Alcançando as Estrelas: Os Foguetes que Impulsionaram a Corrida Espacial
A corrida espacial foi um período de intensa competição entre os Estados Unidos e a União Soviética, que durou de 1957 a 1975, e que teve como palco o espaço sideral.
Os dois países buscavam demonstrar sua superioridade tecnológica, política e militar, através de feitos pioneiros na exploração espacial.
A corrida espacial teve início com o lançamento do primeiro satélite artificial, o Sputnik 1, pela União Soviética, em 4 de outubro de 1957.
Esse evento causou um grande impacto na opinião pública mundial, e despertou o interesse e a preocupação dos Estados Unidos, que se sentiram ameaçados pela capacidade soviética de colocar objetos em órbita.
Os Estados Unidos responderam ao desafio soviético, criando a NASA (National Aeronautics and Space Administration), em 1958, e iniciando o seu próprio programa espacial.
A partir daí, os dois países entraram em uma disputa acirrada, que envolveu o lançamento de satélites, sondas, animais e humanos ao espaço, e que culminou com a chegada do homem à Lua, em 1969.
1. Introdução
Os foguetes são veículos que se movem pelo princípio da ação e reação, expelindo um jato de gás a alta velocidade, e que não dependem do ar para funcionar.
Eles são essenciais para a conquista espacial, pois são os únicos capazes de vencer a força da gravidade da Terra, e de alcançar as altas velocidades necessárias para entrar em órbita ou escapar dela.
Os foguetes são compostos por vários estágios, que se separam conforme o combustível é consumido, e que contêm motores, tanques, sistemas de controle e cargas úteis, como satélites, cápsulas ou módulos.
Os foguetes podem ser classificados em dois tipos principais:
- os foguetes de combustível sólido, que têm uma mistura de combustível e oxidante em estado sólido, e que são mais simples, baratos e confiáveis, mas menos eficientes e controláveis; e
- os foguetes de combustível líquido, que têm um combustível e um oxidante em estado líquido, armazenados em tanques separados, e que são mais complexos, caros e arriscados, mas mais potentes e ajustáveis.
Os Estados Unidos desenvolveram vários tipos de foguetes ao longo da corrida espacial, cada um com características e objetivos específicos, e que contribuíram para o avanço do programa espacial americano.
Neste artigo, vamos conhecer os principais foguetes que impulsionaram a corrida espacial, e as missões que eles realizaram.
2. Redstone: O Começo da Jornada Espacial
2.1 Origens e Desenvolvimento
O Redstone foi o primeiro foguete de grande porte desenvolvido pelos Estados Unidos, e o precursor dos foguetes usados nas missões espaciais.
©Arquivos da NASA.
Ele foi baseado no foguete alemão V-2, que foi usado como arma durante a Segunda Guerra Mundial, e que foi capturado pelos americanos após o fim do conflito.
O Redstone foi projetado pelo engenheiro alemão Wernher von Braun, que liderou a equipe responsável pelo V-2, e que foi recrutado pelos Estados Unidos para trabalhar no seu programa de foguetes.
O Redstone era um foguete de combustível líquido, que usava etanol e oxigênio líquido como propelentes, e que tinha um único estágio, com um motor de 78 toneladas de empuxo.
O Redstone foi testado pela primeira vez em 1953, e entrou em operação em 1958, como parte do arsenal nuclear dos Estados Unidos.
Ele tinha capacidade de lançar uma ogiva atômica de 3,8 megatons a uma distância de 320 quilômetros, e era considerado um foguete de médio alcance.
2.2 Missões do Projeto Mercury
O Redstone também foi usado para lançar as primeiras missões espaciais tripuladas dos Estados Unidos, no âmbito do Projeto Mercury, que tinha como objetivo colocar um astronauta em órbita da Terra.
O Projeto Mercury foi iniciado em 1958, em resposta ao sucesso do programa espacial soviético, que havia lançado o primeiro satélite, o primeiro animal e o primeiro humano ao espaço.
O Redstone foi modificado para se tornar um foguete espacial, recebendo o nome de Mercury-Redstone.
Ele teve seu comprimento aumentado, seu peso reduzido, seu sistema de controle aprimorado e sua carga útil adaptada para transportar uma cápsula espacial, chamada de Mercury, que tinha capacidade para um único astronauta.
O Mercury-Redstone foi usado para lançar duas missões suborbitais, que atingiram altitudes de cerca de 190 quilômetros, mas não entraram em órbita da Terra.
