Equipa liderada por investigador de Coimbra descobre a rota lunar mais económica de sempre

O caminho até à Lua começa muito antes da contagem decrescente. Começa nos cálculos. Em milhões deles. Foi nesse campo altamente teórico e complexo, feito de equações e simulações, que Allan Kardec de Almeida Júnior, da Universidade de Coimbra, encontrou uma nova forma de viajar entre a Terra e a Lua.

A descoberta, desenvolvida em parceria com Vitor Martins de Oliveira, da Universidade de São Paulo, no Brasil, propõe uma rota espacial mais eficiente do que todas as descritas até agora na literatura científica.

A nova trajetória reduz em 58,80 metros por segundo o gasto de velocidade necessário numa missão lunar. À escala humana, a diferença é quase impercetível. No espaço, pesa toneladas.

O estudo envolveu ainda investigadores das universidades do Porto e de Évora, do Observatório de Paris e de instituições académicas brasileiras. Encontrar uma rota até à Lua com menos gasto de energia era a missão extremamente ambiciosa desta equipa para ultrapassar custos que facilmente atingem três mil milhões de euros.

O atalho oculto entre a Terra e a Lua

No cosmos, quase nada se move em linha reta. Uma nave desloca-se num campo gravitacional instável, puxada simultaneamente pela Terra, pela Lua e por outros corpos celestes. Navegar nesse ambiente é como atravessar um oceano armadilhado de correntes traiçoeiras.

Os investigadores procuraram, justamente, navegar entre essas correntes. A equipa, coordenada por Almeida Júnior, concentrou-se num ponto especial chamado Lagrangiano 1 (L1), uma região entre a Terra e a Lua onde as forças gravitacionais dos dois corpos praticamente se equilibram. Esse local atua como um entreposto cósmico, capaz de servir futuras missões de observação, comunicação ou transporte de carga.

Em vez de obrigar a nave a debater-se constantemente contra a gravidade, os cientistas desenharam uma trajetória que aproveita os movimentos naturais do sistema Terra-Lua. A estratégia foi deixar a nave deslizar por corredores gravitacionais até alcançar uma órbita próxima do ponto L1 e, mais tarde, seguir para a órbita lunar.

As simulações mostraram o contrário. O percurso mais eficiente faz um desvio maior, aproxima-se mais da Lua e entra pelo lado oposto. O caminho não é intuitivo, mas é muito menos dispendioso.

Trinta milhões de viagens imaginárias

Para encontrar essa solução, os investigadores recorreram à teoria das conexões funcionais, uma ferramenta matemática recente que permite resolver problemas complexos de forma mais rápida e sistemática.

O método permitiu testar um número gigantesco de possibilidades. O modelo simulou cerca de 30 milhões de trajetórias entre a Terra e a Lua. Cada uma analisada ao pormenor — tempo de viagem, posição da nave ou consumo de combustível. Os algoritmos foram eliminando gradualmente as hipóteses menos eficientes até revelar uma combinação inédita.

A trajetória conduz, primeiro, a nave a uma órbita em torno do ponto L1. A partir daí, pode permanecer estacionada o tempo necessário antes de prosseguir até à Lua.

Essa etapa intermédia traz outra vantagem importante. Durante parte da missão, a nave consegue manter comunicação contínua tanto com a Terra quanto com a Lua. Pode parecer apenas uma especificidade técnica, mas faz diferença. Na missão Artemis 2, por exemplo, houve momentos de silêncio temporário quando a nave passou atrás da Lua. A órbita proposta neste estudo evita essa interrupção.

Um mapa para as futuras missões lunares

Os próprios autores admitem não terem encontrado a rota perfeita. As simulações consideraram unicamente a influência gravitacional da Terra e da Lua. Mas, se o Sol fosse incluído nos cálculos, poderiam surgir trajetórias ainda mais económicas, embora mais difíceis de planear dado que dependem da posição exata dos astros no dia do lançamento.

Num momento em que várias potências planeiam regressar à Lua, cada quilograma poupado ganha importância estratégica. O programa Artemis da NASA, os projetos chineses e futuras missões comerciais dependem de soluções que reduzam custos e aumentem a capacidade de carga.

À primeira vista, tudo isto parece apenas uma sucessão de conceitos matemáticos intangíveis. Mas foi precisamente nesse universo de pura abstração que os investigadores encontraram um novo caminho para a Lua. Não com propulsores mais potentes ou tecnologias ainda mais avançadas, mas apenas com uma ideia capaz de redesenhar o futuro das viagens espaciais.

Referências do artigo

Pesquisa com participação de pós-doutorando do IME-USP propõe rota espacial mais econômica entre Terra e Lua. Universidade de São Paulo

Allan Kardec de Almeida Jr., Vitor Martins de Oliveira, Timothée Vaillant, Dalmiro Jorge Filipe Maia, Alexandre C. M. Correia, Domingos Barbosa & Leonardo Barbosa Torres dos Santos. Earth–Moon transfer via the L1 Lagrangian point using the theory of functional connections. Astrodynamics