Gravidade artificial

É um fato que a exploração espacial vem avançando cada vez mais, com grandes evoluções e revoluções como o telescópio espacial James Webb, lançado ao espaço em 25 de dezembro de 2021, proporcionando descobertas e aprofundamentos sobre coisas já antes observadas e colocando até em xeque a teoria do Big Bang.

O que muitas pessoas sempre se perguntam e almejam é a ida de humanos a outros planetas, como Marte, mas são muitos os fatores necessários e problemas a serem resolvidos para que isso aconteça algum dia. Um problema a ser citado é a ausência aparente de peso, erroneamente chamada de “falta de gravidade” no espaço. Todos na Terra estão acostumados com a força gravitacional atraindo seus corpos para o centro do planeta, com uma aceleração de aproximadamente 9,98 m/s2. A ausência aparente de peso e, portanto, da força gravitacional como estamos habituados afeta o corpo negativamente.

O astronauta da ESA (European Space Agency) Matthias Maurer afirma, após semanas na Estação Espacial Internacional (ISS), que “[...] você não chega a se sentir tonto, mas quando eu acordo parece que meu cérebro ainda não está totalmente pronto e precisa de um pouco mais de tempo para acordar, e é isso que torna o trabalho aqui em cima mais difícil. Você comete mais erros e esquece as coisas mais depressa”. Além do problema mental, a ausência aparente de peso causa a perda da capacidade muscular e da resistência dos ossos que, mesmo com exercícios constantes, ainda não podem ser evitados. Por motivos como esses, é tido como essencial a permanência dos humanos em um ambiente submetido a algum tipo de força que simula a gravidade igual ou parecida com aquela do planeta Terra.

Quando se fala em gravidade artificial, logo vem à mente cenas dos filmes de ficção científica, onde, de forma comum, aperta-se um botão qualquer e a força da gravidade se estabelece rapidamente. Na verdade, um corpo que orbita o outro está querendo se deslocar em linha reta, saindo pela tangente da órbita, mas o corpo atrativo faz com que o corpo menor “caia” sobre ele. É essa “queda permanente” que causa a aparente ausência de força gravitacional (peso). Entretanto, um mecanismo que possa simular a gravidade da Terra está mais perto de ser realizado quanto se pensa. A empresa multinacional europeia Airbus já apresentou sua proposta de uma estação espacial com “gravidade artificial”. A proposta recapitula a famosa cena do filme “2001, uma odisseia no espaço", quando uma estação espacial em forma de anel duplo (ver figura abaixo) permanece em rotação ao redor de seu próprio eixo.

Figura 1. Estação espacial do filme “2001, uma odisseia no espaço”.

(BLUMEN & ÁVILA, 2018)

O que foi apresentado pela empresa Airbus é uma estação contendo uma centrífuga, que precisaria girar a uma velocidade de 2,55 m/s, para simular um valor de gravidade próximo ao de Marte, que é cerca de 38% da gravidade da Terra.

A gravidade artificial, também conhecida como aceleração artificial ou gravidade simulada, refere-se à criação de uma sensação de gravidade dentro de uma estrutura ou veículo espacial, mesmo que esteja em um ambiente de microgravidade, como o espaço sideral. Na verdade, os termos gravidade ou aceleração artificial e microgravidade são enganosos e errôneos. Porém, lutar contra a ausência aparente de peso é essencial para manter a saúde e o conforto dos astronautas durante missões espaciais prolongadas. Aqui estão os principais pontos a serem considerados.

Necessidade no Espaço: Em ambientes espaciais, como naves e estações espaciais, a gravidade artificial é crucial para evitar os efeitos negativos da ausência aparente de peso , como perda de massa muscular e problemas de saúde óssea.

Mecanismos de Criação: A gravidade artificial pode ser gerada de diversas maneiras, como por meio de rotação (aceleração centrífuga), onde a força é simulada pela rotação de uma estrutura, ou usando sistemas de propulsão que constantemente acelera a nave ou estação espacial.

Efeitos na Fisiologia Humana: A gravidade artificial permite que os astronautas mantenham uma experiência mais próxima daquela sempre experimentada na Terra, ajudando a preservar a saúde física e psicológica durante missões espaciais prolongadas.

Desafios Técnicos: A criação de gravidade artificial envolve desafios técnicos significativos, como a necessidade de sistemas de suporte de vida eficazes e a minimização das vibrações e outros efeitos colaterais que podem surgir.

Aplicações Futuras: Além das missões espaciais tripuladas, a gravidade artificial pode ser importante para a exploração e colonização de outros planetas, onde um valor de gravidade diferente daquela terrestre tornar-se-á um desafio.

Custos e Recursos: A geração de gravidade artificial requer investimentos significativos em tecnologia e recursos, o que influencia as decisões sobre a viabilidade e a duração de missões espaciais.

Experiência Humana: A capacidade de viver e trabalhar em ambientes com gravidade artificial amplia as possibilidades de exploração espacial e permite que os seres humanos se tornem uma espécie multi-planetária.

Pesquisa Científica: A gravidade artificial também é fundamental para a pesquisa científica, permitindo estudos em áreas como Biologia, Medicina e Física que dependem de condições próximas àquelas da Terra.

Em resumo, a criação de gravidade artificial é um aspecto essencial das operações espaciais humanas, tendo um impacto profundo na saúde, na tecnologia e no futuro da exploração espacial.

Figura 2. Orion, a nova espaçonave da NASA que levará humanos à Lua e a Marte.

(ROMERO, 2022)

Referências

BLUMEN, F.; ÁVILA, L. O que ‘2001: Uma Odisseia no Espaço’ representa para quem faz ficção no Brasil. GQ. Disponível em: https://gq.globo.com/Cultura/Cinema/noticia/2018/04/o-que-2001-uma-odisseia-no-espaco-representa-para-quem-faz-ficcao-no-brasil.html .. Acesso em 30 de setembro de 2023.

CORREIA, F.; MARTINS, C. Airbus projeta uma estação espacial com gravidade artificial. Olhar Digital., 03/05/2023. Disponível em https://olhardigital.com.br/2023/05/03/ciencia-e-espaco/airbus-projeta-uma-estacao-espacial-com-gravidade-artificial/, acesso em 29 de setembro de 2023.

DW Brasil. Como a falta de gravidade age no corpo. Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=OSjG1pN9EZI.Acesso em 29 de setembro de 2023.

LOOS, P. Gravidade artificial. Ciência todo dia. Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=ihYvxidyiII. Acesso em 29 de setembro de 2023.

ROMERO, S. Así es Orion, la nueva nave espacial de la NASA que llevará a los humanos a la Luna y Marte. Muy Interesante. Disponível em: https://www.muyinteresante.es/ciencia/26304.html . Acesso em 30 de setembro de 2023.