Janela rachada no Shenzhou 20 força troca de tripulação e evidencia risco de detritos orbitais

Astronautas trocam de nave após danos na janela do Shenzhou 20

A China trouxe três astronautas de volta à Terra em segurança depois de um susto inesperado em órbita. Os engenheiros encontraram pequenas rachaduras na janela de visualização da cápsula de regresso do Shenzhou 20, danos que os responsáveis da missão afirmam terem sido causados, muito provavelmente, por um pequeno pedaço de lixo espacial. Em vez de regressarem na própria nave, a tripulação mudou para o recém-chegado Shenzhou 21, que acabara de transportar a próxima equipa para a estação espacial Tiangong. A troca incomum, uma semana após a partida prevista, evidenciou como mesmo fragmentos à escala de milímetros podem ameaçar o voo espacial tripulado.

O trio pousou na zona de aterragem de Dongfeng, na Mongólia Interior, por volta das 3h40 (hora de Nova Iorque) de 14 de novembro, depois de 204 dias em órbita terrestre baixa. O comandante Chen Dong e os tripulantes Chen Zhongrui e Wang Jie saíram da cápsula em boas condições. A partida estava originalmente marcada para 5 de novembro, sincronizada para coincidir brevemente com a tripulação do Shenzhou 21, que acoplou a 31 de outubro para iniciar a próxima rotação de seis meses.

Os controladores da missão adiaram o regresso assim que os danos foram confirmados e determinaram que o Shenzhou 20 já não cumpia os requisitos de segurança para a reentrada. A Agência Espacial Tripulada da China afirmou que a nave permanecerá acoplada à estação para apoiar trabalhos em órbita. A agência planeia enviar a próxima nave da série, o Shenzhou 22, num momento adequado para manter as operações e restabelecer uma nave de recurso para a nova tripulação.

O que aconteceu na Tiangong?

O Shenzhou 20 foi lançado a 24 de abril e serviu como caminho da tripulação para a órbita, bem como como a nave de regresso prevista. Durante verificações de rotina antes do desacoplamento, as equipas identificaram pequenas rachaduras no vidro de uma janela da cápsula de regresso. As janelas das naves tripuladas são pequenas de propósito. Permitem verificações visuais do exterior da nave e do ambiente, mas são áreas de relativa vulnerabilidade em comparação com os cascos de pressão espessos e a blindagem multicamada. A descoberta de até uma rachadura ligeira levou a uma análise mais aprofundada.

Uma ameaça precisa a uma pequena janela

As janelas das naves espaciais são construídas com vidros redundantes e cobertores protetores. Em muitas naves, combinam camadas de vidro ou sílica fundida, com um vidro interior de pressão e um vidro exterior de proteção contra detritos. Às velocidades orbitais, um fragmento do tamanho de um grão pode transportar a energia de uma bala. Uma rachadura que pareça estável num ambiente calmo e pressurizado pode crescer sob aquecimento, vibração e variações de pressão durante a reentrada. A reparação em órbita não é prática para uma janela estrutural e testar uma correção seria impossível antes do elevado stress da descida. É por isso que os engenheiros tratam mesmo pequenas fraturas como inaceitáveis para um regresso tripulado.

Aterragem e conquistas da missão

Apesar da mudança de plano em cima da hora, a missão cumpriu os seus objetivos centrais. Os astronautas realizaram ciência, manutenção e ações de divulgação ao longo de uma estadia que se estendeu a quase sete meses. Executaram quatro passeios espaciais, instalando escudos contra detritos e equipamento externo na estação. A cobertura mostrou a tripulação saudável após a aterragem em Dongfeng. A missão também transportou pequenas cargas de ciências da vida, incluindo ratos usados para estudar a adaptação à microgravidade, que regressaram para análise pós-voo.

Porque é que a tripulação trocou de nave em vez de reparar a janela

A decisão assentou no risco. As rachaduras na janela do Shenzhou 20 eram pequenas, mas o perfil de regresso teria sujeitado a cápsula a aquecimento aerodinâmico e a grandes cargas de pressão. Não existe forma de certificar um remendo em órbita para uma peça tão crítica. A opção mais segura era deixar o Shenzhou 20 acoplado e enviar a tripulação de saída de volta na Terra a bordo do Shenzhou 21, a nave que trouxera a nova tripulação para a Tiangong.

