A caminho de Marte

Prólogo

Dizem que o sucesso tem muitos pais, mas o fracasso é órfão. Você não estaria lendo este livro se a missão Mars Science Laboratory (ou MSL) da NASA, que enviou o veículo Curiosity para Marte, não tivesse dado certo. O veículo foi projetado e construído no Jet Propulsion Laboratory (JPL), onde trabalho. Meu papel foi liderar a equipe que construiu os transmissores e receptores do radar usado na descida triunfal do robô Curiosity na superfície de Marte.

Aqui você vai conhecer muitos detalhes desse projeto que tinha milhões de razões para não funcionar: acompanhará a construção, o lançamento e a operação do maior e mais complexo veículo já enviado para outro mundo. Espero que o relato da minha jornada profissional, dos desafios e problemas, sirva de inspiração para os jovens de corpo ou espírito que estão no início da própria caminhada.

Apesar de contar um pouco da minha história, este livro não é uma autobiografia. É antes um passeio por 25 séculos de estudos do céu – e do planeta Marte em particular – com o intuito de transmitir o prazer, o entusiasmo e o privilégio que sinto por ter seguido esta carreira. Quero mostrar que mesmo as conquistas mais difíceis, desde que não sejam logicamente impossíveis, estão ao alcance de qualquer pessoa que se disponha a sonhar grande e a pagar o preço necessário em horas de trabalho, de estudo, de planejamento de longo prazo e de isolamento enquanto a vida acontece lá fora. Não há obstáculo que resista a horas de trabalho árduo e diário durante 20 anos! Todos nós, sem exceção, somos capazes de pensar, planejar e fazer muito mais do que imaginamos. Os maiores obstáculos estão dentro de nós mesmos.

A pergunta que mais escuto é: “Como você foi parar na NASA?” Vou contar então como tudo aconteceu e você verá que não importa muito o tamanho dos seus desafios presentes e futuros. É inteiramente possível construir uma carreira sem depender de muita ajuda e você também pode realizar seus maiores projetos se souber se dedicar e aplicar seus talentos. Espero que esta leitura o inspire a sempre dar o seu melhor em tudo o que fizer. Nosso tempo produtivo é muito curto para fazermos as coisas malfeitas e vivermos uma vida mal vivida. Além disso, espero provocar algumas risadas, e quem sabe você se convença de que ciência e tecnologia podem ser tão emocionantes quanto gol em final de Copa do Mundo. Prepare-se para seguir um caminho mais tortuoso que as es­tradas das montanhas de Minas, onde acidentes são frequentes, mas a viagem precisa continuar. Aproveite a jornada!

Coordenadas

Ao longo de todo o livro, foram incluídas coordenadas terrestres e marcianas para que você tenha a oportunidade de localizar de forma simples os lugares da Terra e de Marte mencionados no texto. Os números indicam coordenadas de latitude e longitude.

No caso dos locais na Terra, você pode acessar imagens de satélite, fotos e, em muitos locais, a vista tridimensional no nível da rua digitando as coordenadas em algum mapa on-line digital, como o Google Mapas.

No caso dos locais de Marte, você pode baixar o aplicativo Google Earth e utilizar a função Mars para acessar as coordenadas do planeta vermelho. Outra opção é acessar o site https://mars.nasa.gov/maps/explore-mars-map, onde é possível procurar locais específicos, como crateras e montanhas, pelo nome.

¹ Jet Propulsion Laboratory (JPL) – coordenadas terrestres: 34º12’03” N, 118º10’20” W.

1. O lançamento

De: Ivair Gontijo

Enviada em: sexta-feira, 25 de novembro de 2011 9:27

Para: Amigos e familiares

Assunto: FW: NASA está pronta para o lançamento em novembro da sonda para Marte

Oi, pessoal:

Se tudo sair de acordo com os planos, amanhã (sábado) às 7:02 da manhã (hora do Pacífico, ou 13:02, hora de Brasília) o poderoso rugido do foguete Atlas V será ouvido em Cabo Canaveral, na Flórida, levando o MSL para além do poço gravitacional da Terra e colocando-o em uma trajetória para se encontrar com Marte em agosto de 2012. Na chegada, o radar que eu ajudei a construir controlará a descida final do veículo Curiosity na superfície de Marte.

Nossa janela de lançamento amanhã tem 1 hora e 43 minutos de duração. Se ele não for lançado amanhã, nós temos uma janela de lançamento todo dia, até o dia 18 de dezembro. Clique no link abaixo para ver 15 fotos do MSL sendo montado e preparado para o lançamento.

