Manufatura em ambiente de Microgravidade

MANUFATURA EM AMBIENTE DE MICROGRAVIDADE

“Ficamos agora no momento decisivo entre duas eras.

Atrás de nós está um passado a que nós nunca 

podemos retornar… A vinda do foguete finalizou

um milhão de anos de isolamento… a infância de 

nossa raça era excedente e a história como 

nós a sabemos começou. “

 Arthur C. Clarke - Exploration of Space (1952)

Vários experimentos foram realizados na Estação Espacial Internacional (ISS), em diversas missões da NASA, objetivando a manufatura de produtos a nível de microgravidade.

De um lado, é importante registrar que a estação espacial, um projeto no qual trabalham 15 países, foi colocada, a partir de junho deste ano de 2019,  à disposição das atividades comerciais, em seu módulo denominado Harmony, com a finalidade de abrigar astronautas do setor privado.

Esses astronautas privados poderão permanecer na Estação Espacial (ISS) por um período de até 30 dias exercendo atividades comerciais ou de marketing. O projeto inicial da NASA, de franquear o uso da ISS para fins privados, será totalmente custeado pela iniciativa privada e deverá ter início em 2020.

De outro lado, existem mais de 50 companhias realizando projetos de pesquisa e desenvolvimento sobre a estação especial através do Laboratório Nacional dos EUA da ISS e, segundo a NASA (Figura 2), os resultados são muito promissores. 

Figura 2 – Lançamento da Space X.

Fonte: NASA/Bloomberg (2019).

A importância desse evento está relacionada aos efeitos produzidos na fabricação de produtos no estágio de baixíssima gravidade, ou como muitos conhecem, na “microgravidade”.

Não é sem razão que grandes empresários estão interessados nessas pesquisas como é o caso de Jeff Bezos (Amazon), de Elon Musk (Tesla) e de Richard Bronson (Virgin), como mostra a figura 3.

Figura 3 – Principais empresários interessados nas pesquisas especiais.

Fonte: Bloomberg (2019).

Por exemplo, a fabricação de fibras óticas nas indústrias resulta na inserção de certas impurezas com a formação de microcristais e impurezas do próprio vidro. Nesse sentido, a fibra ótica, quando produzida em nosso ambiente, está sujeita a pequenas falhas, que resultam no aparecimento de cristais, cujo resultado é aumentar as perdas de sinais e, consequentemente, afetando a capacidade de transmissão de dados.

A fibra óptica vem sendo utilizada em diversas aplicações, sendo que um dos usos mais conhecidos está relacionado à transmissão de dados para uso da internet, como acontece com as empresas de serviços que procuram fornecer internet em “banda larga” de alta e altíssima velocidade para a transmissão de dados.

Pesquisas realizadas na ISS demonstraram que a falta de gravidade promove uma considerável redução na formação de impurezas durante o processo produtivo, além de tornar mais fácil produzir fios óticos mais longos, resultando em menores de custos de produção, estimados em US$ 1.0 milhão por quilo de fibra ótica.

Nesse contexto, significativas melhorais na qualidade do produto manufaturado, pela redução considerável de impurezas formadas nas fibras óticas no curso de sua a produção, serão obtidas, como mostra, comparativamente, a figura 4.

Figura 4 – Fibra ótica fabricada na Terra e no espaço.

Fonte: Bloomberg (2019).

A mesma empresa à frente do projeto de fabricação de fibra ótica na estação espacial, uma empresa americana denominada Made In Space, também quer fabricar componentes, como a utilização de impressão 3D (também conhecida como Manufatura Aditiva). 

Esse projeto denominado Archinaut One, recebeu investimento de US$ 73 milhões da NASA e uma impressora 3D já se encontra da ISS produzindo peças de reposição e ferramentas para serem utilizadas na manutenção da própria Estação Espacial.

Figura 6 – Fabricação de peças e ferramentas na ISS.

