A NASA pretende enviar astronautas à Lua até 2028. Mas esse pouso depende do reabastecimento em órbita — uma façanha nunca antes realiz
Nesta ilustração artística, o Sistema de Pouso Humano (HLS) da Starship, da SpaceX, se destaca na superfície lunar. O HLS é um dos dois módulos de pouso comerciais que a NASA testará na próxima missão Artemis 3, em órbita baixa da Terra. O HLS está atualmente sob contrato para levar tripulantes à Lua na missão Artemis 4, em 2028. Crédito: SpaceX
Quando a tripulação da Artemis 2 amerissou no Oceano Pacífico em 10
de abril, a emoção era palpável — Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e Jeremy Hansen haviam orbitado a Lua, quebrado o recorde de distância percorrida por um astronauta no espaço e retornado em segurança. Mas para o programa Artemis, aquilo era apenas o começo.
Entre o pouso histórico de abril e a chegada dos astronautas ao polo sul lunar, existe uma série de desafios técnicos mais complexos do que qualquer coisa que a Artemis 2 tenha sido incumbida de resolver, incluindo uma arquitetura de missão recentemente revisada e inúmeras tecnologias ainda não comprovadas. Mas talvez o item mais crítico da lista de tarefas seja realizar algo inédito na história da exploração espacial: reabastecer um foguete em órbita. E o tempo está se esgotando.
A equação do foguete
Quando Neil Armstrong e Buzz Aldrin pousaram no Mar da Tranquilidade em 1969, chegaram a bordo de uma espaçonave lançada como um único conjunto do Centro Espacial Kennedy. O Saturno V transportava tudo — o Módulo de Comando, o Módulo de Serviço e o Módulo Lunar — de uma só vez, em um único foguete. O Saturno V podia transportar cerca de 47 toneladas para injeção translunar, custava o equivalente a bilhões de dólares por voo e era totalmente descartável. Essa mesma abordagem não funcionará para a cadência e as cargas úteis necessárias para a construção de uma base permanente.
O programa Artemis é baseado no Sistema de Lançamento Espacial (SLS) — um estágio central complementado por foguetes auxiliares de combustível sólido que, juntos, proporcionam o maior impulso de decolagem de qualquer foguete na história. Mas, apesar de sua capacidade de carga, o SLS é, na verdade, menos capaz que o Saturno V quando se trata de enviar massa para a Lua: em sua configuração atual, conhecida como Bloco 1, o SLS pode transportar cerca de 27 toneladas para a órbita lunar. Uma variante com estágios superiores mais potentes — que transportaria o Lunar Gateway — foi cancelada como parte da reestruturação do programa Artemis liderada pelo administrador da NASA, Jared Isaacman.
Mais importante ainda, o SLS nunca foi projetado para transportar um módulo de pouso lunar. Toda a arquitetura do programa Artemis é construída em torno de um módulo de pouso lançado separadamente, que encontrará a tripulação no espaço e a levará até a superfície lunar.
A NASA contratou duas empresas para construir esses módulos de pouso: a SpaceX, com seu Sistema de Pouso Humano Starship (HLS), e a Blue Origin, com seu Blue Moon. E levar qualquer um dos veículos à Lua exige algo que o programa Apollo nunca precisou: reabastecimento em órbita.
A necessidade de reabastecimento orbital se resume a uma rígida limitação da física. Uma espaçonave Starship ou Blue Moon carregada com propelente suficiente para ir até a Lua e pousar seria pesada demais para ser lançada. O combustível necessário para transportar esse combustível requer ainda mais combustível, um problema complexo que os engenheiros chamam de tirania da equação do foguete. A solução é lançar o módulo de pouso com seu tanque de propelente quase vazio e reabastecê-lo assim que atingir a órbita terrestre baixa (LEO), antes de partir para a Lua.
Aeronaves são reabastecidas em voo desde a década de 1920. Um avião-tanque, voando em formação próxima com um avião-receptor, conecta os dois por meio de uma mangueira flexível ou uma lança rígida, transfere o combustível e a aeronave continua voando. Foguetes são diferentes.
