ISS com oito naves espaciais acopladas cria um engarrafamento orbital recorde

Durante alguns dias invulgares, o posto avançado mais movimentado da Terra, por cima das nossas cabeças, parece mais uma área de serviço orbital cheia do que um laboratório tranquilo.

A Estação Espacial Internacional atingiu uma espécie de «lotação esgotada» que os planeadores de missões há muito receavam, mas que também queriam testar em segredo: todas as portas de acoplagem estão ocupadas, todas as naves visitantes estão estacionadas e quase não sobra espaço para manobrar.

Um marco orbital: oito naves espaciais e nenhum lugar livre

Pela primeira vez nos seus 25 anos de história, as oito portas de acoplagem da Estação Espacial Internacional (ISS) estão ocupadas em simultâneo. As agências espaciais descrevem-no como um êxito logístico. Em privado, os controladores de voo chamam-lhe uma dor de cabeça.

Neste momento, a ISS acolhe uma frota diversificada que ilustra bem a transformação dos voos espaciais tripulados ao longo de uma única geração. No complexo, veículos russos, norte-americanos, japoneses e comerciais tentam todos partilhar o mesmo espaço limitado.

A configuração actual é aproximadamente a seguinte:

• 2 naves Soyuz tripuladas da Rússia
• 2 cargueiros Progress da Rússia (Progress-92 e Progress-93)
• 2 cápsulas SpaceX Crew Dragon (uma para tripulação e outra para carga)
• 1 nave de carga Cygnus XL da Northrop Grumman
• 1 veículo de reabastecimento HTV-X1 da agência espacial japonesa, JAXA

«Esta configuração recorde transforma a ISS numa verdadeira rotunda orbital, onde cada mudança de posição tem de evitar o mais pequeno erro de trajectória.»

Oito naves acopladas representam oito conjuntos de ligações de suporte de vida, linhas eléctricas, ligações de dados e, sobretudo, margens de segurança muito apertadas. Os engenheiros têm de raciocinar não apenas em três dimensões, mas também no tempo: quem chega, quem parte, que porta utiliza e o que acontece se algo correr mal a meio de uma deslocação.

Uma dança cuidadosamente coreografada entre naves espaciais

Este congestionamento orbital não surgiu por acaso. Foi necessário executar uma manobra de relocalização meticulosamente planeada, envolvendo um dos discretos cavalos de batalha da estação: o cargueiro Cygnus XL.

Um dos veículos que estava previsto chegar, a Soyuz MS-28, sofreu danos graves na plataforma de lançamento durante a descolagem, obrigando as equipas russas e norte-americanas a repensar o plano de acoplagem. A porta inicialmente destinada à nave deixou de ser a opção mais adequada. Para manter a missão dentro do calendário, o Centro de Controlo de Missões da NASA, em Houston, e os seus parceiros tiveram de reorganizar o estacionamento em órbita.

Em vez de pedirem à tripulação da ISS que pilotasse manualmente uma nave, os controladores recorreram ao longo braço mecânico da estação, o Canadarm2. A partir do solo, libertaram a Cygnus da sua posição original, fizeram-na descrever um arco suave no espaço e prenderam-na depois a outra porta.

«O mais pequeno erro de cálculo podia provocar uma colisão com a estação, vibrações perigosas ou o bloqueio de outra nave numa chegada futura.»

Este tipo de «troca de porta» pode parecer rotineiro, mas exige uma teia de condicionantes: comunicações claras entre a NASA, a Northrop Grumman, a Roscosmos e a JAXA, modelação rigorosa do movimento do braço e um plano detalhado para evitar colisões. Todos os percursos de cabos e todos os limites estruturais têm de ser compatíveis.

Porque foi tão importante mover a Cygnus

As naves Soyuz funcionam simultaneamente como táxis e botes salva-vidas. Cada Soyuz tripulada oferece à estação lugares adicionais para evacuação. Por isso, o seu ponto de acoplagem é estratégico. Se um problema obrigar a um regresso rápido à Terra, a cápsula tem de ser facilmente acessível e poder partir sem demora.

Ao deslocarem a Cygnus, os controladores criaram espaço suficiente para a Soyuz MS-28 se aproximar por uma trajectória mais segura e se ligar a uma porta compatível com os procedimentos de emergência. O calendário era apertado: a manobra tinha de coincidir com a fase orbital da Soyuz e com outras queimas planeadas para missões de carga.

É aqui que a ISS revela a sua natureza dupla. Por um lado, é um frágil laboratório de microgravidade onde os cientistas acompanham cristais e culturas celulares. Por outro, é um nó em movimento constante numa rede de transporte com tráfego intenso, onde cada tonelada de combustível e cada quilograma de equipamento seguem um calendário.

Recorde de curta duração: as naves já aguardam para partir

Esta concentração de tráfego orbital não irá durar muito. Uma das Soyuz acopladas, a MS-27, deverá desacoplar muito em breve. A 8 de Dezembro, transportará os cosmonautas Sergei Ryzhikov e Alexei Zubritsky, juntamente com o astronauta da NASA Jonny Kim, de regresso através da atmosfera.

Quando essa cápsula partir, uma porta ficará disponível, o tráfego aliviará ligeiramente e as margens de planeamento aumentarão. Ainda assim, este breve engarrafamento evidenciou a complexidade dos últimos anos da ISS, à medida que mais agências e empresas privadas tentam encaixar missões num calendário fixo.

