[RESUMO] Como as missões lunares não tripuladas viabilizaram o sucesso da nave Apollo 11, que permitiu a chegada do homem à Lua há 50 anos, e deixaram legado que ainda contribui para a exploração do espaço.
As imagens fantasmagóricas em preto e branco transmitidas ao vivo da Lua em 20 de julho de 1969, mostrando Neil Armstrong e Buzz Aldrin caminhando pelo solo empoeirado do Mar da Tranquilidade, ficarão para sempre na memória coletiva da humanidade como um divisor de águas na história (ainda por ser escrita) da expansão humana pelo Sistema Solar e além.
Como símbolo, o “pequeno passo para um homem, salto gigantesco para a humanidade” funciona muito bem. Mas ele é apenas o ponto culminante de um esforço de pelo menos uma década de exploração lunar, cujos precursores robóticos tiveram um papel fundamental.
A história do Projeto Apollo é, sim, majoritariamente feita de pegadas e bandeiras, mas ela começa numa época em que praticamente nada se sabia sobre as condições prevalentes na Lua ou a possibilidade de que humanos sobrevivessem à travessia dos cerca de 384 mil quilômetros que separam a Terra do satélite.
Coube ao programa lunar tripulado demonstrar a viabilidade da empreitada e preparar a Nasa, agência espacial americana, para conduzir missões interplanetárias. Embora o lado tripulado do programa, com o Projeto Apollo, seja tão mais vistoso quanto mais polpudo era seu orçamento, é possível arguir hoje que, ao menos em termos de impacto direto para a exploração do Sistema Solar, as precursoras robóticas deixaram um legado ainda maior.
A história começa junto com a era espacial, quando a União Soviética promove, em 4 de outubro de 1957, o lançamento do Sputnik, primeiro satélite artificial da Terra.
A iniciativa era 100% travestida de ciência, indicada como contribuição soviética ao Ano Geofísico Internacional. O significado geopolítico, contudo, era todo outro. Afinal, foguetes capazes de colocar um satélite em órbita, atingindo a fabulosa velocidade de cerca de 27,5 mil km/h, também poderiam transportar com facilidade bombas nucleares até o outro lado do mundo, sem grande demora ou impedimento.
Pela primeira vez desde o fim da Segunda Guerra Mundial e o início da Guerra Fria, os americanos se sentiam em inferioridade tecnológica (e militar) comparados aos soviéticos. A reação foi de choque, no que ficou conhecido como “efeito Sputnik”.
Em Pasadena, na Califórnia, o diretor do JPL (sigla em inglês para Laboratório de Propulsão a Jato), William Pickering, tinha uma ideia muito particular de como responder à altura ao Sputnik: o lançamento de uma espaçonave até a Lua.
Naquela época, a Nasa nem havia sido fundada ainda —a organização era, basicamente, um agrupamento de projetos exóticos nascidos como uma derivação do Laboratório Aeronáutico Guggenheim, no Instituto de Tecnologia da Califórnia, o Caltech. Criado em 1926, o instituto só começaria a realizar experimentos com foguetes dez anos depois, sob a coordenação do cientista húngaro Theodore von Kármán.
Os projetos de propulsão cresceram até levar à fundação de um instituto separado, o JPL, estabelecido sob contrato com o Exército dos EUA em novembro de 1943. Alguns dos mais brilhantes cientistas de foguetes trabalhavam lá, dentre eles Qian Xuesen, pesquisador que acabou deportado dos EUA em 1955 e, de volta a seu país de origem, se tornou o pai do programa espacial chinês.
O neozelandês Pickering assumiu a direção do JPL em 1954 e foi um dos responsáveis pelo lançamento do primeiro satélite americano, o Explorer 1, que voou em 31 de janeiro de 1958. O experimento embarcado, responsável pela descoberta dos cinturões de radiação que envolvem a Terra (produto da interação do campo magnético do nosso planeta com o vento solar), havia sido desenvolvido por James Van Allen, da Universidade de Iowa.
O satélite era obra do JPL e o foguete lançador, chamado Redstone, havia sido criado pela ABMA, a Agência de Mísseis Balísticos do Exército, em Huntsville (Alabama), liderada pelo alemão Wernher von Braun. O Redstone era descendente direto dos mísseis V-2 criados por Von Braun na Alemanha e usados para bombardear Londres durante a Segunda Guerra Mundial.
