Ao lançar uma espaçonave, você precisa impulsionar um objeto muito grande e pesado para o alto, tão rápido que possa superar a gravidade da Terra.
Isso consome muita energia – o que significa muito combustível e, portanto, muito dinheiro.
Há três coisas principais a serem consideradas aqui:
- O peso da própria espaçonave
- O peso da sua carga útil (tripulação, equipamento científico, etc.)
- O peso do combustível necessário para tornar essa viagem viável
Então, o que é necessário para lançar um foguete ao espaço – e há algum lugar na Terra mais adequado do que outros?
Que truques os engenheiros espaciais usam para lançar seus foguetes ao espaço com mais eficiência.
Massa de combustível e peso da carga útil – uma relação complicada
A relação entre a massa do combustível e o peso da carga útil é determinada por algo chamado equação do foguete de Tsiolkovsky – e é uma equação elevada.
Por exemplo, o rover Curiosity da NASA, em Marte, tem uma massa de mais de 900 kg (1.980 libras), dos quais os seus instrumentos científicos representam apenas 75 kg (165 libras).
Mas a massa total, no momento da descolagem, do foguetão Atlas V 541 que o levou a Marte era superior a 530.000 kg, a maior parte da qual era combustível.
A NASA calculou que se a mesma relação combustível/carga útil se aplicasse aos carros, então a maior “compra semanal” que um carro familiar médio seria capaz de transportar do supermercado seria… uma única uva.
Conseqüentemente, os engenheiros aeroespaciais estão sempre procurando maneiras de aliviar a carga (tanto literal quanto financeiramente).
Uma maneira de fazer isso, é claro, é manter o peso da sua espaçonave no mínimo absoluto.
Outra é escolher cuidadosamente o local de lançamento, pois determinados locais de lançamento podem tornar a vida um pouco mais fácil.
Lançamento de altitude
Uma ideia óbvia poderia ser lançar foguetes do topo das montanhas. Afinal, você já está acima de grande parte da atmosfera da Terra – isso deve ajudar, certo?
Bem, até certo ponto isso acontece. Mas os benefícios diretos da altitude por si só são insignificantes.
Sim, se você estiver no topo do Monte Everest, estará 8,8 km (5,5 milhas) mais perto da Lua do que estaria ao nível do mar, mas como a Lua está a cerca de 380.000 km (240.000 milhas) de distância, isso realmente não faz muita diferença.
E embora a gravidade da Terra possa ser um pouco menor nessa altitude, o benefício real de lançar um foguete do topo de uma montanha seria a pressão atmosférica reduzida (o que, por razões técnicas, significa que você pode ter um bocal de saída um pouco maior no motor do foguete, o que equivale a mais eficiência do motor).
O resultado de tudo isto é que um foguetão lançado do topo de uma montanha pode transportar um pouco mais de peso do que um lançado do nível do mar – e como já vimos, no mundo dos voos espaciais, o peso “livre” é sempre uma coisa boa.
No entanto, há um problema: os topos das montanhas são locais bastante difíceis de alcançar, e o custo e a logística da construção de um local de lançamento ou de um espaçoporto no topo de uma montanha tendem a superar em muito as poupanças em termos de combustível e carga útil.
Lançamento perto do equador
A Terra, como temos certeza de que você sabe, está girando em torno de seu eixo e leva 24 horas para girar completamente.
Isso significa que cada local na Terra tem 24 horas para descrever um círculo e voltar para onde está agora, com locais próximos aos pólos descrevendo o menor círculo e aqueles no equador descrevendo o maior.
O que, por sua vez, significa que, por mais contra-intuitivo que pareça, a Terra gira mais rápido no equador e mais lentamente em outros lugares.
Na verdade, se você estiver no Equador, já estará se movendo a uma velocidade de 1.650 km/h em relação ao centro da Terra – uma parte considerável dos 28.000 km/h ou mais que você precisa alcançar para entrar na órbita da Terra.
Então, você pode dar uma ‘vantagem’ a um foguete lançando-o no equador ou próximo a ele?
Sim, você pode, é a resposta para isso – lançar a partir do equador significa que você pode usar menos combustível para lançar a mesma carga ou colocar mais massa no espaço usando apenas a mesma quantidade de combustível.
Mas o grau de vantagem disso depende do rumo que a nave espacial em questão está tomando depois de lançá-la.
O lançamento a partir do equador traz os maiores benefícios quando você coloca satélites em órbita geoestacionária. De qualquer forma, esses satélites orbitam no plano equatorial, então faz sentido começar como você pretende continuar!
Os lançamentos equatoriais não trazem essa vantagem se você espera colocar algo em uma órbita mais inclinada (ou seja, uma que esteja em um ângulo com o plano equatorial da Terra), porque nesses casos uma espaçonave lançada equatorialmente terá que realizar ajustes de curso que consomem muito combustível uma vez em vôo.
E para objectos lançados em órbita polar – uma que atravessa os dois pólos uma vez em cada órbita, como é o caso de muitos satélites de monitorização meteorológica e climática – então um lançamento equatorial faz muito pouco sentido.
Na verdade, é melhor lançar do extremo norte ou sul possível.
No entanto, mesmo que um lançamento equatorial faça sentido para a sua missão, ainda existem outros factores a considerar, incluindo logística e custo.
Aproveitando ao máximo sua localização
Se você é a Agência Espacial Europeia ou a Roscosmos, por exemplo, então sua sede e a maioria de suas instalações de produção estarão muito, muito distantes do equador.
E tal como pode ser demasiado caro ou demasiado difícil transportar todo o pessoal e equipamento necessários para lançar um foguetão montanha acima, tais obstáculos muitas vezes tornam os lançamentos equatoriais igualmente inviáveis.
Na verdade, dos cerca de 100 locais de lançamento de foguetes listados na Wikipedia, apenas nove ficam a 10° do equador.
Estes incluem Shaba North no Zaire, o Centro Espacial Broglio no Quénia, a Ilha Gan nas Maldivas e Coronie no Suriname, todos agora extintos, bem como o Centro Espacial Vikram Sarabhai da Índia (AKA Thumba), a Estação Lançadora de Foguetes LAPAN da Indonésia, o Centro de Lançamento de Alcântara do Brasil e Natal-Barreira do Inferno, e – talvez o mais famoso – o Centro Espacial da Guiana em Kourou, Guiana Francesa.
Vale a pena notar, no entanto, que muitos outros locais de lançamento ficam tão próximos do equador quanto a nação em questão consegue – o Cabo Canaveral e o Centro Espacial Kennedy na Florida, por exemplo, ficam a uma latitude de 28°N, enquanto o Local de Lançamento Espacial Wenchang da China está a uma latitude 19°N e o Centro Espacial Satish Dhawan da Índia fica a 13°N.
Nesse tipo de latitude, você não obterá o mesmo tipo de ‘vantagem equatorial’ que obteria ao lançar no próprio equador – mas ainda assim obterá ALGUMAS.
Principalmente se você fizer a única coisa que pode impulsionar o lançamento de qualquer foguete – lançar com o foguete voltado para o leste.
Com exceção de alguns satélites em órbita polar, quase todos os foguetes são lançados na direção leste, sejam eles decolando perto do equador, na Guiana Francesa, ou do Cosmódromo de Baikonur, em Roscosmos, a uma latitude de 45°N.
Isso ocorre porque a Terra já está girando de oeste para leste – então você está efetivamente nadando com a maré e não contra ela.