A primeira missão, chamada de Mercury-Redstone 3, ocorreu em 5 de maio de 1961, e levou o astronauta Alan Shepard ao espaço, tornando-o o primeiro americano e o segundo humano a realizar um voo espacial.
©Arquivos da NASA.
A segunda missão, chamada de Mercury-Redstone 4, ocorreu em 21 de julho de 1961, e levou o astronauta Virgil Grissom ao espaço, repetindo o feito de Shepard.
As missões Mercury-Redstone foram um passo importante para o programa espacial americano, pois demonstraram que os Estados Unidos eram capazes de enviar humanos ao espaço, e de trazê-los de volta em segurança.
No entanto, elas não foram suficientes para superar a vantagem soviética, que já havia colocado um astronauta em órbita da Terra, em 12 de abril de 1961, usando o foguete R-7.
3. Atlas e Titan II: Impulsionando a Corrida
3.1 O Versátil Atlas
O Atlas foi o primeiro foguete de longo alcance desenvolvido pelos Estados Unidos, e o primeiro a colocar um satélite e um humano em órbita da Terra.
Ele foi baseado no foguete alemão V-2, assim como o Redstone, mas tinha um design mais avançado e inovador.
O Atlas foi projetado pelo engenheiro ucraniano-americano Karel Bossart, que trabalhou na equipe de Wernher von Braun, e que foi contratado pela empresa Convair para desenvolver um foguete intercontinental.
O Atlas era um foguete de combustível líquido, que usava querosene e oxigênio líquido como propelentes, e que tinha um estágio e meio, com três motores de 150 toneladas de empuxo cada.
O Atlas tinha uma estrutura leve e resistente, que usava um conceito chamado de “balão”, no qual os tanques de combustível eram mantidos sob pressão constante, e funcionavam como a pele do foguete, sem necessidade de uma estrutura interna.
O Atlas também tinha um sistema de estágio e meio, no qual dois dos três motores eram descartados durante o voo, reduzindo o peso e aumentando a eficiência do foguete.
O Atlas foi testado pela primeira vez em 1957, e entrou em operação em 1959, como parte do arsenal nuclear dos Estados Unidos.
©Arquivos da NASA by Wikipedia.
Ele tinha capacidade de lançar uma ogiva atômica de 3,8 megatons a uma distância de 16 mil quilômetros, e era considerado um foguete intercontinental.
O Atlas também foi usado para lançar várias missões espaciais, tanto civis quanto militares, no âmbito dos projetos Mercury, Gemini, Agena, Centaur, Mariner, Pioneer, Ranger, Surveyor e outros.
Ele foi modificado para se tornar um foguete espacial, recebendo o nome de Atlas-Agena, Atlas-Centaur ou Atlas-D, dependendo do tipo de estágio superior que ele usava.
O Atlas foi usado para lançar a primeira missão orbital tripulada dos Estados Unidos, no âmbito do Projeto Mercury, que tinha como objetivo colocar um astronauta em órbita da Terra.
A missão, chamada de Mercury-Atlas 6, ocorreu em 20 de fevereiro de 1962, e levou o astronauta John Glenn ao espaço, tornando-o o primeiro americano e o terceiro humano a orbitar a Terra.
O Atlas também lançou outras três missões orbitais tripuladas do Projeto Mercury, que levaram os astronautas Scott Carpenter, Wally Schirra e Gordon Cooper ao espaço, entre 1962 e 1963.
3.2 Titan II: Gateway para as Missões Gemini
O Titan II foi o segundo foguete de longo alcance desenvolvido pelos Estados Unidos, e o que permitiu a realização das missões Gemini, que tinham como objetivo preparar os astronautas para as missões lunares.
Ele foi baseado no foguete Titan I, que foi o primeiro foguete de dois estágios dos Estados Unidos, e que foi usado como arma nuclear e como lançador de satélites.
O Titan II foi projetado pela empresa Martin, que foi contratada pela Força Aérea dos Estados Unidos para desenvolver um foguete intercontinental mais potente e confiável que o Atlas.
O Titan II era um foguete de combustível líquido, que usava hidrazina e tetróxido de nitrogênio como propelentes, e que tinha dois estágios, com um motor de 200 toneladas de empuxo no primeiro estágio, e um motor de 45 toneladas de empuxo no segundo estágio.
O Titan II tinha uma estrutura mais robusta e convencional que o Atlas, que usava um conceito chamado de “estágio integral”, no qual os tanques de combustível dos dois estágios eram interligados, e funcionavam como uma única unidade.
