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A missão Artemis II, que inicialmente deveria ser lançada em 8 de fevereiro, foi adiada por pelo menos um mês depois que a NASA encontrou um vazamento de hidrogênio enquanto abastecia o tanque.
A primeira missão Artemis também enfrentou vários atrasos devido a vazamentos de combustível.
É difícil imaginar uma substância que esteja centenas de graus abaixo de zero e ainda assim líquida. Essa é a natureza estranha do hidrogênio líquido e do oxigênio líquido que são os componentes do combustível de foguete, e por que eles tendem a vazar tão facilmente.
Todos os líquidos têm um ponto de ebulição, onde passam de líquido para gás. Para água, são 100 C.
O oxigênio, que é naturalmente um gás à temperatura ambiente, tem um ponto de ebulição extremamente baixo de -183 C. Se você conseguir mantê-lo abaixo dessa temperatura, ele permanecerá na forma líquida que se parece com água azul clara.
O hidrogênio líquido é ainda mais frio, com ponto de ebulição de -253 C, um pouco acima do zero absoluto, o mais frio que qualquer coisa pode chegar. Devido a essas temperaturas extremamente frias, esses líquidos congelarão instantaneamente tudo o que tocarem.
O equipamento que manuseia esses líquidos superfrios deve ser capaz de funcionar sem congelar ou rachar devido à enorme diferença de temperatura entre os combustíveis e o ar da Flórida, onde os foguetes são lançados.
A missão Artemis I também enfrentou vários atrasos devido a vazamentos de combustível, sendo lançada em novembro de 2022. (Chandan Khanna/AFP/Getty Images)
Manter esses combustíveis na forma líquida equivale a tentar evitar que um copo de água ferva dentro de um forno regulado para 200 C. Seria necessário colocar a água em um recipiente isolado para protegê-la da alta temperatura e evitar que ferva. Para esses líquidos criogênicos, nosso ar é um forno que tenta constantemente fervê-los de volta à forma de vapor.
É por isso que o estágio central do gigantesco foguete do Sistema de Lançamento Espacial (SLS) é laranja. É coberto por uma espuma isolante que foi borrifada em todo o exterior para manter o combustível frio interno protegido do ar quente. Eles também precisam ser protegidos contra o metal quente do próprio foguete, razão pela qual as linhas de combustível e os tanques devem ser pré-resfriados antes do combustível ser abastecido.
Todos estes esforços são apenas parcialmente bem-sucedidos. O combustível criogênico fervente, como o vapor, cria uma pressão que aumenta. Você notará nuvens de vapor branco saindo da lateral de um foguete totalmente abastecido, que é o vapor que pode escapar.
Vapor visto saindo de Artemis I em agosto de 2022. (Joel Kowsky/NASA/Getty Images)
A combinação de temperaturas ultrabaixas e pressão de vapor leva naturalmente a vazamentos. O hidrogênio, em particular, é muito bom para escapar, porque é a menor molécula que existe. Ele pode espremer até mesmo entre as menores rachaduras. Portanto, cada tubulação, cada junta, cada válvula é uma fonte de vazamento. E existem muitas fontes potenciais de vazamentos no foguete SLS.
Os combustíveis são armazenados em tanques próximos à plataforma de lançamento, depois canalizados através da alta torre de lançamento ao lado do foguete, através de mangueiras até o próprio foguete, depois através do encanamento que leva aos tanques de combustível e, eventualmente, aos motores.
O vazamento que apareceu durante o recente ensaio geral foi no conector que conecta a mangueira da torre de lançamento à lateral do foguete. Esta é uma parte de desconexão rápida que você pode ver sendo liberada logo no momento do lançamento, quando o foguete começa a subir da plataforma.
Este conector também vazou no vôo Artemis I e o foguete teve que ser revertido para o Edifício de Montagem de Veículos (VAB) várias vezes para reparos, causando atrasos que duram meses.
Os engenheiros acham que podem consertar esse vazamento na plataforma de lançamento, em vez de transportar o foguete de volta ao VAB, economizando tempo e recursos. Outro ensaio geral será necessário antes de finalmente se comprometer com o lançamento, agora planejado para não antes de 6 de março.
Um técnico da NASA verifica o alinhamento no topo do tanque de combustível externo do ônibus espacial Columbia em julho de 1999. (Bruce Weaver/AFP/Getty Images)
Vazamentos de hidrogênio têm sido um problema em todo o programa espacial, à medida que a NASA continua a usá-lo como combustível. Empresas privadas como a SpaceX, bem como o programa espacial russo, abandonaram o hidrogénio líquido em favor do querosene, que não é frio e é muito mais fácil de manusear.
A nova nave estelar da SpaceX, que deve pousar na Lua e possivelmente em Marte, evita o problema do hidrogênio usando combustível metano.
O uso do combustível líquido mais difícil de hidrogênio e oxigênio pelo foguete gigante SLS é baseado em tecnologia que remonta aos ônibus espaciais que foram desenvolvidos na década de 1970.
O combustível fornece o maior impulso para o seu peso, o que é útil para veículos de carga pesada, mas também garante que empreiteiros de muitos estados diferentes que construíram tecnologia da NASA no passado tenham empregos.
A NASA continua a usar combustível de hidrogênio em seus foguetes, apesar de sua propensão a vazar, porque fornece o maior impulso para seu peso, o que é útil para veículos de carga pesada. (Joel Kowsky/NASA/Getty Images)
Mas os críticos do foguete dizem que ele é insustentável porque é muito caro para voar e é totalmente descartável. Em outras palavras, todo o sistema de lançamento é lançado ausente em todos os vôos. Apenas a minúscula cápsula da tripulação regressa à Terra, o que é contrário aos foguetes modernos reutilizáveis, muito mais baratos, pilotados por empresas privadas que operam a uma fracção do custo.
O futuro do foguetão SLS depende da melhoria da tecnologia para reparar as fugas de hidrogénio, mas também do equilíbrio do custo de voo do foguetão em benefício de salvar os empregos daqueles que o constroem.
