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Apogeios, o conceito de cidade espacial construído com materiais lunares

– Notícias de 15 de setembro de 2019 –

Apogeios é um conceito de cidade espacial imaginado por Olivier Boisard e Pierre Marx. Sua abordagem é interessante em mais de uma maneira. Eles não apenas imaginaram uma arquitetura funcional, mas também pensaram em como seu projeto poderia ser construído. A idéia geral é amplamente baseada na filosofia do trabalho de Gerard O’Neill. Para colonizar o espaço, construir habitats espaciais é pelo menos tão interessante quanto se instalar na superfície de um planeta. O projeto da cidade espacial é muito menor do que as visões de cilindro de Gerad O’Neill, mas é muito mais pragmático.

O projeto é baseado em um habitat espacial capaz de acomodar 10.000 habitantes. Ele seria montado no ponto L5 Lagrange do sistema Terra-Lua. Este é um local ideal, pois trabalho e robôs seriam trazidos da Terra, enquanto matérias-primas seriam trazidas da Lua. Dessa forma, os custos de transporte são limitados para um projeto tão grande. Isso pressupõe uma industrialização prévia da Lua, mas podemos ver o começo hoje.

A própria cidade espacial está estruturada em torno de três módulos habitacionais dispostos em um triângulo em torno de uma zona industrial e agrícola no centro. O todo é rotativo, o que permite gerar uma gravidade artificial do tipo terrestre para os habitats. Cada um desses habitats consiste em quatro esferas com um comprimento total de 400 metros cada. Neste triângulo, existe um círculo formado por estufas esféricas. Eles permitem cultivar uma área de 30 hectares. No centro da cidade espacial, há um espaçoporto e uma zona industrial construída principalmente a partir de materiais lunares.

Apogeios teria uma massa de 750 mil toneladas, cerca de 75 toneladas por habitante. Essa proporção não está muito longe da massa da estação espacial internacional por habitante, porque quando recebe seis tripulantes, sua massa é de 67 toneladas por habitante. Essa solução tem o mérito de permitir que a humanidade se estenda de maneira sustentável fora da Terra a um custo comparativamente moderado. Até agora, esse conceito vai muito além de nossas capacidades industriais, mas talvez um dia possamos explorar os recursos lunares. Talvez nossos descendentes dêem uma olhada no projeto Apogeios.





O que é uma cidade espacial ?

A cidade espacial imaginada pelo físico americano O’Neill

Na década de 1970, a NASA começou a estudar seriamente o assunto. A Administração Espacial dos EUA encomendou estudos de viabilidade de alguns físicos, incluindo o Dr. Gerard K. O’Neill. Ele passará grande parte de sua carreira na Agência Espacial dos EUA trabalhando nessas questões. O primeiro projeto de O’Neill para a NASA é chamado de “Island One”, uma esfera oca. A ideia é conter a população nas faces internas da esfera. Esta forma particular tem a vantagem de otimizar a pressão do ar e fornecer proteção eficaz contra radiação. O’Neill calcula que uma esfera de apenas 500 metros de diâmetro poderia abrigar uma população de dez mil pessoas. Girando-o ao nível de sua região equatorial, teria uma gravidade equivalente à da Terra. Os espelhos seriam responsáveis ​​por trazer a luz do sol para a esfera. Um pouco mais tarde, O’Neill imagina outra esfera de 1800 metros de diâmetro, a “Ilha Dois”, capaz de abrigar uma atividade agrícola e industrial. A ideia é dar alguma independência aos seus habitantes com seus próprios meios de produção. Com o conceito de cidade espacial “Ilha Três”, O’Neill opta por uma forma cilíndrica de 8 quilômetros de diâmetro e 32 quilômetros de comprimento. O habitat seria teoricamente grande o suficiente para ter seus próprios fenômenos climáticos.