O Titan II também tinha um sistema de ignição a frio, que permitia o acionamento dos motores antes da decolagem, aumentando a segurança e a precisão do foguete.
O Titan II foi testado pela primeira vez em 1962, e entrou em operação em 1963, como parte do arsenal nuclear dos Estados Unidos.
Ele tinha capacidade de lançar uma ogiva atômica de 9 megatons a uma distância de 15 mil quilômetros, e era considerado um foguete intercontinental.
O Titan II também foi usado para lançar as dez missões espaciais tripuladas do Projeto Gemini, que tinha como objetivo testar as técnicas e tecnologias necessárias para as missões lunares, como o acoplamento, a caminhada espacial, a navegação e o controle de reentrada.
©Arquivos da NASA.
O Projeto Gemini foi iniciado em 1962, como uma continuação do Projeto Mercury, e como uma preparação para o Projeto Apollo.
O Titan II foi modificado para se tornar um foguete espacial, recebendo o nome de Gemini-Titan II.
Ele teve seu comprimento aumentado, seu peso reduzido, seu sistema de controle aprimorado e sua carga útil adaptada para transportar uma cápsula espacial, chamada de Gemini, que tinha capacidade para dois astronautas.
As missões Gemini-Titan II foram um passo fundamental para o programa espacial americano, pois permitiram que os Estados Unidos realizassem vários feitos inéditos na exploração espacial, como a primeira caminhada espacial, o primeiro acoplamento orbital, o primeiro voo controlado por computador, o primeiro voo em formação, o primeiro uso de combustível sólido, o primeiro pouso de precisão e o recorde de permanência no espaço.
4. Saturn I e Saturn IB: Preparação para a Grande Jornada
4.1 Saturn I: Testando as Águas Espaciais
O Saturn I foi o primeiro foguete de grande porte desenvolvido pelos Estados Unidos, e o que permitiu a realização das primeiras missões do Projeto Apollo, que tinham como objetivo levar humanos à Lua.
Ele foi baseado no foguete Jupiter, que foi um foguete de médio alcance usado como arma nuclear e como lançador de satélites.
O Saturn I foi projetado pelo engenheiro alemão Wernher von Braun, que liderou a equipe responsável pelo Redstone, e que foi transferido para a NASA em 1960, para trabalhar no seu programa de foguetes.
O Saturn I era um foguete de combustível líquido, que usava querosene e oxigênio líquido como propelentes, e que tinha dois estágios, com oito motores de 80 toneladas de empuxo cada no primeiro estágio, e seis motores de 7,5 toneladas de empuxo cada no segundo estágio.
O Saturn I tinha uma estrutura robusta e modular, que usava um conceito chamado de “cluster”, no qual vários motores e tanques eram agrupados para formar um estágio.
O Saturn I também tinha um sistema de controle avançado, que permitia o ajuste do empuxo e da direção dos motores durante o voo.
O Saturn I foi testado pela primeira vez em 1961, e entrou em operação em 1964, como parte do Projeto Apollo, que tinha como objetivo levar humanos à Lua.
©Arquivos da NASA.
Ele tinha capacidade de lançar uma carga útil de 9 toneladas a uma órbita baixa da Terra, e era considerado um foguete de baixa capacidade.
O Saturn I foi usado para lançar dez missões não tripuladas do Projeto Apollo, que tinham como objetivo testar os componentes e sistemas da nave espacial que seria usada nas missões lunares, como o módulo de comando e serviço, o módulo lunar, o adaptador do módulo lunar e o escudo térmico.
As missões, numeradas de SA-1 a SA-10, ocorreram entre outubro de 1961 e julho de 1965.
©Arquivos da NASA by Wikipedia.
As missões Saturn I foram um passo importante para o Projeto Apollo, pois demonstraram que os Estados Unidos eram capazes de construir e lançar foguetes de grande porte, e de desenvolver e testar as naves espaciais que seriam usadas nas missões lunares.
4.2 Saturn IB: A Ponte para a Lua
O Saturn IB foi o segundo foguete de grande porte desenvolvido pelos Estados Unidos, e o que permitiu a realização das primeiras missões tripuladas do Projeto Apollo, que tinham como objetivo levar humanos à Lua.
Ele foi baseado no foguete Saturn I, mas tinha um segundo estágio mais potente e eficiente.
O Saturn IB foi projetado pelo engenheiro alemão Wernher von Braun, que liderou a equipe responsável pelo Saturn I, e que continuou a trabalhar na NASA no seu programa de foguetes.