Ficou famosa a foto de Pickering, Van Allen e Von Braun levantando lado a lado um modelo do Explorer 1 após o lançamento.
Além de marcar a primeira descoberta significativa feita no espaço —o Sputnik 1 valeu pelo espetáculo e o Sputnik 2, lançado em 3 de novembro de 1957, tinha como único propósito levar a cadela Laika para observar suas reações—, o sucesso colocaria o JPL numa trajetória diferente: o laboratório passaria a se concentrar na criação dos veículos espaciais que voariam no topo dos foguetes. E o plano de Pickering de desenvolver um satélite para ir à Lua estava no topo da lista.
Formada pelo governo Dwight Eisenhower em 29 de julho de 1958, a Nasa (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço) centralizaria todos os esforços de natureza civil do programa espacial americano.
A nova agência seria formada dos centros pertencentes ao antigo Naca (Comitê Nacional Consultivo de Aeronáutica), extinto no processo, além de novos centros transferidos do controle militar para o civil. O JPL foi um desses, passando a ser propriedade da Nasa em dezembro daquele ano. O mesmo aconteceria com a ABMA, que seria desmantelada e reformada como o Centro Marshall de Voo Espacial, em 1960.
A recém-formada entidade não alterou o esquema de gerenciamento do JPL, o que poderia abalar a óbvia competência instalada lá. A agência espacial manteve o ambiente de liberdade intelectual e a cultura de departamento acadêmico do instituto (uns hoje definiriam isso como “balbúrdia”).
Entre dezembro de 1958 e janeiro de 1959, o laboratório receberia autorização para tocar o Projeto Ranger, destinado a arquitetar uma série de espaçonaves para pesquisa lunar. O regime se tornaria de urgência depois de 2 de janeiro de 1959, quando os soviéticos lançaram o Luna 1, um pequeno satélite destinado a colidir com a Lua —que, no entanto, errou o alvo.
Melhor sorte teve o Luna 2, que voou durante 1 dia, 14 horas, 22 minutos e 42 segundos e colidiu com a Lua em 13 de setembro de 1959. Como se não bastasse isso, o Luna 3, em 6 de outubro de 1959, fez um sobrevoo lunar e produziu as primeiras fotos da face jamais vista da Terra, por conta da sincronização entre rotação e translação do nosso satélite natural.
A prioridade de ser o primeiro país a chegar à Lua havia sido perdida, mas a mentalidade do JPL era a de fazer um projeto ousado e durável. As naves Ranger foram pensadas como veículos interplanetários complexos, com painéis solares (para missões de longa duração) e a possibilidade de apontar em qualquer direção —além de forte interação com a comunidade acadêmica na formulação dos experimentos embarcados.
Havia na época uma clara divisão em dois tipos diferentes de interesse científico em missões desse tipo: o que se costumava chamar de “ciência do céu” e “ciência planetária”. A primeira consistia em investigar o ambiente espacial em si —campos magnéticos, fluxo de plasma, cinturões de radiação e detecção de partículas. A segunda, como o nome sugere, dizia respeito à investigação de corpos planetários.
A Ranger foi projetada para atender a ambos os grupos, mas a ênfase original seria nos pesquisadores de “ciência do céu” —atividade que estava em alta com a então recente descoberta dos cinturões de Van Allen, como ficaram conhecidos.
As duas primeiras naves, portanto, testariam a capacidade do módulo genérico Ranger de conduzir missões interplanetárias, mas com experimentos de céu. Elas seriam direcionadas para uma órbita bastante alongada ao redor da Terra, sem no entanto ter intersecção com a Lua.
Todos sabiam que se tratava de um lançamento experimental (e o foguete também precisaria ser testado), e ninguém queria passar recibo caso um encontro com a Lua acabasse inviabilizado, então decidiram nem tentar. Afinal, para os cientistas de céu, não fazia a menor diferença se no apogeu da órbita houvesse ou não uma Lua a ser encontrada.
A Ranger 1 foi lançada em 23 de agosto de 1961, mas uma falha do foguete Atlas-Agena acabou fazendo com que ela fosse colocada numa inútil órbita baixa ao redor da Terra. O mesmo triste destino teve a Ranger 2, lançada em 18 de novembro de 1961. Ainda assim, o projeto básico serviu de plataforma para as ambiciosas Mariner 1 e 2, na primeira tentativa americana de realizar um sobrevoo do planeta Vênus.
