Ir da Terra à Lua não é só uma questão de potência de foguete. É também, e acima de tudo, uma questão de escolher o caminho certo. Um grupo de pesquisadores brasileiros e europeus acaba de encontrar um trajeto mais barato do que todos os já descritos na literatura científica – e a diferença, embora pareça pequena, pode representar milhões de dólares em combustível.

O novo itinerário exige 58,80 metros por segundo a menos de propelente do que a rota mais econômica conhecida até então. O custo total da viagem cai de 3.342,96 m/s para 3.284,16 m/s. “Quando se trata de viagens espaciais, cada metro por segundo equivale a um consumo gigantesco de combustível”, explica Allan Kardec de Almeida Júnior, pesquisador da Universidade de Coimbra e principal autor do estudo publicado na revista Astrodynamics.

O segredo está nas simulações

A conquista não veio de um golpe de sorte, mas de uma mudança de método. Os pesquisadores aplicaram a chamada teoria das conexões funcionais, que reduz drasticamente o custo computacional dos modelos. Enquanto um estudo de referência usou 280 mil simulações para propor uma rota, a equipe de Almeida conseguiu rodar 30 milhões de trajetórias diferentes.

“O método permite uma análise sistemática, sem pressupor o que seria mais eficiente”, diz Vitor Martins de Oliveira, pós-doutorando no Instituto de Matemática, Estatística e Ciência da Computação da USP e coautor do trabalho, em entrevista à Agência Fapesp.

“Baldeação” na Lua

A trajetória proposta foi dividida em duas etapas. Na primeira, a espaçonave deixa a órbita da Terra e segue até uma órbita ao redor do ponto lagrangiano L1 – uma região entre a Terra e a Lua onde as forças gravitacionais dos dois corpos se equilibram. Durante a maior parte do trajeto, a nave é guiada por uma “variedade”, uma trajetória natural que leva até essa zona neutra.

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O que surpreendeu os cientistas foi o ponto de entrada nessa variedade. A maioria dos modelos assume que o caminho mais curto (próximo à Terra) seria o mais barato. As simulações mostraram o contrário: a rota mais econômica passa mais perto da Lua e entra na variedade pelo lado oposto.

“Em vez de assumir que é mais fácil pegar a parte da variedade mais perto da Terra, podemos usar uma análise sistemática para tentar achar soluções não tão triviais”, explica Oliveira.

Uma vez na órbita ao redor de L1, a espaçonave pode permanecer ali – como uma “baldeação espacial” – pelo tempo que a missão precisar, sem interrupção de comunicação com a Terra ou com a Lua. Diferentemente do que ocorreu com a missão Artemis 2, que ficou meia hora sem contato ao passar atrás da Lua, a rota proposta permite sinal contínuo.

“A órbita que indicamos é uma solução em que a espaçonave mantém comunicação ininterrupta”, ressalta Oliveira.

O próximo passo: incluir o Sol

Apesar do avanço, o caminho calculado ainda não é o mais barato possível. O estudo considerou apenas a gravidade da Terra e da Lua. Se a atração do Sol for incluída nos modelos, a economia de combustível pode ser ainda maior – mas com uma contrapartida: a janela de lançamento fica restrita a datas específicas.

“Seria necessário fazer a simulação para uma posição específica do Sol. Por exemplo, se simularmos o dia de lançamento da missão em 23 de dezembro, vamos obter resultados válidos apenas para uma missão iniciada naquela data”, ressalva Almeida.

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