporte de vida, os sistemas aviónicos, os sistemas de energia e a proteção térmica de última geração, apoiarão a tripulação durante o lançamento, a amaragem e a recuperação.
A estrutura subjacente do Módulo da Tripulação é designada por “embarcação de pressão”. Este consiste em sete grandes peças de liga de alumínio unidas por soldadura por fricção na Instalação de Montagem Michoud da NASA, em Nova Orleães. O processo produz uma cápsula hermética, forte e leve.
A cobertura protectora nas laterais cónicas do Módulo da Tripulação, conhecida como “backshell”, envolve o compartimento pressurizado e é composta por 1.300 placas de protecção térmica. Estas placas são feitas de um material de fibra de sílica semelhante ao utilizado há mais de 30 anos no vaivém espacial e protegem a nave espacial tanto do frio do espaço como do calor extremo da reentrada atmosférica.
A parte inferior da cápsula, que enfrentará as temperaturas mais elevadas durante o regresso da Orion à Terra, está coberta pelo maior escudo térmico ablativo do mundo, com 5 metros de diâmetro. O escudo térmico protege a Orion na sua entrada na atmosfera terrestre, viajando inicialmente a cerca de 40.000 km/h e suportando temperaturas de quase 2.750 °C — cerca de metade da temperatura do Sol.
A superfície exterior do escudo térmico é feita de blocos de um material chamado Avcoat, uma versão reformulada do material utilizado nas cápsulas Apollo. Durante a descida, o Avcoat sofre ablação, ou seja, queima de forma controlada, transportando o calor para longe da Orion.
A cobertura frontal do compartimento superior do Módulo da Tripulação protege a parte superior da cápsula e os pára-quedas da Orion durante o lançamento, o voo orbital e a reentrada. É revestida com as mesmas placas de proteção térmica da parte traseira da cápsula. Após a reentrada na atmosfera terrestre, é ejectada a uma altitude de aproximadamente 7.000 metros para permitir a abertura do sistema de pára-quedas.
O Módulo da Tripulação possui um sistema de propulsão composto por 12 pequenos motores denominados “propulsores do sistema de controlo de reacção”. Quando o Módulo da Tripulação se separa do módulo de serviço para a reentrada, os 12 propulsores são utilizados para guiar o Módulo da Tripulação, garantir que está corretamente orientado com o escudo térmico virado para baixo e manter a nave espacial estável durante a descida.
No interior da Orion, uma estrutura de alumínio com vigas entrecruzadas, chamada de “conjunto da espinha dorsal”, fornece a estrutura do piso onde os assentos da tripulação são fixados e onde ficam os compartimentos de armazenamento da tripulação. A maior parte do equipamento que a tripulação necessitará para viver no espaço em futuras missões é aqui armazenado.
Os quatro assentos do Módulo da Tripulação foram concebidos para acomodar quase 99% da população humana. Os assentos são ajustáveis para garantir que os astronautas conseguem alcançar todos os controlos enquanto estão nos seus fatos espaciais pressurizados.
Diversas comodidades ajudam os astronautas a sentirem-se em casa. Tanques e um dispensador fornecem água potável e uma forma simples de se reidratar e aquecer alimentos. O compartimento de higiene da Orion conta com uma nova sanita compacta, com um design que facilita a utilização no espaço tanto para homens como para mulheres. Um aparelho de exercício integrado proporciona treino aeróbico e de força aos tripulantes. Em caso de um evento de radiação, como uma erupção solar, os membros da tripulação podem abrigar-se em dois grandes compartimentos de armazenamento no piso da cápsula, utilizando os materiais densos a bordo como blindagem.
Os astronautas operam a Orion utilizando um sofisticado sistema de exibição e controlo que emprega software avançado para auxiliar a tripulação. A tripulação pode comandar a cápsula espacial utilizando apenas três ecrãs, cerca de 60 interruptores físicos, dois controladores manuais de rotação, dois controladores manuais de translação e dois dispositivos de controlo do cursor. Estão também programados procedimentos electrónicos no sistema para auxiliar a tripulação nos processos diários e de emergência, poupando tempo e espaço e tornando obsoletos os volumosos manuais de operação do sistema em papel.