A Mariner 1 falhou, mas a 2 operou por quatro meses e sete dias, ininterruptamente. Lançada em 27 de agosto daquele ano, ela passou a apenas 34,7 mil km de Vênus em 14 de dezembro, num dos raros momentos em que os EUA chegaram à frente da URSS no início da corrida espacial.
Outro legado desenvolvido pelas missões Ranger é utilizado até hoje nas viagens interplanetárias de nossas sondas: a Deep Space Network. A equipe do JPL identificou muito rapidamente, ao planejar as missões Ranger, que seria fundamental ter a capacidade de se comunicar com suas espaçonaves a qualquer hora do dia ou da noite. Para isso, seria preciso estabelecer uma rede de radiotelescópios para telecomunicações em que, a qualquer momento, alguma das estações pudesse estar em contato direto com a nave.
Dessa maneira, seria necessário distribuir pelo menos três sítios de comunicação pelo globo, a mais ou menos 120 graus de distância angular um do outro. Assim que a Terra girasse a ponto de colocar um dos sítios fora do alcance de comunicação com a nave, outro entraria, permitindo comunicação contínua.
Acordos foram firmados e antenas de alta capacidade, instaladas em Goldstone, na Califórnia, em Woomera, na Austrália, e em Joanesburgo, na África do Sul, para que se pudesse monitorar as Rangers e suas derivadas. Em 1965, Woomera seria trocada por Canberra e Joanesburgo, por Madri.
Estratégia diferente foi adotada pelos soviéticos, que tinham várias estações para monitoramento espalhadas por seu vasto território, mas não podiam manter comunicações de forma ininterrupta (parece um sacrifício necessário, se você quer manter as atividades de seu programa espacial sob alto sigilo, como era o caso na época).
A DSN serviu de modelo para a rede de telecomunicações que trabalhou com as missões tripuladas Apollo nos anos 1970 (inclusive com instalações nos mesmos sítios) e segue dando suporte às mais variadas missões. Uma olhadinha rápida no site da rede durante a produção deste texto (eyes.nasa.gov/dsn) revelou que a estação de Madri estava “conversando” com a Mars Odyssey, em órbita de Marte, enquanto a estação de Canberra batia um papo com a New Horizons, que viaja para fora do Sistema Solar, a essa altura já bem além da órbita de Plutão.
Apesar de todo esse legado, o Projeto Ranger ainda passaria por muitos apuros e causaria o maior constrangimento da história do JPL.
Os sacrifícios das Rangers 1 e 2 foram considerados não só necessários como naturais. Já as naves do chamado bloco 2, Rangers 3, 4 e 5, tinham de entregar resultados. Em matéria de Lua, a União Soviética seguia com os sucessos de 1959 e nada mais, o que daria uma chance de provar a superioridade americana. Mas até quando essa janela de oportunidade estaria aberta?
A Ranger 3 foi lançada em 26 de janeiro de 1962, e seu destino era a Lua. A espaçonave combinava experimentos de “ciência do céu” e “ciência planetária” (uma câmera de TV para obter imagens próximas da Lua).
No entanto, problemas com o foguete, e desta vez com a própria espaçonave, fizeram com que a sonda “errasse” a Lua e não enviasse dados científicos relevantes. A Ranger 4, em 23 de abril de 1962, conseguiu colidir com a Lua, mas só isso. E a Ranger 5, lançada em 18 de outubro de 1962, errou a Lua e foi incapaz de funcionar.
Como se pode imaginar, as três falhas seguidas abalaram as estruturas do JPL. Investigações revelaram que havia problemas com os procedimentos de esterilização das naves. Eles eram considerados necessários, uma vez que as missões envolviam impacto com um corpo celeste cujo ambiente era desconhecido, e ninguém queria, acidentalmente, levar a uma proliferação de bactérias terrestres na Lua.
Ainda assim, as técnicas desenvolvidas, que envolviam esterilização por calor, podiam estar danificando as peças. Isso ajudava a explicar por que a Mariner 2, que não havia passado pelo procedimento, havia funcionado bem, mas as Rangers, não.
