Como a NASA simula gravidade zero na Terra para testar equipamentos?

Antes de qualquer equipamento ou hardware ser enviado ao espaço, ele geralmente é rigorosamente testado para garantir que possa suportar os extremos do espaço. De temperaturas frias à radiação, o espaço é difícil para o equipamento, mas o hardware também funciona de maneira diferente no espaço e na Terra devido à gravidade diferente. Como, então, organizações como a NASA simulam a gravidade zero na Terra?

Os astronautas testam sua coragem com o Neutral Buoyancy Laboratory (NBL), uma piscina gigante que contém 6,2 bilhões de galões de água. Graças ao tamanho, os astronautas podem trabalhar com maquetes em tamanho real para ajudá-los a se preparar para sua jornada ao espaço. Mas o NBL é apenas para treinamento de astronautas, não para testar equipamentos para ver como eles se sairiam no espaço.

Isso levanta a questão - podemos criar gravidade zero na Terra? E quão confiável é para testar equipamentos que serão enviados ao espaço sideral? Vamos descobrir.

Os voos parabólicos ajudam a replicar as condições de gravidade zero na Terra, fornecendo até 40 segundos de "queda livre". As origens do voo parabólico para simular a gravidade zero remontam a 1950, quando foi proposto pela primeira vez por pesquisadores da Brooks Air Force Base, no Texas. Em 1959, os pilotos conseguiram atingir 10 a 15 segundos de queda livre em um transporte de carga C-131B, que era grande o suficiente para treinar astronautas e equipamentos de teste. Isso fazia parte do Programa de Gravidade Reduzida da Força Aérea, que começou em 1957 e é executado pela NASA desde 1973.

Esses vôos funcionam voando na forma de uma parábola. A aeronave começa a acelerar e, em seguida, o piloto sobe. Quando o avião está subindo em velocidade suficientemente rápida, o piloto realiza um pushover, reduzindo o empuxo, o que permite que os ocupantes e equipamentos do avião caiam na mesma velocidade da aeronave.

O voo parabólico é um método de baixo custo e frequentemente usado para simular a gravidade zero na Terra (ou para simular a gravidade na lua ou em Marte), mas é limitado pela duração.

Os sistemas de descarga de gravidade funcionam usando um dispositivo do tipo ponte rolante para descarregar o peso de um ser humano ou equipamento para simular a gravidade zero, a gravidade lunar e a gravidade em Marte. O Active Response Gravity Offload System (ARGOS) é um grande dispositivo localizado no Johnson Space Center da NASA. Ele rastreia e segue ativamente o movimento usando um sensor de ângulo de cabo. Isso significa que o equipamento e a espaçonave podem ser movidos e interagidos, e o ARGOS manterá o nível de gravidade simulado. Efeitos semelhantes podem ser alcançados com um sistema complexo de peso e polia para descarregar os efeitos da gravidade da Terra – um sistema que os engenheiros usaram para testar o Telescópio Espacial James Webb.

Embora o ARGOS seja um dispositivo grande, existem tabelas de descarga de gravidade menores, perfeitas para testar equipamentos. O Goddard Space Flight Center da NASA tem uma mesa que consiste em uma grande peça de granito polido e nivelado. Eles são realmente capazes de fazer o equipamento de teste "flutuar" em cima da mesa graças ao trenó em que são colocados - mancais de ar produzem uma fina camada de ar sob o trenó, o que o faz flutuar em cima da mesa. "É basicamente como uma mesa de air hockey ao contrário", disse o engenheiro de demonstração e teste de robótica, Joe Easley, da NASA Goddard.

A desvantagem dos sistemas de descarga de gravidade é que eles nem sempre oferecem as seis direções em que você pode mover as coisas em gravidade zero - por exemplo, a mesa de descarga de gravidade oferece apenas três graus de liberdade, o que pode limitar a precisão.

A NASA também tem um Centro de Pesquisa de Gravidade Zero específico no Glenn Research Center, que está em operação desde 1966. Ele funciona usando uma câmara de vácuo de aço de 467 pés de comprimento. Uma bomba de vácuo reduz a pressão para 0,05 torr. (Para comparação, a pressão atmosférica padrão é de 760 torr.) Em seguida, um guindaste joga o equipamento ou experimento na câmara de vácuo e os pesquisadores têm 5,18 segundos para estudá-lo em queda livre. Como o voo parabólico, a desvantagem desse método é o pouco tempo disponível, bem como um limite de peso de 2.500 libras.

Os pesquisadores estão sempre procurando novas maneiras de testar hardware e experimentos antes de enviá-los ao espaço. Mas hoje em dia, à medida que os custos de acesso ao espaço diminuem, a Estação Espacial Internacional é frequentemente usada como teste de hardware, em vez de tentar descobrir como podemos criar gravidade zero na Terra.