Mariam Al Hammadi passou cerca de três minutos diante de uma pequena janela de vidro, observando o funcionamento de um motor elétrico em uma câmara de vácuo onde o ambiente espacial foi recriado. Xenônio era injetado no motor e, após o envio de um sinal, o sistema começou a operar. Al Hammadi recorda que observar o brilho azul emitido pelo motor confirmou o funcionamento bem-sucedido do sistema.
Esta luz azul é gerada pelo xenônio ionizado, que é acelerado pelo motor. Embora a força gerada seja extremamente pequena, ela é comparada ao tamanho de uma folha de papel colocada na palma da mão. No entanto, este pequeno impulso faz parte de um sistema de propulsão elétrica solar que deve levar o aparelho MBR Explorer a uma distância aproximada de cinco bilhões de quilômetros através do Sistema Solar.
Ao contrário dos motores químicos, que fornecem impulsos potentes, mas de curta duração, consumindo grandes quantidades de combustível, a propulsão elétrica permite aplicar um impulso muito menor de forma eficiente por longos períodos. Al Hammadi, engenheira de propulsão elétrica na Missão dos EAU para o Cinturão de Asteroides, observa que esta característica torna o sistema adequado para uma viagem dessa magnitude.
A missão Psyche da NASA utiliza um princípio semelhante, acelerando íons de xenônio com campos elétricos e magnéticos para criar uma força constante, embora pequena, no espaço profundo. De acordo com a NASA, o impulso do sistema Psyche é comparável ao peso de uma pilha AA na palma da mão.
No entanto, para a missão dos EAU, a geração de impulso é apenas o começo das tarefas. Esta semana, os EAU apresentaram um módulo de pouso separado que será colocado a bordo do MBR Explorer e, eventualmente, alcançará o objeto 269 Justitia. Este módulo atingiu o estágio de prontidão para voo e deve ser enviado para Colorado para integração final com a espaçonave principal antes do lançamento programado para março de 2028.
O próprio MBR Explorer planeja usar manobras gravitacionais ao redor de Vênus, Terra e Marte, encontrar seis asteroides e, finalmente, alcançar Justitia em 2036. Para os engenheiros responsáveis pela construção do aparelho, surge outra questão complexa: como testar o dispositivo hoje se ele deve funcionar anos depois, quando ninguém poderá consertá-lo?
Quando questionada sobre o desafio de engenharia mais difícil da missão, Al Hammadi não nomeou um componente ou motor específico. Ela respondeu que o aspecto mais difícil em nível pessoal é lidar com incertezas, ou seja, a ideia do que pode dar errado.
Isso inclui questões sobre quanta propulsão será realmente consumida, se o motor fornecerá a força esperada, como as temperaturas podem mudar dentro dos tanques e como as incertezas em diferentes subsistemas da espaçonave interagem. Os engenheiros consideram todas as informações conhecidas sobre o sistema e todos os subsistemas envolvidos, transformando essas incertezas em limites aceitáveis que a espaçonave suportará.
Os testes são realizados repetidamente e em vários níveis. O documento técnico dos EAU sobre o programa de propulsão elétrica solar descreve testes de componentes, verificação de estanqueidade e pressão, avaliações térmicas, testes em nível de módulo e verificações adicionais após a qualificação ambiental antes que a espaçonave seja abastecida para o lançamento.
As missões espaciais são projetadas com a premissa de que o equipamento não pode simplesmente ser devolvido à oficina. Al Hammadi enfatizou: «Se você lançar isso, não voltará». Ao contrário do equipamento, o software às vezes pode ser atualizado após o lançamento. Portanto, sempre que possível, os sistemas são construídos com redundância. Os planejadores de missões também estudam antecipadamente cenários de resposta a emergências.
Al Hammadi acrescentou que, em caso de um problema sério com o sistema de propulsão, uma das opções pode ser abandonar alguns encontros agendados com asteroides e adaptar a missão ao que permanece operacional. «Você não pode consertar, mas você também tem planos para atingir o critério de sucesso que funciona para você e para o que já está funcionando na espaçonave».
O Dr. Elias Tsoucanis, pesquisador sênior do Centro de Pesquisa de Movimento e Espaço TII, observou que a escala da EMA torna tal preparação particularmente exigente. Ele relatou que a missão inclui cerca de 40 manobras em comparação com cinco manobras da missão dos EAU a Marte, percorrendo quase dez vezes maior distância. «Estamos falando de uma viagem de cinco bilhões de quilômetros no espaço profundo», disse ele. «É ao mesmo tempo muito emocionante e muito complexo».