Também houve questionamentos sobre a competência do gerenciamento do JPL pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e cabeças rolaram. Por fim, a decisão do presidente John F. Kennedy, em 25 de maio de 1961, de direcionar a Nasa para colocar humanos na Lua e trazê-los de volta em segurança até o final da década obrigaria a um redirecionamento total das missões lunares não tripuladas. Sua função não seria mais gerar ciência, e sim trabalhar para produzir os dados necessários ao sucesso do Projeto Apollo.
Tomou-se então a decisão de simplificar as Rangers do Bloco 3, tirando todos os experimentos embarcados, exceto um —as câmeras de televisão destinadas a produzir imagens em alta resolução da superfície da Lua requeridas pelos gerentes das missões Apollo. As informações que elas trariam seriam cruciais para o planejamento e a validação do design das naves tripuladas.
Não custa enfatizar a temeridade que foi se propor a enviar humanos à superfície da Lua sem saber rigorosamente nada sobre ela que desse alguma confiança no sucesso. Primeiro, observações com telescópios só permitiam enxergar “detalhes” de pelo menos 300 metros na superfície lunar —sem obter imagens mais próximas, nenhum cientista era capaz de arriscar afirmar que haveria terrenos na Lua que não fossem tão acidentados a ponto de viabilizar um pouso tripulado.
Além disso, havia sérias dúvidas entre os cientistas sobre o quão firme seria o chão do satélite. Era consenso que o impacto constante de meteoritos sobre a superfície lunar geraria uma camada de poeira na superfície, o chamado regolito. Não se sabia, porém, qual a profundidade desse regolito, muito menos o nível de porosidade.
Era bem possível que o solo lunar fosse uma versão alienígena de areia movediça, que rapidamente tragaria qualquer nave que tentasse descer suavemente por lá. Era imperativo sanar essas dúvidas antes de colocar humanos a caminho.
As respostas começariam a vir com as quatro Rangers do Bloco 3, as derradeiras do projeto —que, por pouco, não fora sumariamente cancelado após os cinco fracassos seguidos.
Lançada em 30 de janeiro de 1964, a Ranger 6 parecia estar no caminho certo. Apenas um pequeno e misterioso ativamento espúrio das câmeras de TV ainda durante o lançamento assombrava os engenheiros do JPL, mas, de resto, a nave funcionava às mil maravilhas. Os painéis solares se abriram, o rastreador estelar detectou corretamente as posições do Sol e da Terra, e a nave foi capaz de realizar as correções de curso que a colocaram na posição requerida pelo Projeto Apollo, rumo ao Mar da Tranquilidade.
O JPL podia sentir o gosto do sucesso. A imprensa foi reunida para acompanhar os momentos finais da Ranger 6 e, quem sabe, ver as primeiras imagens em close da superfície da Lua. Faltando 13 minutos para o impacto, as câmeras produzidas pela empresa RCA deviam se ativar a toda potência e iniciar o envio furioso de fotografias.
Vieram os 13 minutos, porém nenhum sinal das câmeras. Dez minutos, e nada. Murmúrios no auditório até o golpe final: “Temos nossa primeira confirmação de impacto, ainda nenhuma indicação de vídeo.” Lembremos que este era o único experimento embarcado na Ranger 6. Pickering saiu do auditório arrasado, declarando: “Nunca mais quero passar por uma experiência como essa de novo —nunca!”.
Uma investigação revelou que um curto-circuito durante a subida (o que ativou as câmeras de forma inadvertida por alguns segundos) impediu seu funcionamento mais adiante. Um relatório enviado ao Congresso descascava completamente o projeto, apontava supostas falhas de design, e declarava ser improvável o sucesso de qualquer missão Ranger.
No entanto, seis meses depois, em 28 de julho de 1964, partia a Ranger 7. No dia 31, um impacto bem-sucedido contra a Lua, numa região entre Mar Núbio e o Oceano das Tormentas —área que depois seria oficialmente batizada de Mare Cognitum, o Mar Conhecido. Isso porque a missão enviou de volta toneladas de imagens de alta resolução do solo lunar, revelando detalhes jamais vistos da superfície.
O impacto, em termos de prestígio, foi extraordinário. Até o Pravda, jornal oficial soviético, teve de admitir o sucesso americano —ninguém tinha imagens lunares com essa qualidade, resolução mil vezes maior do que a permitida com telescópios.