A Starship da SpaceX funciona com oxigênio líquido (LOX) e metano líquido; o foguete New Glenn da Blue Origin, que lançará a Blue Moon, funciona com LOX e hidrogênio líquido. Esses são propelentes criogênicos — combustíveis que existem em estado líquido apenas em temperaturas extremamente baixas. Transferi-los entre dois veículos do tamanho de arranha-céus, na microgravidade da órbita terrestre baixa (LEO), introduz uma série de problemas que o reabastecimento aéreo nunca precisou resolver: manter o combustível frio o suficiente para que não evapore e lidar com o fato de que, em microgravidade, líquidos e gases não se comportam da mesma forma que na Terra.
Um histórico de tentativas
A transferência de propelentes criogênicos entre duas espaçonaves independentes nunca foi feita antes. Mas os engenheiros vêm trabalhando em partes desse problema há décadas.
Os primeiros precedentes datam de 1986, dos programas espaciais soviético e russo. Tanto a estação espacial Mir quanto, posteriormente, a Estação Espacial Internacional (ISS) eram abastecidas por naves de carga Progress, que transferiam propelente para manter as estações em órbita. No entanto, essas transferências utilizavam propelentes que permanecem líquidos à temperatura ambiente.
Um precursor mais direto surgiu em 2007, quando a missão Orbital Express da DARPA demonstrou com sucesso o encontro, acoplamento e transferência de fluidos autônomos entre duas espaçonaves. Mas, novamente, o propelente era hidrazina armazenável, e não criogênico.
A Missão Robótica de Reabastecimento 3 (RRM3) da NASA quase alcançou o desafio criogênico. Lançada para a Estação Espacial Internacional (ISS) em dezembro de 2018, a RRM3 foi projetada para demonstrar tanto o armazenamento criogênico de longa duração quanto uma transferência real de metano líquido de tanque para tanque — a primeira tentativa desse tipo em órbita. Ela atingiu o primeiro objetivo: criorefrigeradores especiais mantiveram o metano estável por quatro meses. Então, em 8 de abril de 2019, os criorefrigeradores pararam de funcionar e não puderam ser reativados. O metano foi liberado com segurança e a demonstração de transferência nunca aconteceu.
Vários anos depois, a SpaceX conseguiu o que o RRM3 havia falhado. Em março de 2024, o terceiro teste de voo da Starship tornou-se o primeiro veículo da história a transferir propelente criogênico no espaço, movimentando pelo menos 10 toneladas métricas de LOX entre dois tanques internos. Essa demonstração ocorreu dentro de um único veículo, e não em dois, sem a necessidade de uma interface de acoplamento. Mas foi um primeiro passo necessário e uma prova importante de que a transferência criogênica no espaço é fisicamente possível.
Como abastecer um foguete no espaço
Atracação
O problema da microgravidade
Espaço vazio, evaporação e pressão
O calor da luz solar e da radiação faz com que o propelente criogênico — mantido líquido apenas em temperaturas extremamente baixas — entre em ebulição lentamente. O vapor se acumula no espaço vazio e, à medida que se acumula, a pressão dentro do tanque selado aumenta constantemente. Este é um problema administrável para um foguete que é acionado horas após o lançamento, mas mais complexo para um depósito que permanece em órbita por meses. A SpaceX usará sistemas de resfriamento ativo — chamados de armazenamento de zero evaporação (ZBO, na sigla em inglês) — para manter o propelente abaixo de seu ponto de ebulição durante os meses em que o depósito permanecerá em órbita baixa da Terra. Crédito: Astronomia: Roen Kelly após Clarence365, via Sketchfab, CC BY 4.0A diferença de pressão
A mesma pressão gerada pela evaporação do combustível enquanto o tanque doador aguarda em órbita torna-se o motor da transferência. Quando a pressão do tanque doador excede a do tanque receptor, o propelente flui através do umbilical — sem necessidade de bombas. À medida que o tanque doador esvazia, seu nível de líquido diminui e o espaço vazio aumenta; o nível de líquido no tanque receptor sobe conforme ele se enche. A SpaceX planeja permitir alguma evaporação deliberadamente para gerar a pressão necessária para impulsionar o fluxo — embora a forma exata como a empresa controlará a pressão, a sequência e as taxas de transferência durante a operação ainda esteja em desenvolvimento. Para uma missão Artemis tripulada, esse processo se repetirá em mais de 10 voos de reabastecimento ao longo de aproximadamente 200 dias antes da partida da tripulação. Crédito: Astronomia: Roen Kelly após Clarence365, via Sketchfab, CC BY 4.0O problema da evaporação