Os líderes do programa enquadraram a escolha em torno da segurança. O Escritório de Engenharia Espacial Tripulada da China descreveu a sua abordagem como vida primeiro, segurança primeiro. Manter o Shenzhou 20 no espaço permite também aos engenheiros observar a evolução dos danos ao longo do tempo, uma oportunidade para estudar um impacto real no ambiente espacial.

A lacuna do bote salva-vidas e como a China planeia colmatá-la

Com o Shenzhou 21 já de volta à Terra, a tripulação atual na Tiangong fica temporariamente sem uma nave de regresso acoplada. Os programas de voo espacial tripulado planificam este cenário. A China mantém um foguete Long March 2F e uma nave Shenzhou em elevado estado de prontidão no centro de lançamento de Jiuquan. Numa ativação em cenário ideal, as equipas podem preparar um lançamento de emergência em cerca de 8,5 dias. A agência afirmou também que lançará o Shenzhou 22 sem tripulação num momento adequado, o que restabeleceria um bote salva-vidas na estação para a nova equipa.

Risco de lixo espacial em foco

O incidente colocou um problema global novamente em destaque. A órbita terrestre contém mais de trinta mil objetos rastreados com mais de dez centímetros, além de muitas centenas de milhares de peças mais pequenas, demasiado pequenas para serem rastreadas, mas grandes o suficiente para danificar uma nave espacial. Tudo em órbita terrestre baixa move-se a cerca de 7 a 8 quilómetros por segundo. Um pequeno estilhaço pode pitar uma janela, rasgar uma linha de radiador ou perfurar uma parede fina. Os operadores da Tiangong e da Estação Espacial Internacional disparam rotineiramente propulsores para desviar detritos que as redes de rastreio preveem que passem demasiado perto.

A história recente mostra como um único impacto pode redefinir uma missão. Um objeto pequeno atingiu a nave russa Soyuz MS 22 acoplada à Estação Espacial Internacional em 2022 e libertou o seu líquido de refrigeração, o que acresceu meses à permanência da tripulação em órbita enquanto uma nova nave era preparada. O norte-americano Frank Rubio atingiu o recorde dos Estados Unidos de 371 dias no espaço nesse período. Em 2024, dois astronautas da NASA ficaram muito tempo além do previsto na estação enquanto a sua nave de teste permanecia em avaliação após problemas nos propulsores. Atrasos longos são raros, mas transmitem como as condições dinâmicas em órbita podem alterar um plano de voo.

De onde vem o detrito

Quase todo o lixo orbital é o legado de décadas de atividade. Estágios superiores de foguetes explodiram depois de combustível remanescente ter reagido com oxidantes. Satélites fragmentaram-se quando as baterias romperam no final da sua vida. Testes de armas também criaram nuvens de fragmentos. Em 2007, a China destruiu um satélite meteorológico aposentado Fengyun 1C durante um teste antissatélite e produziu milhares de peças que ainda circundam a Terra. Outros eventos destrutivos nos anos recentes acrescentaram os seus próprios estilhaços. O denominador comum é simples. Uma vez que um fragmento está numa órbita estável, a gravidade mantém-no em voo até que este regresse lentamente para a atmosfera.

O que pode ser feito agora

Os operadores podem reduzir o risco prevenindo novos fragmentos e terminando as missões de forma limpa. A passivação de baterias e tanques antes da baixa, órbitas mais baixas que decaem mais depressa e queimas de descida que retiram satélites da órbita fazem todos parte das atuais diretrizes. Uma prática amplamente utilizada pede aos operadores que retirem os satélites da órbita terrestre baixa dentro de 25 anos, e algumas agências pressionam por prazos mais curtos. Vários grupos estão a testar ferramentas de limpeza ativa, incluindo garras robóticas, redes, velas de arrasto e cabos que aumentam o arrasto atmosférico. Estes métodos demonstram potencial em demonstrações, mas nenhum está pronto para escalar ao tamanho do problema. Uma melhor coordenação de tráfego e um rastreio mais preciso também ajudarão as tripulações a planear manobras mais seguras.

