Startup americana pretende “arremessar” foguetes ao espaço usando força centrífuga

2022-06-16 14:09:18

Uma startup da Califórnia quer colocar satélites em uma câmara circular e agitá-los a mais de oito mil quilômetros por hora antes de deixá-los explodir, permitindo que um foguete ligue seu motor somente depois de escapar do puxão sufocante da gravidade da Terra.

A humanidade tem colocado objetos em órbita há seis décadas. Mas não dessa forma.

Isso será possível? A resposta é diferente dependendo de quem você pergunta.

SpinLaunch, como a startup é chamada, quer – como o nome indica – gsato.

A empresa planeja usar um pequeno foguete, em forma de caneta esferográfica afiada que encapsula um satélite, e amarrá-lo a um motor no centro de uma câmara selada a vácuo de 91 metros de largura.

O foguete então sairia de uma escotilha e rasgaria os limites superiores da atmosfera antes que um motor de foguete a bordo disparasse para impulsionar o veículo a velocidades orbitais.

O conceito “tem muito mais em comum com um passeio de parque de diversões do que com um foguete”, disse Jonathan Yaney, CEO da SpinLaunch, à Rachel Crane, da CNN.

Até agora, a empresa de sete anos completou nove voos de teste em alta altitude usando uma versão reduzida da centrífuga que prevê ser necessária para colocar objetos em órbita, um feito que requer velocidades superiores a 27.358 quilômetros por hora.

Ainda está nos estágios iniciais e ainda não está claro se o SpinLaunch será tecnologicamente ou financeiramente bem-sucedido.

Mas os obstáculos não se mostraram grandes o suficiente para assustar os investidores da SpinLaunch, incluindo a GV, anteriormente conhecida como Google Ventures, e a Airbus Ventures, que coletivamente despejaram dezenas de milhões de dólares na empresa.

Yaney disse que a ideia do SpinLaunch nasceu de seu desejo de reavaliar o passado para repensar como podemos explorar o futuro.

Ele cita Júlio Verne — um escritor de ficção científica que morreu 50 anos antes de o primeiro satélite viajar para o espaço — como um muso para a origem do SpinLaunch.

Verne imaginou que canhões maciços disparariam coisas para o espaço. Yaney supõe que a razão pela qual usamos foguetes é uma peculiaridade da história, um subproduto da Guerra Fria, quando o avanço do armamento era tão importante quanto colocar um satélite no espaço.

“O SpinLaunch foi apenas um exercício para dar uma nova olhada em como podemos usar energia renovável e energia terrestre para realmente fazer isso de uma maneira diferente”, disse Yaney a Crane. “Eu corri cerca de talvez 20 ou 30 cenários diferentes, de armas ferroviárias a aceleradores eletromagnéticos, canhões espaciais e armas leves de gás.”

Em última análise, disse Yaney, ele estimou que uma centrífuga maciça seria a mais eficiente.

Foguetes tradicionais exigem milhares de componentes complexos que são esticados até o limite mecânico durante o voo e depois descartados ou passam por reformas caras, disse Yaney.

Uma centrífuga pode manter todos os componentes necessários para produzir grandes quantidades de energia perto do solo — uma abordagem mais estável e fixa, de acordo com Yaney.

Isso significa que eles podem usar componentes industriais pesados ​​e reutilizar a centrífuga várias vezes, reduzindo o custo total de uma missão, ou pelo menos essa é a esperança.

Tudo isso é possível?

Tal façanha é teoricamente possível, de acordo com Olivier L. de Weck, professor de astronáutica e sistemas de engenharia do MIT. Mas há problemas de engenharia que o SpinLaunch precisará resolver, disse ele à CNN Business. Por exemplo, a centrífuga do SpinLaunch pode exercer mais de 10.000 G’s — ou 10.000 vezes a força da gravidade da Terra — no satélite que está sendo girado para dentro.

“Um CubeSat seria feito em pedaços”, disse Weck, referindo-se aos pequenos satélites padronizados que cresceram em popularidade nos setores público e privado. (Para ser claro: os humanos nunca irão para o espaço em um foguete SpinLaunch, de acordo com a empresa. As forças G esmagariam facilmente o corpo humano).

SpinLaunch reconhece que as intensas forças G são um obstáculo. Em seu site, a empresa diz que seus engenheiros estão avaliando a capacidade de vários hardwares e componentes de resistir às forças.

Yaney disse a Crane da CNN, no entanto, que está confiante de que não representará uma ameaça significativa: “Os satélites projetados para foguetes geralmente também podem sobreviver no ambiente SpinLaunch”.

Para chegar à órbita, o SpinLaunch ainda precisará desenvolver um foguete que possa sobreviver a oito mil quilômetros por hora para que, depois de sair da centrífuga, possa acionar seu motor e terminar a jornada para a órbita.