Fonte: NASA/Bloomberg (2019).

Do mesmo modo, através de um experimento na cultura de células (conhecido como esferoides) em microgravidade – mais ou menos sinônimo de ausência de peso – foi verificado que a cultura não precisa de apoio externo quando se encontra em ambiente de gravidade baixíssima (microgravidade); o que não acontece no ambiente terrestre. 

Além disso, esses experimentos prospectaram a possibilidade de se criar vasos sanguíneos naturalmente. O experimento, liderado por Daniela Grimm, da Universidade Otto von Guericke Magdeburg (Alemanha), observou como as células da camada interna de nossos vasos sanguíneos – células endoteliais (um tipo de célula achatada de espessura variável que recobre o interior dos vasos sanguíneos) – reagiam quando em microgravidade na ISS – Figura 6. 

Importante observar que o processo de crescimento de vasos sanguíneos no espaço poderá auxiliar no projeto de tecidos humanos para transplante ou a produção de novos medicamentos. Num futuro próximo é esperado que as melhorias que serão implementadas nessas técnica em microgravidade poderão auxiliar na substituição de  vasos sanguíneos danificados, para os pacientes que necessitem de realizar um transplante.

As células endoteliais ajudam a regular o fluxo sanguíneo para nossos órgãos e pressão arterial, controlando a expansão e contração de nossos vasos sanguíneos.

Figura 6 – Bioimpressão em microgravidade.

Fonte: NASA/Bloomberg (2019).

As pesquisas nesse campo avançam aceleradamente; inclusive com a possibilidade do uso de naves robóticas para prospectar minérios e metais nobres.

Por exemplo, a ESA (Agência Espacial Europeia), está planejando instalar em 2025, uma mineração de rochas na Lua com disponibilidade de edifícios e equipamentos. A água congelada abaixo dos polos lunares será utilizada para a fabricação de combustível para sondas espaciais.

Em um futuro próximo não será segredo encontrar Estações Espaciais - verdadeiras fábricas robóticas - circulando em torno no nosso planeta manufaturando produtos dos mais diversos e despachando-os para o nosso planeta!

Todo progresso tem um custo! A preocupação nossa, nesse âmbito, está relacionada a sustentabilidade e poluição espacial que atualmente já é fator expressivo, bastando verificar o volume de satélites civis e militares e demais artefatos, que rondam o nosso espaço sideral!

Fontes:

SAPOTEK – in NASA une-se a empresas para fabricar fibra ótica no Espaço – disponível em : https://tek.sapo.pt/noticias/telecomunicacoes/artigos/nasa-une-se-a-empresas-para-fabricar-fibra-otica-no-espaco - acesso: 29/11/2019

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O ARQUIVO – in Empresa criará fibra ótica no espaço – disponível em https://www.oarquivo.com.br/variedades/ciencia-e-tecnologia/4882-empresa-criar%C3%A1-fibra-%C3%B3tica-no-espa%C3%A7o.html – acesso: 29/11/2019.

Ortega, J. – in NASA investe US$ 73 milhões em projeto de impressão 3D que constrói no espaço – disponível em : https://www.startse.com/noticia/nova-economia/68314/made-in-space-3d - acesso: 29/11/2019.

Barbosa, R. C. in Crescimento de tecido no espaço – disponível em https://www.orbita.zenite.nu/crescimento-de-tecidos-no-espaco/ - acesso: 30/11/2019.

Gnipper, P – in NASA oferece ISS para oportunidades comerciais e astronautas particulares – disponível em https://canaltech.com.br/espaco/nasa-oferece-iss-para-oportunidades-comerciais-e-astronautas-particulares-141193/ - acesso: 30/11/2019.

Revista Galileu – in A mineração espacial ameaça o Sistema Solar, alertam cientistas  - disponível em https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2019/05/mineracao-espacial-ameaca-o-sistema-solar-alertam-cientistas.html - acesso: 30/11/2019.