A estação espacial da China e as suas ambições

A Tiangong é um posto avançado de três módulos que atingiu a sua configuração básica em 2022. Aloja três astronautas em estadias de seis meses e pode suportar seis durante breves transições. A estação tem cerca de um quinto da massa da Estação Espacial Internacional. Os planificadores do programa discutiram a adição de módulos, bem como um grande telescópio espacial que voará numa órbita próxima para manutenção. A China traçou objetivos de pousar astronautas na Lua por volta de 2030 e sinalizou que receberá visitantes internacionais na Tiangong, incluindo um voo planeado para um astronauta paquistanês.

Projetar para uma órbita congesta

Operar uma estação numa via orbital movimentada requer camadas de proteção e procedimentos. A Tiangong utiliza blindagem para fragmentar pequenas partículas antes de atingirem as paredes de pressão. As tripulações instalam placas adicionais durante passeios espaciais à medida que o equipamento evolui. Inspeções regulares de áreas sensíveis, incluindo janelas, fazem parte da rotina. A resiliência também vem das operações. Manter uma nave de regresso acoplada, dispor de uma capacidade rápida de lançamento de resgate e gerir os suprimentos para lidar com períodos curtos com seis pessoas a bordo acrescentam margem ao programa.

O que se segue para o Shenzhou 20 e para as operações da estação

Por enquanto, o Shenzhou 20 permanece em órbita, acoplado à Tiangong. A agência afirma que será usado para apoiar experiências em órbita. Quando o seu papel estiver concluído, espera-se que os controladores o guiem para uma reentrada controlada sobre uma zona remota do oceano, que é a forma standard de eliminar com segurança cápsulas tripuladas e evitar novos detritos. Os responsáveis equilibrarão esse plano com a disponibilidade de portos para garantir espaço para o cargueiro que se aproxima e para o Shenzhou 22 não tripulado.

Prazos a acompanhar

Os principais marcos são o lançamento e acoplamento não tripulados do Shenzhou 22 e a eventual retirada de órbita do Shenzhou 20. Um acoplamento bem-sucedido do Shenzhou 22 restabelecerá uma via de fuga para a tripulação atualmente a bordo. Os voos logísticos continuarão a manter a Tiangong abastecida de combustível, comida e suprimentos de investigação. O programa mantém viva uma opção de lançamento de emergência caso seja necessária assistência rápida.

Vozes da missão

Após a aterragem, o comandante da missão Chen Dong refletiu sobre a experiência e sobre a razão pela qual as tripulações aceitam os riscos inerentes ao voo espacial.

O caminho da exploração humana do espaço não é suave. Está cheio de dificuldades e desafios, e é também por isso que escolhemos percorrê-lo.

Os responsáveis do programa resumiram também a sua regra orientadora. O Escritório de Engenharia Espacial Tripulada da China descreveu as suas escolhas durante o episódio como vida primeiro, segurança primeiro.

Pontos-chave

• A cápsula de regresso do Shenzhou 20 sofreu pequenas rachaduras numa janela, provavelmente causadas por lixo espacial.
• A China adiou o regresso previsto para 5 de novembro e trouxe a tripulação de volta a bordo do Shenzhou 21 a 14 de novembro.
• A aterragem ocorreu no local de Dongfeng, na Mongólia Interior, após 204 dias em órbita.
• O Shenzhou 20 permanece acoplado à Tiangong para apoiar trabalhos em órbita e será retirado de órbita mais tarde.
• A Tiangong dispõe temporariamente de um bote salva-vidas acoplado. Será lançado um Shenzhou 22 não tripulado para restabelecer um.
• O caso evidencia o crescente perigo de pequenos detritos que não podem ser rastreados.
• A China visa expandir a Tiangong e manter ocupação contínua enquanto prossegue o objetivo de um alunissagem.