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Coluna do Astrônomo

Apollo 11: Módulo Lunar

Modulo
Lunar

Para pousar na Lua a NASA precisava de um nave totalmente nova capaz de pousar e decolar em um ambiente de quase vácuo e um sexto da gravidade terrestre. Isso nunca havia sido tentado.

Em 1958 a empresa escolhida para desenvolver o LEM (Lunar Excursion Module ou simplesmente Módulo Lunar) foi a Grumman Aircraft. Esta empresa aeroespacial já tinha no currículo emblemáticos aviões de combate aeronavais americanos. Para citar só dois temos, no período inicial da Segunda Grande Guerra, o caça a pistão F4F Wildcat e durante a Guerra Fria o jato supersônico F-15 Tomcat

No alto a esquerda: simulador do módulo lunar usado para treinar astronautas em terra. No alto a direita: Diagrama do módular lunar. Abaixo: os quatro designs do modulo lunar feitos pela Grumman : de 1962, 1963, 1965 e 1969 (da esquerda pra direita).

O projeto foi sendo modificado indo de um montagem mais robusta para algo mais leve.  Cada missão Apollo deu nomes diferentes aos seus Módulos Lunares. O primeiro vôo de um LEM foi na Apollo 5 em janeiro de 1968, missão de teste, não tripulada. Em março de 1969 a tripulação da Apollo 9 testou o primeiro LEM ao redor da Terra. Foi o primeiro destes módulos a receber um nome: Spider (Aranha em inglês devido a semelhança do veículo com os trens de pouso estendidos). Em novembro de 1969 o LEM Snoopy (Apollo 10) chegou a pouco mais de 10 km da superfície lunar antes de ser descartado e entrar em órbita ao redor do Sol, onde ainda está até hoje.

Esquerda: modelo 3D de um LEM visto de frente. Direita: foto do Eagle.

O veículo que pousou na Lua em 21 de julho de 1969 recebeu o nome de Eagle. Estamos acostumados a um gravidade seis vezes mais intensa que a lunar. Além da gravidade intensa temos atmosfera oferecendo resistência a qualquer movimento. Na Lua nada isso não existe. Isto faz toda diferença: não precisa aerodinâmica, não precisa estrutura muito resistente. Por isso o módulo Eagle é tão diferente do Columbia (Módulo de Comando).

Módulo Ascendente

Como todas as naves do Programa Apollo, a Eagle tinha dois estágios. A nave pousou inteira mas, na volta, só a parte superior retornou. É esta parte que era tripulada, onde os astronautas descansavam entre um passeio lunar e outro. Não era muito maior que o espaço interno de um carro de passeio ou cabine de um caminhão.

Esquerda: representação da separação dos módulos durante a decolagem. Direita: fotos recentes tiradas por sondas do módulo de descida na superfície da Lua.

Módulo de Descida

O motor presente neste módulo permitiu o pouso controlado. Um motor que pode variar a potência e desta maneira controlar a velocidade de descida. Todas as missões Apollo deixaram módulos de descida na superfície lunar. Hoje em dia, sondas orbitando a Lua fotografam os locais de pouso com detalhes, e não deixam dúvidas sobre a sua veracidade.

Acima e à direita: sítios de pouso de algumas missões Apollo indicando seu módulos de pouso.
Abaixo à esquerda: indicação do módulo de descida (em verde) e astronautas (em vermelho).

Um módulo lunar extraordinário

O Módulo Lunar Aquarius teve seu momento de glória ao ser usado como salva-vidas durante o acidente da Apollo 13. Como o motor do Módulo de Comando e Serviço Odissey foi atingido por uma explosão, foi preciso usar o propulsores do Aquarius para trazer os astronautas para casa.

Venha conhecer a nossa réplica do módulo lunar
na exposição “Um gigantesco salto: a jornada para a Lua”.

Dica de filme: Apollo 13 – Do Desastre ao Triunfo (1995)

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Coluna do Astrônomo

Apollo 11: O Foguete

Neste mês comemoramos 50 anos do primeiro pouso tripulado na Lua. Para que esta façanha fosse realizada a NASA (National Aeronautics and Space Administration ou Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço) teve que desenvolver o foguete mais potente até então já feito, o Saturno V (o V é o algarismo romano: lê-se Saturno cinco). Com seus 110 metros de comprimento, diâmetro máximo de 10 metros e quase 3 mil toneladas de peso, o Saturno V foi, e ainda é, o maior foguete totalmente operacional já lançado. Seu nome tem relação com a família de foguetes anteriores: os Júpiter. Foi um foguete Júpiter que levou o primeiro astronauta norte-americano ao espaço. Como Saturno é o planeta que vem logo depois de Júpiter, em ordem de distância ao Sol, essa foi a nomenclatura adotada.

Um Saturno V consegue levar até 120 toneladas de material a órbitas baixas e até 45 toneladas para a Lua.

As várias missões bem sucedidas do poderoso Saturno V. Dos 13 lançamentos só um teve falha.

Três Estágios

O foguete Saturno V em configuração de lançamento e detalhes dos estágios com seus anéis de conexão.

O primeiro estágio (um cilindro de 10 metros de diâmetro e 42 metros de altura) ficava na base onde cinco motores Rocketdine F1 consumiam dois propelentes: RP-1 (Refined Petroleum, um tipo de querosene usado em jatos agindo como combustível) e LOx (Liquid Oxygen, oxigênio líquido que serve de oxidante). Este estágio funcionava apenas por 2,8 minutos. A função principal do primeiro estágio é tirar o conjunto da plataforma e colocá-lo a uma altura de 67 quilômetros. Esta altura, onde a resistência do ar é bem menor, facilita o desempenho do próximo estágio. O motor central era fixo, mas os quatro ao redor poderiam ser movidos por dispositivos hidráulicos para ajustar a inclinação. Quando exauria o propelente, o estágio caía e se incinerava na atmosfera.

O segundo estágio ficava logo acima e também contava com cinco motores. Estes motores Rocketdyne J2 usavam hidrogênio líquido como combustível. Este estágio atuava até a altura de 184 quilômetros e depois reentrava na atmosfera vaporizando-se.

O terceiro estágio também usava hidrogênio líquido para abastecer um único motor Rocketdyne J2. É logo acima deste estágio que vão o Módulo Lunar (dentro de uma seção cônica que se abre como pétalas no espaço) e o Módulo de Comando e Serviço (onde os astronautas ficam durante o lançamento). Este é o estágio que insere os astronautas na órbita de transferência lunar.

Para saber mais:

Infográfico detalhado do Saturno V:

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https://pt.wikipedia.org/wiki/Saturno_V

50 anos da conquista da Lua – Estadão

https://www.estadao.com.br/infograficos/ciencia,50-anos-da-conquista-lunar,878058?fbclid=IwAR2fcqxHcEX343PEL0O4x5HNNXqB9jtbmiettAZQ_uamTTd5i3n1wvTwYfs