O Saturn IB era um foguete de combustível líquido, que usava querosene e oxigênio líquido como propelentes no primeiro estágio, e hidrogênio e oxigênio líquido como propelentes no segundo estágio.
Ele tinha dois estágios, com oito motores de 80 toneladas de empuxo cada no primeiro estágio, e um motor de 90 toneladas de empuxo no segundo estágio.
©Arquivos da NASA.
O Saturn IB tinha uma estrutura robusta e modular, que usava o mesmo conceito de “cluster” do Saturn I, mas com um segundo estágio diferente, chamado de S-IVB, que era derivado do estágio superior do foguete Atlas.
O Saturn IB também tinha um sistema de controle avançado, que permitia o ajuste do empuxo e da direção dos motores durante o voo.
O Saturn IB foi testado pela primeira vez em 1966, e entrou em operação em 1968, como parte do Projeto Apollo, que tinha como objetivo levar humanos à Lua.
Ele tinha capacidade de lançar uma carga útil de 18 toneladas a uma órbita baixa da Terra, e era considerado um foguete de média capacidade.
O Saturn IB foi usado para lançar nove missões do Projeto Apollo, sendo 4 não tripuladas, que tinham como objetivo testar as técnicas e tecnologias necessárias para as missões lunares, como o acoplamento, a transferência, a caminhada espacial, a navegação e o controle de reentrada.
As missões, chamadas de AS-201 a AS-210, ocorreram entre fevereiro de 1966 e julho de 1975.
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As missões Saturn IB foram um passo fundamental para o Projeto Apollo, pois permitiram que os Estados Unidos realizassem as primeiras missões tripuladas do programa, e que treinassem os astronautas para as missões lunares.
5. Saturn V: O Gigante que Conquistou a Lua
5.1 O Projeto e Desenvolvimento
O Saturn V foi o terceiro e último foguete de grande porte desenvolvido pelos Estados Unidos, e o que permitiu a realização das missões lunares do Projeto Apollo, que tinham como objetivo levar humanos à Lua.
Ele foi o maior, mais potente e mais complexo foguete já construído na história da humanidade.
O Saturn V foi projetado pelo engenheiro alemão Wernher von Braun, que liderou a equipe responsável pelo Saturn I e pelo Saturn IB, e que continuou a trabalhar na NASA no seu programa de foguetes.
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O Saturn V era um foguete de combustível líquido, que usava querosene e oxigênio líquido como propelentes no primeiro estágio, e hidrogênio e oxigênio líquido como propelentes nos segundo e terceiro estágios.
Ele tinha três estágios, com cinco motores de 680 toneladas de empuxo cada no primeiro estágio, cinco motores de 100 toneladas de empuxo cada no segundo estágio, e um motor de 70 toneladas de empuxo no terceiro estágio.
O Saturn V tinha uma estrutura gigantesca e sofisticada, que usava um conceito chamado de “estágio paralelo”, no qual os três estágios eram montados em série, e funcionavam de forma sequencial.
O Saturn V também tinha um sistema de controle avançadíssimo, que permitia o ajuste do empuxo e da direção dos motores durante o voo, e que contava com um computador de bordo, que coordenava todas as operações do foguete.
O Saturn V foi testado pela primeira vez em 1967, e entrou em operação em 1968, como parte do Projeto Apollo, que tinha como objetivo levar humanos à Lua.
Ele tinha capacidade de lançar uma carga útil de 140 toneladas a uma órbita baixa da Terra, ou de 48 toneladas a uma órbita lunar, e era considerado um foguete de alta capacidade.
5.2 Missões Apollo: A Lua como Destino
O Saturn V foi usado para lançar as onze missões lunares do Projeto Apollo, que tinham como objetivo levar humanos à Lua, e trazê-los de volta em segurança.
As missões, chamadas de Apollo 8 a Apollo 17, e Skylab 1, ocorreram entre novembro de 1967 e maio de 1973.
©Arquivos da NASA by Wikipedia.
O Saturn V lançava uma nave espacial composta por três módulos:
- o módulo de comando e serviço, que era a nave principal, onde os três astronautas ficavam durante a maior parte da missão, e que continha os sistemas de propulsão, comunicação, orientação, controle, suporte de vida e reentrada;
- o módulo lunar, que era a nave secundária, onde dois dos três astronautas desciam à superfície da Lua, e que continha os sistemas de propulsão, comunicação, orientação, controle, suporte de vida e decolagem; e
- o adaptador do módulo lunar, que era a estrutura que conectava os dois módulos, e que continha o sistema de escape, que era um foguete de emergência que podia separar o módulo de comando e serviço do Saturn V em caso de falha.