«A afluência recorde à ISS não é apenas um símbolo: testa a capacidade das equipas em terra para gerir um futuro em que a órbita baixa estará muito movimentada.»

Com várias Dragons, futuros voos da Boeing Starliner, missões regulares de carga e possíveis novos módulos privados, poderão voltar a surgir picos de actividade semelhantes antes da retirada da estação.

O que isto revela sobre o futuro das estações em órbita baixa da Terra

A ISS foi construída tanto como projecto político quanto como projecto científico. A multidão de naves visitantes reflecte décadas de cooperação entre a NASA, a Roscosmos, a ESA, a JAXA e a Agência Espacial Canadiana. A próxima geração de estações orbitais terá um aspecto muito diferente.

Várias plataformas comerciais já estão em desenvolvimento, apoiadas por empresas como a Axiom Space, a Voyager Space e outras. Em vez de uma única estrutura grande e partilhada, a órbita baixa da Terra poderá acolher diversas estações mais pequenas, cada uma dedicada a mercados específicos.

De laboratório internacional a parque empresarial orbital

Prevê-se que as futuras estações apostem mais em:

• Missões de curta duração para clientes pagadores e equipas de investigação
• Fabrico em microgravidade de materiais, fibras ou produtos farmacêuticos
• Instrumentos alojados para observação do clima e da Terra
• Voos turísticos, produções mediáticas e projectos orientados para marcas

Esta mudança transformará o problema das portas de acoplagem. Em vez de um único estrangulamento, poderão existir vários centros com regras de acesso e preços distintos. As estações comerciais poderão reservar determinadas portas para clientes específicos ou cobrar um valor adicional por janelas de chegada flexíveis.

Os responsáveis pelo planeamento do tráfego necessitarão de ferramentas mais próximas da gestão de faixas horárias das companhias aéreas do que do agendamento tradicional de missões governamentais. O actual congestionamento na ISS antecipa em pequena escala esse cenário, com múltiplos intervenientes a negociar quem pode estar onde e em que momento.

Planos de retirada: o que acontece quando a ISS deixar a órbita

Actualmente, está previsto que a ISS seja retirada de órbita por volta de 2030. O plano é brutal, mas simples: conduzir o complexo de 400 toneladas para uma reentrada controlada sobre uma zona remota do oceano Pacífico conhecida como Point Nemo, a mais de 2.500 quilómetros da terra habitada mais próxima.

A maior parte da estrutura arderá na atmosfera. As componentes mais densas deverão cair numa zona previamente definida, o «cemitério de naves espaciais», já utilizada para antigos cargueiros e satélites. Preparar esta descida controlada exige um planeamento rigoroso do combustível com anos de antecedência e, provavelmente, o apoio de rebocadores dedicados à desorbitagem.

Quanto mais tráfego a ISS gerir nos seus últimos anos, mais difícil será a transição. As agências terão de evitar um intervalo em que não exista nenhum grande laboratório tripulado a orbitar a Terra, garantindo ao mesmo tempo que a estação conserva propelente e margem estrutural suficientes para uma manobra segura de fim de vida.

Para lá da logística: riscos ocultos e vantagens discretas

Ter oito veículos ligados à estação levanta algumas preocupações evidentes. Mais naves significam mais potenciais pontos de fuga, mais válvulas e vedantes, além de mais cargas térmicas e estruturais sobre a espinha dorsal da estação. Cada veículo acoplado transporta o seu próprio combustível e baterias, aumentando o número de modos de falha possíveis.

A preparação da tripulação também se torna mais intensa. Os astronautas precisam de conhecer os percursos de evacuação para cada configuração, saber como selar rapidamente as escotilhas e praticar exercícios para os piores cenários, nos quais um veículo acoplado pode sofrer uma fuga ou uma avaria eléctrica. As equipas em terra simulam repetidamente estas situações antes de aceitarem uma configuração tão congestionada.

Há também vantagens. Com tantas naves visitantes, a estação ganha flexibilidade. As peças sobresselentes chegam mais depressa. As amostras biológicas podem regressar em voos mais frequentes. Os lugares adicionais para tripulação dão aos gestores mais alternativas se um problema médico ou uma avaria de equipamento obrigar a uma rotação antecipada.

Este pico de tráfego também amplia o conjunto de dados que os engenheiros usam para modelar a dinâmica das acoplagens. Cada aproximação, cada deslocação com o braço e cada partida alimentam simulações que ajudarão a criar procedimentos mais seguros para a próxima vaga de estações comerciais e módulos do Lunar Gateway.

Para estudantes e entusiastas dos voos espaciais, este momento constitui um caso prático. É possível desenhar a ISS, assinalar cada adaptador de acoplagem e tentar atribuir as naves visitantes segundo diferentes planos de missão. O exercício mostra rapidamente como a geometria é limitada e como um único lançamento adiado pode desencadear efeitos em cadeia no calendário.

O «engarrafamento orbital» pode parecer um recorde curioso. Na realidade, antecipa um futuro próximo em que gerir portos espaciais congestionados a 400 quilómetros acima da Terra será uma tarefa diária, e não uma manchete excepcional.