Boa sorte para nós todos!

Ivair.

https://goo.gl/ioM8k4

Nosso lançamento já estava atrasado um dia. Ele poderia ter acontecido no dia anterior, que tinha sido o primeiro propício, mas a equipe precisou de mais tempo para remover e trocar uma bateria do sistema de proteção e aborto de voo. Quando mandei esse e-mail, eu já trabalhava nesse projeto havia mais de quatro anos, mas alguns colegas estavam na equipe havia mais de 10 anos. A apreensão era grande e todos estávamos cansados dos problemas que acontecem em um empreendimento tão complexo. O veículo já estava pronto, mas, como havíamos passado anos nos referindo à missão e ao veículo pela sigla MSL – de Mars Science Laboratory –, ainda não estávamos acostumados a chamá-lo de Curiosity. Ele estava montado no topo de um foguete gigantesco no Kennedy Space Center, na Flórida, nos Estados Unidos, planeta Terra, em órbita do Sol, esperando para ser lançado de forma a alcançar a órbita de Marte e descer no planeta vermelho.

O veículo era o maior laboratório robotizado móvel já criado pela NASA a ser enviado para outro mundo, para fora do planeta Terra, com uma capacidade científica sem precedentes. Seu destino, a pouco mais de oito meses no futuro, seria um ponto específico dentro de uma cratera de 150km de diâmetro no planeta Marte, de onde nunca mais sairia. Tudo estava quase pronto e, embora eu não tivesse ido assistir ao lançamento na Flórida, era como se estivesse lá. Só o pessoal que realmente precisava comparecer recebeu autorização de viagem com tudo pago. Como a data exata do lançamento depende de muitos fatores, inclusive do clima, preferi assistir a tudo de casa, pela NASA TV. Como todos que trabalharam no projeto, eu também estava apreensivo. Apesar de saber em detalhes o que ia acontecer, também conhecia os riscos que enfrentaríamos durante o lançamento, a viagem e, principalmente, a chegada. Era comum entre os engenheiros do projeto perguntarmos uns aos outros se algum problema específico tirava nosso sono à noite. Eu sempre respondia que não.

Porém, naqueles dias e horas antes do lançamento, comecei a pensar que nosso radar poderia não funcionar, que algo poderia dar errado durante o lançamento ou ao longo da viagem para Marte. Talvez houvesse a possibilidade de que outra parte da espaçonave causasse alguma interferência. Quando foi testado aqui na Terra, o radar funcionava direitinho, mas era impossível não ficar com a pulga atrás da orelha. Acho que todo mundo tinha preocupações assim, cada um com a sua parte. Nossas chances de que tudo desse certo não eram lá muito grandes. Milhares, talvez milhões de problemas poderiam aparecer. Todos colocavam a integridade acima de tudo e haviam feito o melhor que podiam. Infelizmente, o melhor nem sempre é suficiente. Teríamos de esperar pelo resultado.

Na hora que mandei o e-mail, eu achava que o lançamento era a parte mais fácil e ia dar certo. Não havia trabalhado em nada relacionado a isso. É sempre assim: ignorância às vezes aumenta a confiança da gente. Quanto mais conhecemos os detalhes, mais apreensivos ficamos. Nesse caso, eu nem sabia que era a primeira vez que esse foguete seria lançado com aquela configuração específica de quatro foguetes auxiliares de combustível sólido.

Em lançamentos assim, há um processo a ser seguido que aumenta as chances de sucesso. Antes de o lançamento ser autorizado, o controlador das operações faz uma chamada que inclui todas as áreas envolvidas no projeto: “sistemas do Atlas: propulsão”, “hidráulica”, “pneumática”, “água”; “sistemas do Centauro: sistemas elétricos”, “apoio de Terra”, “controle de voo”, “instrumentação”, “comunicações”, “cordões umbilicais”, “qualidade”, “clima e proteção da área”, “diretor do lançamento”. Essa chamada leva cerca de 5 minutos, até que todas as áreas sejam citadas e cada um dos gerentes responsáveis responda “Go” – vamos em frente. Qualquer um desses gerentes tem autoridade para adiar o lançamento se houver algum problema em sua área.