oneill cylinder

A construção de uma cidade espacial encontra muitos obstáculos

A construção de um habitat espacial de grande escala encontra obstáculos muito importantes, sendo o maior deles provavelmente o custo do acesso ao espaço. Mesmo que todos os projetos da SpaceX fossem realizados, seriam necessários quase 70.000 lançamentos de BFR para orbitar os materiais necessários para construir uma capacidade de 10 milhões de toneladas capaz de acomodar 10.000 pessoas, o que equivale a 7 BFR per capita. Com seus cem colonos por BFR, a colônia marciana proposta por Elon Musk parece muito mais realista. Além disso, ao optar por não colonizar um planeta, somos forçados a trazer tudo consigo mesmo. A colonização de um planeta também fornece a garantia de gravidade, pressão atmosférica e alguns recursos locais. Com um habitat que flutua no espaço, você tem que começar do zero. Embora muitas estações espaciais já tenham provado seu valor, no momento nenhuma delas conseguiu demonstrar uma gravidade artificial pela força centrífuga. Um planeta também é propenso a oferecer um campo magnético e, portanto, um certo nível de proteção contra a radiação cósmica. A ausência de atmosfera significa que não há proteção contra micrometeoritos em queda. Finalmente, idealmente, um habitat espacial deve ser autônomo e, assim, fornecer um ecossistema capaz de funcionar. Isso envolve criar e dominar um ambiente que infelizmente não é capaz de implementar no planeta Terra.

No entanto, a construção de uma cidade espacial traria muitos benefícios

Se pudermos um dia desenvolver métodos de construção em larga escala no vácuo espacial, então a criação de habitat se torna muito atraente. A ausência de gravidade é certamente uma restrição para a vida humana, mas um trunfo para as viagens espaciais. Sem gravidade, um habitat espacial torna-se um destino muito mais eficiente em termos de combustível do que uma colônia planetária. A possibilidade de construir uma cidade espacial em órbita ou perto do planeta Terra multiplica essa vantagem. A vida terrestre deriva a maior parte de sua energia da fotossíntese ou do consumo de organismos fotossintéticos. Um habitat espacial colocado em órbita ao redor do sol poderia escolher suas condições de sol. Em suas versões mais extremas, como a esfera Dyson, um habitat espacial coletaria toda a luz emitida por uma estrela. Um único sistema solar, mesmo sem planetas habitáveis, poderia acomodar vários trilhões de indivíduos.

dyson sphere

Finalmente, um habitat espacial permanente poderia ser um suporte para a colonização planetária. Se a espécie humana um dia quer se tornar uma civilização interestelar, não tem muita escolha: ou descobre uma maneira de viajar para uma fração não insignificante da velocidade da luz, ou aceita que a viagem leve mais de uma geração . Neste último caso, a única opção seria construir habitats gigantescos capazes de abrigar uma amostra humana grande o suficiente para evitar a consangüinidade. Este habitat seria responsável por viajar por centenas ou milhares de anos.

Os primórdios de uma cidade espacial no futuro próximo

No futuro, um pouco mais de perto, podemos razoavelmente assumir que não iremos da estação espacial internacional para uma gigantesca colônia na órbita da Terra. No entanto, começamos a olhar para as etapas intermediárias. Por exemplo, a empresa privada Bigelow Aerospace cria módulos infláveis. Bigelow espera poder colocar grandes volumes de módulos infláveis ​​em órbita. O maior desses habitats espaciais é chamado de BA 2100, simplesmente porque oferece 2100 metros cúbicos de volume pressurizado. Em comparação, a estação espacial internacional como um todo oferece 9131 metros cúbicos de volume pressurizado. Para comparar com um BFR, deve ser capaz de colocar em órbita dois BA 2100. Com 75 toneladas por módulo e 4200 metros cúbicos de volume pressurizado por lançamento, ele começa a se tornar interessante, pois proporciona algum conforto às atividades humanas em órbita.

bigelow inflatable module

Seja pela ciência ou pelo turismo espacial, a construção de megaestruturas no espaço poderia ser facilitada pela exploração de recursos de corpos celestes de baixa gravidade, como a lua ou asteróides. Essa é a solução que O’Neill imaginou. Podemos então pensar que a colonização de algumas estrelas do sistema solar, incluindo a Lua e o planeta Marte, poderia servir de trampolim para a colonização do espaço. Mas enquanto o custo de acesso à órbita não diminuir drasticamente, isso continua sendo uma teoria. Os preços agressivos da SpaceX são muito importantes porque obrigam todo o setor a encontrar soluções para reduzir o custo de acesso ao espaço. Se é improvável que rapidamente veremos um cilindro gigante abrigando dezenas de milhares de seres humanos, podemos pelo menos esperar que a primeira roda imaginada há mais de cem anos alivie a doença espacial dos futuros astronautas.

Imagens por:
Donald Davis [domínio público], via Wikimedia Commons
NASA no Flickr
Rick Guidice, Centro de Pesquisa da NASA Ames; corretor de cores desconhecido [domínio público], via Wikimedia Commons
capnhack.com
Olivier Boisard et Pierre Marx

Fontes

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