Um dos maiores desafios é manter o combustível criogênico em estado líquido. O LOX ferve a -183 graus Celsius (-297,3 graus Fahrenheit); o metano líquido, a -162 graus Celsius (-258,7 graus Fahrenheit). O hidrogênio líquido é ainda mais extremo, fervendo a -253 graus Celsius (-423,2 graus Fahrenheit) — apenas 20 graus acima do zero absoluto. Não importa o quão isoladas sejam as paredes de um tanque de combustível, o calor da luz solar e da radiação vazará constantemente. Isso faz com que o propelente líquido ferva e se transforme em vapor, que se acumula no espaço ao redor do líquido — uma região chamada de espaço vazio. À medida que mais vapor se acumula, a pressão no tanque selado aumenta. Para um depósito de combustível em órbita por meses, esse é um problema fundamental. "O desafio mais subestimado não é um único evento de transferência criogênica, mas o armazenamento criogênico de longa duração em órbita", diz Qiyun Cheng, engenheiro e pesquisador de pós-doutorado no MIT. "Ao longo de semanas ou meses, mesmo vazamentos de calor muito pequenos podem se acumular." A solução passiva — liberar o vapor por meio de uma válvula de alívio — desperdiça o propelente necessário para a missão. Uma análise da NASA para uma hipotética missão a Marte constatou que as perdas por evaporação passiva de um grande tanque de hidrogênio líquido contendo 38 toneladas de combustível seriam de aproximadamente 16 toneladas por ano, o que significa que o propelente evaporaria muito antes da missão chegar a Marte.
Manter os propelentes frios requer resfriamento ativo por meio do que os engenheiros chamam de armazenamento de evaporação zero (ZBO, na sigla em inglês), como o usado durante o RRM3. Dois mecanismos principais foram desenvolvidos. O primeiro é a mistura por jato: um fluxo de líquido frio é bombeado através do tanque, resfriando e condensando o vapor antes que a pressão possa aumentar. O segundo é a injeção de gotículas: gotículas frias são pulverizadas diretamente no espaço vazio, onde absorvem o calor do vapor e reduzem a pressão sem necessidade de ventilação.
Desde 2017, a NASA vem testando o armazenamento de ZBO (Zero Boil-Off Tank - Tanque de Evaporação Zero) em microgravidade a bordo da ISS (Estação Espacial Internacional) por meio de um projeto chamado Experimentos com Tanque de Evaporação Zero. Os resultados confirmaram que a abordagem básica funciona. Nessa mesma hipotética missão a Marte, a análise constatou que o armazenamento de ZBO poderia reduzir as perdas por evaporação em 42%, tornando a missão viável. No entanto, questões sobre o desempenho da tecnologia em escala operacional permanecem sem resposta.
Para começar, os sistemas de resfriamento ativo para combustível criogênico exigem muita energia. "É preciso muito trabalho elétrico para remover uma pequena quantidade de calor do tanque", explica Álvaro Romero-Calvo, engenheiro aeroespacial do Georgia Tech e diretor do Laboratório de Ciência e Tecnologia de Baixa Gravidade da universidade, à revista Astronomy . "Na Terra, temos energia praticamente infinita, mas no espaço, a energia é limitada pelo que os painéis solares e as baterias podem fornecer, e massa custa dinheiro." Mais energia significa mais massa no lançamento — mais isolamento poderia reduzir a energia necessária, mas também acarreta um aumento de massa.
A SpaceX precisará encontrar um ponto de equilíbrio em meio a uma complexa série de concessões: cada quilograma dedicado ao isolamento e resfriamento é um quilograma de propelente que não chega à órbita. O número de voos de reabastecimento necessários para completar o módulo de pouso dependerá de quão bem a empresa conseguirá administrar esse equilíbrio.
A Blue Origin enfrenta o mesmo desafio, agravado pelo ponto de ebulição mais extremo do hidrogênio. Em julho de 2025, a empresa anunciou que os testes em solo de sua tecnologia ZBO atenderam a todos os objetivos da NASA, demonstrando um desempenho que a empresa chamou de "duas vezes superior ao estado da arte atual".