Atrasos são comuns. Eu havia assistido ao lançamento da espaçonave Juno, que partira a caminho do planeta Júpiter. Nessa ocasião, o responsável por garantir a segurança da área marítima que seria sobrevoada pelo foguete pediu um adiamento de meia hora durante a chamada porque recebera a informação de que dois barquinhos à vela haviam aparecido na costa e estavam bem embaixo da trajetória da espaçonave. Como uma medida preventiva em caso de acidente, não pode haver ninguém nessa área. Foi necessário enviar um helicóptero para lá e mandar esse pessoal literalmente “sair da reta”. Essa chamada é um momento muito tenso. Todo mundo sabe que pode haver atrasos, mas, se todos os gerentes aprovarem, dali em diante é quase certo que o lançamento vá mesmo acontecer.

Nossa chamada passou sem incidentes, a contagem regressiva continuou, até que… 5, 4, 3, 2, 1, o motor principal disparou, 0… e o Atlas V decolou, levando o Curiosity à procura de pistas para o quebra-cabeça planetário sobre a vida em Marte! Todos os sistemas estavam funcionando sem problemas, os quatro foguetes auxiliares queimando toneladas de combustível sólido por segundo, acelerando o veículo rumo ao azul profundo.

O lançamento de um foguete é uma das imagens mais bonitas que já vi, e não importa se é o primeiro voo do Gagarin, que vejo de vez em quando, se é a decolagem do gigantesco foguete russo Próton para iniciar a construção da Estação Espacial Internacional, se é algum dos americanos Delta II e Atlas V ou se é o francês Ariane. Todos eles fazem a gente respirar fundo várias vezes e causam aquela pressão no peito que vai subindo e para na garganta. Um foguete decolando é uma das visões mais otimistas do futuro da humanidade.

A mais bela descrição de um lançamento foi feita por Valentina Tereshkova. Ela decolou no dia 16 de junho de 1963 e orbitou o planeta Terra 48 vezes durante 70 horas. Mantendo a calma, mas com 156 batimentos cardíacos por minuto, a primeira filha de Adão e Eva a ir para o espaço se preparava para a ignição daquela montanha de combustível abaixo dela. Mais tarde, ela descreveu sua decolagem: “A música do lançamento começa com as notas graves. Eu ouço o rugido que me lembra trovões. O foguete está balançando como uma vara verde no vento. O rugido cresce, alarga-se e as notas mais agudas então aparecem. A espaçonave está tremendo… de repente eu digo para mim mesma: ‘Estou voando!’”

Nosso foguete continuou acelerando e 1 minuto e 52 segundos depois da decolagem o combustível sólido dos quatro foguetes auxiliares acabou. O primeiro par se separou e, poucos segundos depois, foi a vez dos outros dois. Nesse ponto nosso veículo já estava a 48km de altura e 50km de distância do ponto de lançamento, viajando a 5.288km/h. O foguete Atlas V estava queimando seu combustível líquido e tudo parecia normal. Um minuto e meio depois da ejeção dos foguetes de combustível sólido, 3 minutos e 25 segundos depois da decolagem, já atingira a altura de 118km, a 253km de distância de Cabo Canaveral. Já no espaço, o veículo atingira a velocidade de 12.158km/h.

Em seguida o foguete foi colocado mais ou menos “em ponto morto”, como em um carro. Nesse momento, o sistema de controle e teleguiagem foi desligado e a injeção de combustível no Atlas V foi parcialmente fechada, de forma a reduzir a aceleração para 2,5g – ou 2,5 vezes a aceleração da gravidade na superfície terrestre. Uma válvula começou a pressurizar o cone do foguete, preparando-o para sua abertura. O MSL seria então exposto pela primeira vez ao espaço extraterrestre e ao vácuo.

O foguete respondeu a todos os comandos sem nenhum problema. Logo a pressão chegou ao ponto correto e as duas partes da carenagem se separaram, voando para longe do foguete sem danificar nada. Tudo isso foi filmado em tempo real por câmeras montadas do lado de fora do foguete e transmitido para os controladores do voo e para a NASA TV. Por isso, milhares de computadores e TVs no mundo inteiro puderam mostrar as várias fases do lançamento.

Assim que a carenagem se separou, a teleguiagem foi religada e a aceleração do foguete Atlas V aumentou outra vez. Ainda havia combustível para queimar por mais um minuto. Quatro minutos e 27 segundos depois da decolagem, o combustível do Atlas V também acabou. Tendo cumprido seu papel durante a subida, ele se separou, para não diminuir o poder de aceleração do restante.