Os sistemas de controlo ambiental e de suporte de vida tornam o Módulo da Tripulação um local habitável para os astronautas. Um novo sistema regenerável remove o dióxido de carbono e a humidade, mantendo o ar da cabine limpo. O sistema também mantém a temperatura e a pressão da nave espacial e detecta se o ambiente interior se torna inseguro. Os fatos espaciais do Sistema de Sobrevivência da Tripulação da Orion interagem com o sistema de suporte de vida para manter os astronautas vivos até seis dias, permitindo-lhes regressar à Terra em caso de despressurização da cabine.
O Módulo da Tripulação alberga o sistema de pára-quedas da Orion. Os pára-quedas garantem uma amaragem segura para os astronautas que regressam à Terra a alta velocidade na nave espacial. A atmosfera terrestre, atuando como um travão na Orion, reduz inicialmente a velocidade da cápsula espacial de cerca de 40.000 km/h para 523 km/h. De seguida, o sistema de 11 pára-quedas é accionado numa sequência precisa para reduzir a velocidade da Orion para cerca de 32 km/h, para a amaragem no Oceano Pacífico.
Por baixo do módulo da tripulação encontra-se o Módulo de Serviço Europeu da Orion, fornecido pela ESA (Agência Espacial Europeia) e construído pela Airbus, a principal contratada do projecto. O Módulo de Serviço é o coração da nave espacial, responsável pelo fornecimento de energia eléctrica, propulsão, controlo térmico, ar e água.
O Módulo de Serviço da Orion fornece a capacidade de propulsão que permite à cápsula espacial orbitar a Lua e regressar nas suas missões. O Módulo de Serviço possui 33 motores de tamanhos variados. O motor principal proporciona uma grande capacidade de manobra no espaço, incluindo a inserção da Orion em órbita retrógrada distante e o regresso à Terra. Os 24 propulsores de controlo de reação são utilizados para direccionar e controlar a Orion em órbita. São também utilizados oito motores auxiliares para manobras de translação, actuando essencialmente como reserva para o motor principal. O sistema de propulsão tem também a capacidade de trazer a tripulação de volta à Terra em diversas situações de emergência, incluindo cenários de abortagem após o sistema de abortagem de lançamento já ter sido ejectado.
O sistema de fornecimento de energia eléctrica do módulo de serviço fornece energia a toda a nave Orion. O sistema faz a gestão da energia gerada pelos quatro painéis solares do módulo, que fornecem electricidade suficiente para abastecer duas casas de três quartos. Um total de 15.000 células solares nos quatro painéis são utilizadas para converter a luz em electricidade, e os painéis podem rodar para se manterem alinhados com o Sol, maximizando a produção de energia.
O sistema de controlo térmico inclui radiadores e permutadores de calor para manter os astronautas e os equipamentos a uma temperatura confortável. O sistema de controlo térmico possui uma parte activa, que transfere o calor de toda a nave espacial para os radiadores do módulo de serviço, e uma parte passiva, que protege o módulo de serviço dos ambientes térmicos interiores e exteriores.
O sistema de armazenamento de consumíveis do Módulo de Serviço fornece água potável, azoto e oxigénio ao módulo da tripulação, armazenados em tanques. A água potável é fornecida pelo sistema de distribuição de água, atendendo às necessidades de água potável da tripulação durante toda a missão. O oxigénio e o azoto são fornecidos pelo sistema de distribuição de gases, sendo a quantidade de gases em cada tanque ajustável de acordo com o perfil da missão.
O Módulo da Tripulação da Orion irá separar-se do Módulo de Serviço pouco antes de reentrar na atmosfera terrestre. O Módulo da Tripulação é a única parte da Orion que regressa à Terra no final de cada missão. Nos primeiros voos, componentes de alto valor do Módulo da Tripulação, como sistemas aviónicos e sistemas de controlo ambiental e suporte de vida, serão reutilizados, com planos para reutilizar mais componentes em missões posteriores.
Através das missões Artemis, a NASA abrirá caminho para uma presença lunar sustentável a longo prazo e servindo de trampolim para futuras missões de astronautas a Marte.
Imagens: NASA