Em uma fábrica na Califórnia, a empresa já construiu um protótipo, que o vice-presidente de tecnologia da SpinLaunch, David Wrenn, descreve como um “dardo aerodinâmico”.

O projétil movido a foguete não será a parte difícil, de acordo com Yaney. Mais difícil será construir uma centrífuga três vezes maior do que a usada para testes até agora no Novo México, que já é a maior câmara de vácuo do mundo em diâmetro, disse Yaney.

É aí que Weck está desconfiado. Ele não está convencido de que a tecnologia da SpinLaunch será fácil de expandir. Uma centrífuga três vezes maior do que o sistema que eles estão usando atualmente não exigirá apenas três vezes mais energia – exigirá 27 vezes mais energia. Não é impossível, mas exigirá manutenção e custo significativos.

“Você pode me colocar na categoria de céticos”, disse ele. Mas “eles foram mais longe do que eu teria dito há um ano e… se eu estiver errado, isso é ótimo”.

Por sua vez, o SpinLaunch confirmou que o sistema em escala real exigirá 27 vezes o poder da versão reduzida.

“São cerca de US$ 2.000 em eletricidade consumida por lançamento, mas também será totalmente alimentada por energia renovável”, disse a empresa em comunicado por e-mail. “E a maior parte da energia usada durante o processo de rotação será recapturada durante a rotação (da mesma forma que um carro elétrico carrega regenerativamente)”.

Mas mesmo que o SpinLaunch possa provar que pode entrar em órbita, enfrentará forte concorrência. Existem dezenas de startups em todo o mundo com o objetivo de criar veículos de lançamento capazes de transportar pequenos satélites para a órbita, e algumas — como Virgin Orbit, Rocket Lab e Astra — já estão operacionais. Grandes fabricantes de foguetes, incluindo a SpaceX, também estão comercializando serviços para pequenos construtores de satélites e operadores em missões de transporte compartilhadas.

O espaço já se tornou um domínio de negócios. A SpaceX, de Elon Musk, é amplamente creditada por inaugurar a era do acesso comercializado à órbita e reduzir drasticamente o custo de colocar satélites no espaço. Antes da SpaceX, o preço de colocar em órbita uma espaçonave de míseros dois quilos era superior a US$ 8.000, de acordo com dados compilados por um pesquisador do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais, financiado pelo governo. Hoje em dia, pode ser tão baixo quanto cerca de US$ 1.500.

Não está claro onde o SpinLaunch cairá no espectro de preços. Mas Yaney diz que o SpinLaunch também pode se destacar porque seu hardware pode ser capaz de lançar até 20 ou 30 vezes por dia, independentemente do clima.

A SpinLaunch, para registro, está longe de ser a primeira startup de foguetes a reivindicar tais vantagens — mas é a primeira startup a oferecer um meio completamente novo de chegar ao espaço.

Yaney até admite que até a empresa começar os testes de voo há alguns meses, ele não tinha certeza de que a tecnologia da SpinLaunch funcionaria. Mas agora ele é um verdadeiro crente.

“O SpinLaunch experimenta um alto nível de ceticismo da maioria das pessoas até que eles venham e passem um tempo conosco”, disse Yaney à CNN, “e você realmente entende que os foguetes são realmente muito loucos. Os foguetes são os sistemas mais complexos já construídos como meio de transporte. Eles são realmente incrivelmente ilógicos.”

É uma boa ideia?

Uma coisa que todas as empresas de lançamento — incluindo a SpinLaunch, se for bem sucedida — terão que lidar com a crescente questão do congestionamento no espaço sideral. Nos últimos anos, houve um aumento explosivo no número de satélites que a humanidade está colocando no espaço, e acadêmicos e especialistas estão cada vez mais tentando alertar sobre os riscos de objetos colidirem no espaço.

Isso pode levar a nuvens de estilhaços e detritos que podem tornar certos campos de órbita intransitáveis.

“É imperativo que nós, como indústria coletiva, possamos exercer a máxima responsabilidade e cautela quando se trata de proteger esse meio ambiente”, disse Yaney à CNN. E a indústria já está fazendo um “trabalho fantástico” tomando medidas para mitigar o risco, inclusive dando a mais satélites a capacidade de manobrar para fora do caminho do lixo espacial.

E apesar de todos os riscos e dificuldades, Yaney disse que queria buscar o SpinLaunch pela mesma razão que muitos dos visionários que exemplificam a chamada indústria do “novo espaço”: “Esperávamos como uma civilização que, após o pouso na Lua — seguindo o tipo de impulso inicial da era espacial há cerca de 60 anos — que [as viagens espaciais] seguiriam uma expansão natural da maneira que a maioria das indústrias têm.”

“Acho que todos esperávamos que teríamos cidades na Lua e teríamos estações espaciais e hotéis espaciais”, disse ele. “Como espécie, acho que sempre olhamos para cima e dizemos: ‘Essa é a próxima fronteira; é onde deveríamos estar.'”