O Saturn V seguia uma trajetória que envolvia várias etapas:
- a decolagem, que era o momento em que o foguete saía do solo, usando o primeiro estágio para gerar o empuxo necessário para vencer a gravidade da Terra;
- a inserção orbital, que era o momento em que o foguete entrava em órbita da Terra, usando o segundo estágio para acelerar até a velocidade orbital;
- a injeção translunar, que era o momento em que o foguete saía da órbita da Terra, e entrava em uma trajetória que o levaria até a Lua, usando o terceiro estágio para acelerar até a velocidade de escape;
- a inserção lunar, que era o momento em que o foguete entrava em órbita da Lua, usando o motor do módulo de serviço para reduzir a velocidade;
- a descida lunar, que era o momento em que o módulo lunar se separava do módulo de comando e serviço, e descia até a superfície da Lua, usando o motor do módulo lunar para controlar a velocidade e a direção;
- a alunissagem, que era o momento em que o módulo lunar pousava na Lua, usando o motor do módulo lunar para amortecer o impacto;
- a caminhada lunar, que era o momento em que os dois astronautas saíam do módulo lunar, e exploravam a superfície da Lua, usando trajes espaciais e veículos lunares;
- a decolagem lunar, que era o momento em que o módulo lunar decolava da Lua, usando o motor do módulo lunar para atingir a velocidade e a altitude necessárias para se acoplar ao módulo de comando e serviço;
- a injeção transterrestre, que era o momento em que o foguete saía da órbita da Lua, e entrava em uma trajetória que o levaria de volta à Terra, usando o motor do módulo de serviço para acelerar até a velocidade de escape;
- a reentrada, que era o momento em que o módulo de comando e serviço se separava do módulo de serviço, e entrava na atmosfera da Terra, usando o escudo térmico para proteger os astronautas do calor e da fricção; e
- o pouso, que era o momento em que o módulo de comando e serviço pousava na Terra, usando paraquedas para reduzir a velocidade e botes salva-vidas para flutuar na água.
As missões Saturn V foram um passo histórico para a humanidade, pois permitiram que os Estados Unidos realizassem o sonho de levar humanos à Lua, e de explorar o nosso satélite natural.
A primeira missão que conseguiu esse feito foi a Apollo 11, que ocorreu em 20 de julho de 1969, e que levou os astronautas Neil Armstrong e Edwin Aldrin à Lua, tornando-os os primeiros humanos a pisar no solo lunar.
A última missão que realizou esse feito foi a Apollo 17, que ocorreu em 14 de dezembro de 1972, e que levou os astronautas Eugene Cernan e Harrison Schmitt à Lua, tornando-os os últimos humanos a visitar o solo lunar.
6. Conclusão
Os foguetes que impulsionaram a corrida espacial foram os responsáveis por alguns dos maiores feitos da história da exploração espacial, e deixaram um legado duradouro para o programa espacial e para a ciência e tecnologia.
Eles permitiram que os Estados Unidos realizassem as primeiras missões espaciais tripuladas, que colocassem satélites, sondas e humanos em órbita da Terra e da Lua, e que conquistassem a Lua, o maior objetivo da corrida espacial.
Os foguetes da corrida espacial também contribuíram para o avanço do conhecimento científico, da inovação tecnológica, da cooperação internacional e da inspiração humana.
Eles possibilitaram que os cientistas coletassem dados e amostras sobre o espaço, a Terra e a Lua, que ampliaram a nossa compreensão sobre o universo e o nosso planeta.
Eles também possibilitaram que os engenheiros desenvolvessem novas técnicas e tecnologias, que melhoraram a nossa capacidade de projetar, construir e operar foguetes, naves e sistemas espaciais.
Eles também possibilitaram que os países estabelecessem acordos e parcerias, que promoveram a paz e a colaboração entre as nações.
Eles também possibilitaram que as pessoas testemunhassem e participassem de momentos históricos, que despertaram o nosso interesse e a nossa admiração pelo espaço.
Os foguetes da corrida espacial foram os protagonistas de uma era de ouro da exploração espacial, que marcou a nossa história e a nossa cultura.
Eles foram os veículos que nos levaram a alcançar as estrelas, e que nos mostraram que os limites do espaço são os limites da nossa imaginação.
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