A espaçonave também deve suportar condições de temperatura drasticamente diferentes, mantendo a confiabilidade da eletrônica e de outros sistemas durante todo o voo. Tsoucanis afirmou: «Não podemos construir um sistema e depois pensar em autonomia depois de tê-lo construído. Confiabilidade, operação autônoma e testes extensivos são partes inseparáveis do programa desde o início».
O desafio de engenharia reside também na mudança de capacidades dentro dos EAU. Al Hammadi observou que, antes da missão EMA, a propulsão elétrica não era uma capacidade dos EAU. Ela estudou engenharia mecânica antes de passar para sistemas espaciais e propulsão elétrica, uma área que exigiu que ela estudasse campos desconhecidos, incluindo eletricidade e eletromagnetismo. «Eu não tinha ideia do que era propulsão elétrica», disse ela. «Eu sabia que queria fazer isso».
Desde então, a TII desenvolveu infraestrutura especializada em Abu Dhabi para trabalhar com propulsão elétrica. Al Hammadi relatou que o centro agora possui duas grandes câmaras de vácuo e uma câmara menor para sistemas eletrônicos e de alimentação, permitindo que os engenheiros testem equipamentos de propulsão em condições que reproduzem algumas condições do espaço.
Um artigo de pesquisa da Agência de Pesquisa Espacial dos EAU, descrevendo esta base, indica que ela foi projetada com três câmaras de vácuo, diagnóstico especializado, medição de impulso, salas limpas e oficinas de engenharia, criando uma infraestrutura para pesquisa, desenvolvimento e teste de sistemas de propulsão elétrica no país.
Tsoucanis afirma que a mudança mais ampla não está apenas nos objetos. Há quatro anos, segundo ele, a responsabilidade pelo desenvolvimento de um sistema como o módulo de pouso criado pelos EAU provavelmente teria sido atribuída a outra pessoa. «Provavelmente teria sido terceirizado, passado para outro parceiro, outro colega em outro país», disse ele. Em vez disso, equipes sediadas nos EAU passaram de fornecer pessoal para uma missão mais ampla a assumir a responsabilidade pelo projeto, montagem e teste de um sonda de espaço profundo completo.
«Fomos encarregados de realizar uma tarefa real de projeto e engenharia nos EAU», disse Tsoucanis. «Agora acabamos nosso extenso teste. O teste em condições ambientais é realmente difícil, e é aqui que isso é realmente sentido».
A missão faz parte de um esforço mais amplo para transformar programas espaciais em uma oportunidade industrial. A Estratégia Espacial Nacional dos EAU até 2031 visa dobrar a receita da economia espacial, aumentar o valor agregado do setor em 60% e expandir empresas nacionais, infraestrutura e exportações.
A TII também desenvolve sistemas de propulsão além da EMA. Em fevereiro, a empresa lançou o primeiro veículo sondador de foguete híbrido nos EAU, desenvolvido e testado internamente, que atingiu uma altitude de cerca de três quilômetros.
Para Al Hammadi, o progresso é mais fácil de entender comparando as missões interplanetárias dos EAU. «Quando começamos com a Missão dos EAU a Marte há cerca de 10 anos, a ideia era que os EAU apenas quisessem fazer parte disso. A próxima missão, EMA, que estamos realizando agora, é o desejo dos EAU de construí-la. E insha'Allah, a próxima será liderada por nós».
Tsoucanis vê a mesma transformação. Engenheiros que participaram de missões anteriores assumem hoje responsabilidades maiores, e a equipe nacional cresceu tanto em número quanto em profundidade técnica. Para ele, alcançar Justitia em 2036 será um feito operacional notável. Mas, em sua opinião, parte do objetivo da missão já foi alcançada: «A missão já é um sucesso no sentido de que desenvolvemos talento no país e capacidade nacional. Não apenas explorar o espaço, mas também desenvolver pessoas».
Al Hammadi olha para isso de forma mais pessoal: «Nós somos, essencialmente, a primeira geração que faz isso».
Antes que o MBR Explorer alcance o asteroide, ainda terá anos de testes, lançamentos e viagens pelo espaço profundo. No entanto, muito antes de o MBR Explorer alcançar o asteroide, alguns dos elementos mais duradouros da missão podem ser o conhecimento, as pessoas e os objetos deixados por ela na Terra.