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Edição 103 - DEZ/2001 

Imagem animada na página Web da Boeing mostra a seqüência de montagem da estaçãoEstação Espacial Internacional

Engenharia Cósmica 

Uma das grandes obras da engenharia humana está sendo criada em órbita da Terra

Carlos Pimentel Mendes (*)

Imagine um prédio em que a base se apóia nas janelas e as paredes no telhado. Um prédio que viaja a 28 mil km/hora, a algo como 334 a 459 km de altitude, sob contínuo bombardeio de partículas menores que um grão de areia, mas capazes de perfurar chapas de aço devido à sua velocidade. Um prédio que precisa equilibrar a temperatura interna, mesmo com diferenças extremas de temperatura externa entre as partes sob o Sol e à sombra, em condições que mudam a todo instante. Imaginou? Agora, faça as plantas arquitetônicas e construa essa edificação!

Conceito artístico mostra a estação espacial em órbita da Terra (imagem: Boeing/Nasa)
Assim é a Estação Espacial Internacional (ISS – International Space Station), que está sendo construída em órbita da Terra por um grupo de países do qual participa o Brasil. Ela substitui o Skylab estadunidense e a estação russa Mir, que serviram de modelo para as novas instalações. Segundo o cronograma da Nasa, começou a ser construída em 20/11/1998, com a colocação em órbita do módulo de controle Zarya pelos russos, e deve estar concluída em 4/2006 com a instalação do módulo de acomodação centrífuga (CAM) pelos estadunidenses.
Módulo de pesquisa russo (imagem: Boeing)
Quando totalmente montada, a estação de 470 toneladas deve alojar seis ou sete cosmonautas em área pressurizada de 1.301,8 m³, algo como o espaço interno de dois aviões Boeing 747, contendo seis laboratórios, duas áreas habitacionais e duas Módulo duplo de carga (imagem: Boeing)áreas de apoio logístico, totalizando 115,34 x 93,96 m. Mais de 100 elementos da estação deverão ser levados ao espaço e montados em órbita por 45 missões espaciais, não contadas aí as destinadas à substituição dos tripulantes.

Como explica a construtora de aviões Boeing em seu site específico, a ISS é como um moderno edifício de pesquisas, expandido com o acréscimo de módulos, incluindo sistemas de suprimento de energia e água. A eletricidade, por exemplo, é obtida por painéis solares com o tamanho aproximado de dois campos de futebol (cobertos de células foto-elétricas), sistemas de conversão foto-voltaicas e baterias químicas de níquel/hidrogênio para o acúmulo de energia (necessária para suprir a estação no momento de eclipse solar pela Terra que ocorre em cada órbita). Sistemas de reciclagem conseguem produzir água mais pura que a da maioria das cidades. Todos os alimentos devem ser transportados da Terra.

Seção japonesa da ISS (Imagem: Nasa)
Componentes – Entre os componentes principais da ISS, destaca-se o módulo de serviço, contribuição russa, com os sistemas de suporte à vida e outras funções básicas, inclusive a propulsão para ajustes de órbita. Os laboratórios científicos são seis, com destaque para o dos EUA, além das instalações orbitais da Agência Espacial Européia Columbus, de um módulo de experiências japonesas com instalação centrífuga, e três módulos russos de pesquisa. 
Adaptador pressurizado permite conectar os módulos e veículos espaciais, mesmo com diferenças de diâmetro (imagem: Boeing)
Os módulos europeu e japonês têm 33 instalações (racks) para pesquisas sob encomenda, e instalações adicionais podem ser feitas nos módulos russos. O módulo japonês tem uma plataforma exposta para experiências que requerem contato direto com o ambiente espacial. O módulo também conta com um braço robótico para operações sob encomenda na plataforma externa.
 
Módulo de serviço russo (imagem: Boeing) Instalação russa na estação espacial, a Integrated Truss Structure (imagem: Boeing)
Anéis de encaixe permitem conexão precisa entre os módulos (imagem: Boeing)
Detalhe de um dos projetos de anéis de encaixe da ISS, o Androgynous Peripheral Attach System (imagem: Boeing)

O laboratório norte-americano inclui as instalações mais modernas para pesquisas em ambiente de gravidade nula e micro-gravidade, além das relacionadas com a Terra e o Cosmos e experimentos biológicos, fluídos e combustão, biotecnologia, biologia Airlock, para acomodar astronautas de diversos países. O antigo modelo russo não se adaptava aos equipamentos dos EUA (imagem: Boeing)gravitacional e pesquisas centradas nos seres humanos. É formado por duas seções cilíndricas e dois cones de terminação com escotilhas para o acesso dos astronautas. Uma janela de 50 cm de diâmetro, em vidro de alta qualidade óptica, permite a observação da Terra em situação privilegiada, com um ângulo de visão de 51,6 graus acima e abaixo do Equador.

Feito de alumínio, com camadas como num biscoito wafer, inclui uma cobertura externa destinada a proteger a instalação das temperaturas extremas do espaço externo. Uma das camadas intermediárias reflete a radiação solar, outra é preparada para impedir a perfuração das chapas pela ação dos micrometeoritos. 

Pelo lado de dentro, as paredes têm estruturas para suportar linhas de força, sistemas de gerenciamento de dados, sistemas de vácuo, dutos de ar condicionado, linhas de água e 24 racks com equipamentos das experiências científicas e de apoio (revitalização do ar com substituição do oxigênio e remoção do dióxido de carbono, controle de umidade etc.). Cada rack tem 1,85 x 1,06 m e uma capa protetora em composto de grafite.

Projetos do módulo centrífugo (imagem: Boeing)
A ISS conta ainda com um braço robótico canadense, um laboratório multipropósito italiano, veículos para transferência de tripulantes (com equipamento médico de Projeto do módulo de experimentos japonês (imagem: Boeing)emergência) e docas para atracação/acoplamento dos veículos transportadores de equipamentos, tripulantes e suprimentos que fazem a ligação com a Terra. 

Aliás, um dos elementos mais importantes na estrutura da estação é o conjunto de anéis de acoplamento, que devem garantir o perfeito encaixe dos módulos da própria estação e dos veículos que chegam: são dois anéis em kevlar, um ativo e um passivo, protegidos contra danos causados pelos micro-meteoritos e com guias de encaixe, usados numa seqüência de eventos “mais precisamente coreografada que um tango”, como explica a Boeing. Aliás, tudo ali deve seguir essa coreografia perfeita, já que um passo errado pode fazer a estação literalmente “dançar”...

(*) Carlos Pimentel Mendes é o editor do jornal eletrônico Novo Milênio.

Participação brasileira no projeto da estação espacial, mostrada em animação do site estadunidense Como Funciona
Participação dos principais países no projeto da estação espacial, mostrada em animação do site estadunidense Como Funciona