Chegou então a hora do acionamento do Centauro, o segundo estágio (ou segundo foguete) de combustível líquido. Se algo desse errado, o MSL não atingiria velocidade suficiente para entrar em órbita nem escaparia da Terra e com certeza cairia de volta e seria destruído ao reentrar na atmosfera. Novamente tudo aconteceu sem anomalias: dez segundos depois da separação do Atlas, o Centauro acordou, disparando seus jatos de combustível na câmara de combustão e produzindo aceleração por quase 7 minutos antes de se desligar novamente. Isso colocou o nosso veículo em órbita terrestre e os 19 minutos e 52 segundos seguintes foram sem aceleração. Estávamos em uma órbita elíptica de 163 × 322km em torno da Terra, mas não iríamos completar uma volta inteira ao redor do planeta. Durante esse tempo os controladores do voo checaram se tudo estava bem, se havia eletricidade para alimentar todos os circuitos, se os computadores estavam funcionando e se a trajetória estava correta.

O foguete partiu da Flórida no rumo su-sudeste, passou sobre grande parte da África, indo em direção ao Sudeste africano, depois de novo sobre a água e cruzou a ilha de Madagascar. Ao entrar novamente em uma região acima da água – o oceano Índico dessa vez –, o plano era que o Centauro ligasse uma segunda vez por 8 minutos, desligando 39 minutos e 6 segundos depois da decolagem. Aí, sim, teríamos velocidade suficiente para escapar do abraço gravitacional da Terra e ir ao encontro de Marte. Esse era outro momento crítico. Se tudo não corresse exatamente de acordo com os planos, a missão poderia terminar aí.

Um problema similar havia acontecido duas semanas antes, com a missão russa Phobos-Grunt (Solo de Fobos). No dia 9 de novembro de 2011, os russos haviam lançado uma nave para Fobos, uma das luas de Marte, com o objetivo de pousar em sua superfície, coletar cerca de 200g de solo e voltar trazendo a amostra para a Terra. Infelizmente, eles tiveram problemas com os sistemas de controle. Os dois computadores de bordo reiniciaram durante a subida e parece que o segundo estágio do foguete nunca disparou para mandar a missão a Marte. A espaçonave russa ficou presa na órbita terrestre e entrou de volta na atmosfera no dia 15 de janeiro de 2012, provavelmente caindo sobre o oceano Pacífico, a oeste da costa chilena. Segundo a imprensa, a falha pode ter sido causada por um erro de programação no software dos computadores, por raios cósmicos ou por componentes falsos e adulterados, o que vem sendo um problema atualmente. Sentimos muito o que aconteceu. Sabemos como é triste e difícil passar por problemas assim. Nossos irmãos e irmãs da Rússia nessa aventura de descobrimento e exploração têm todo o nosso respeito, apoio e simpatia.

Felizmente não enfrentamos o mesmo problema. O Centauro respondeu a todos os comandos exatamente como planejado e aumentou a velocidade do veículo, de forma que ele pôde escapar de sua órbita elíptica ao redor da Terra. Passados 42 minutos e 48 segundos da decolagem, o Centauro virou o nosso veículo na direção certa, colocando-o em uma trajetória hiperbólica de partida da Terra, e se separou. Agora nosso veículo estava a caminho de Marte, mas o trabalho do Centauro ainda não havia terminado, pois ele também continuaria se movendo mais ou menos na mesma direção que o MSL. Se não fizéssemos nada, havia uma chance de que continuasse na mesma trajetória e chegasse a Marte, atingindo a superfície do planeta. Se fôssemos terrivelmente azarados, ele poderia até colidir com nosso veículo durante a viagem ou nas manobras de chegada. No melhor dos casos, se também atingisse Marte, o Centauro contaminaria seu local de descida com compostos orgânicos do resto de combustível e possivelmente com bactérias terrestres que tivessem pegado carona no foguete e pudessem ter sobrevivido à viagem. Por essas razões, ele foi programado para girar 180 graus, apontando seu jato na direção do movimento, e disparar uma última vez até queimar todo o combustível. Dessa forma ele iria frear. Nosso objetivo era garantir que não escapasse da Terra e acabasse reentrando em nossa atmosfera, desintegrando-se.

O lançamento foi um sucesso! A sensação era de primeira etapa cumprida, mas ainda havia muita expectativa para o futuro. Agora tínhamos mais de oito meses de espera, enquanto nossa navezinha não tripulada completava a viagem interplanetária para Marte.