Pickering sentiu a volta por cima. Questionado por um repórter sobre o futuro do JPL após o sucesso da Ranger 7, ele apenas abriu um sorriso e disse: “Acho que melhorou.” Risadas e aplausos crepitaram no auditório.
As Rangers 8 e 9 concluíram o programa com dois outros sucessos, em fevereiro e março de 1965, e o JPL estava preparado para a próxima fase de exploração lunar não tripulada —a demonstração de um pouso.
Para isso, o laboratório tocava o programa Surveyor, destinado a colocar módulos de pouso suavemente na superfície lunar. Com todas as lições aprendidas, e o aumento na confiabilidade dos veículos lançadores, a primeira missão, Surveyor 1, realizou um pouso suave no Oceano das Tormentas, em 2 de junho de 1966, enviando mais um festival de fotos da superfície lunar.
Por pouco os americanos não foram os primeiros a pousar na Lua com uma sonda, mas a primazia ficou com a Luna 9 soviética, que desceu com sucesso em 3 de fevereiro daquele ano, também no Oceano das Tormentas. Mas seria uma vitória de pouco valor para um futuro programa tripulado; a Luna 9 consistia em uma esfera protegida por um airbag que pousaria a 22 km/h e quicaria diversas vezes pelo solo até atingir o repouso.
Além de não propor um método de descida adequado para uma missão tripulada, seria de pouca valia para avaliar a dureza do solo e o quanto um trem de pouso afundaria —dados essenciais para validar o design dos pés do módulo lunar Apollo.
O JPL lançaria mais seis Surveyors até a Lua, obtendo outros quatro sucessos, numa estatística muito mais favorável do que a das pobres pioneiras Rangers.
Em paralelo, o Centro Langley de Pesquisa, da Nasa, tocaria um programa de orbitadores robóticos, os Lunar Orbiters. Foram cinco espaçonaves, lançadas entre 10 de agosto de 1966 e 1º de agosto de 1967 —todas bem-sucedidas. De novo, por pouco não chegaram na frente: a Luna 10 soviética se tornou o primeiro satélite a orbitar a Lua em 3 de abril de 1966, mas não tinha câmeras ou painéis solares embarcados, o que limitou sua vida útil a pouco menos de dois meses.
Os soviéticos ainda teriam proezas lunares não tripuladas com as missões Luna 17 e 21, que levaram dois jipes robóticos (Lunokhod 1 e 2), mas a essa altura os esforços já estavam completamente eclipsados pelo “pequeno passo” de Neil Armstrong na Apollo 11. A URSS realizaria três missões robóticas de retorno de amostras (Luna 16, 1970; Luna 20, 1972; e Luna 24, 1976), que coletaram ao todo 301 gramas de solo lunar. Em contraste, as missões tripuladas Apollo retornaram à Terra, para estudo científico, com 382 kg de rochas.
O programa Apollo e as viagens lunares tripuladas seguem sendo, 50 anos depois, as mais espetaculares jornadas de exploração já conduzidas pelo ser humano. Mas hoje, enquanto a Nasa segue patinando na tentativa de dar um rumo a seu programa tripulado, são nossos emissários robóticos que enviam as últimas novidades dos mais remotos cantos do Sistema Solar.
Um dia, a exemplo do que aconteceu na Lua, talvez humanos sigam o mesmo caminho. É inegável, contudo, que o retorno do investimento na exploração não tripulada independe de espasmos geopolíticos como a Guerra Fria.
Enquanto o programa Apollo consumiu à época US$ 25,8 bilhões (o equivalente hoje a US$ 263,8 bilhões, usando o índice de reajuste adotado pela Nasa para projetos aeroespaciais), seus precursores robóticos (Ranger, Surveyor e Lunar Orbiter) custaram US$ 907 milhões (hoje, US$ 10,3 bilhões). Pequenos passos para um robô, mas saltos gigantescos para os orçamentos.
Salvador Nogueira, jornalista de ciência, é autor do blog Mensageiro Sideral, na Folha. Escreveu, entre outros, os livros “Extraterrestres”, “Rumo ao Infinito” e “Conexão Wright-Santos-Dumont”.
Ilustrações de Ana Prata, artista gráfica.
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