O Gabinete do Inspetor Geral da NASA (OIG, na sigla em inglês), no entanto, constatou em um relatório divulgado em 10 de março de 2026 que o gerenciamento de fluidos criogênicos continua sendo um dos maiores desafios técnicos tanto para a Blue Origin quanto para a SpaceX.
Sem gravidade, sem fluxo
Na Terra, a flutuabilidade é responsável por separar o líquido do gás — o vapor, menos denso, sobe, enquanto o líquido, mais denso, se deposita. "No espaço, eles simplesmente flutuam, criando camadas de espuma ou misturas complexas de líquido e gás que são muito difíceis de separar", diz Romero-Calvo.
A abordagem da SpaceX para o problema da gravidade combina duas técnicas. Primeiro, pequenos propulsores são acionados brevemente para impulsionar a espaçonave para a frente, criando uma leve gravidade artificial que deposita o propelente na parte traseira do tanque. Essa técnica é utilizada há décadas em foguetes individuais antes da ignição do motor, mas aplicá-la durante uma transferência criogênica entre dois veículos acoplados é inédito. Uma vez que o propelente se deposita, o fluxo é impulsionado pela pressão, e não por bombas — a evaporação controlada aumenta a pressão no tanque doador, e essa diferença de pressão empurra o propelente através da linha de combustível umbilical para o veículo receptor. "O mecanismo fundamental do fluxo se deve à diferença de pressão ao longo da linha umbilical", disse Amit Kshatriya, administrador associado da NASA, ao Comitê de Exploração Humana e Operações do Conselho Consultivo da NASA em abril de 2024, de acordo com reportagem da época da Ars Technica .
Os detalhes completos de como a SpaceX gerenciará as pressões, a sequência e a transferência ainda estão em desenvolvimento. Kshatriya disse ao comitê que a SpaceX ainda tem trabalho pela frente, conforme relatado pela SpaceNews . "O objetivo do programa de testes de voo deles, antes de fazermos isso, é garantir que eles entendam completamente a dinâmica do movimento do líquido, como o espaço livre está sendo mantido e qual o impulso necessário para a estabilização", disse ele. "Já analisamos o plano deles com eles. É um bom plano."
Vale ressaltar que, mesmo em solo, com a gravidade fazendo seu trabalho e equipes experientes gerenciando a infraestrutura existente, o abastecimento com propelente criogênico causou repetidos atrasos durante os preparativos para o lançamento da Artemis 2. Em órbita, essas vantagens desaparecem completamente.
Um novo roteiro
Em 27 de fevereiro de 2026 — um mês antes mesmo da Artemis 2 deixar a plataforma de lançamento — o administrador da NASA, Jared Isaacman, anunciou uma reformulação abrangente , reestruturando o programa Artemis em uma série de missões incrementais, seguindo o modelo da abordagem Apollo.
Sob a nova arquitetura, a Artemis 3, atualmente programada para meados de 2027, não pousará na Lua como planejado originalmente. Em vez disso, a tripulação de quatro pessoas — o comandante Randy Bresnik, o piloto Luca Parmitano, da Agência Espacial Europeia, e os especialistas de missão Frank Rubio e Andre Douglas — será lançada a bordo de uma cápsula Orion e se encontrará em órbita baixa da Terra com um ou ambos os módulos de pouso comerciais contratados pela NASA: o Starship Human Landing System (HLS) da SpaceX e o Blue Moon da Blue Origin. Lá, eles também testarão os novos trajes espaciais e sistemas de suporte à vida do programa. A missão tem sido comparada à Apollo 9 — o teste de órbita terrestre do Módulo Lunar em 1969, que abriu caminho para a Apollo 11 quatro meses depois.
A missão Artemis 4, com lançamento previsto para o início de 2028, será a primeira missão de pouso na Lua. A NASA afirmou que escolherá o módulo de pouso comercial que estiver pronto e certificado. Se a SpaceX for selecionada, uma tripulação de quatro pessoas será lançada a bordo da Orion, viajará até a órbita da Terra e acoplará com a Starship HLS para a viagem até a órbita lunar. Se a Blue Origin for selecionada, o caminho da Blue Moon até a órbita lunar é menos definido. Uma vez em órbita lunar, dois astronautas descerão até o polo sul lunar, onde se tornarão os primeiros humanos a pisar na Lua desde a Apollo 17, em dezembro de 1972. Durante aproximadamente uma semana na superfície lunar, eles realizarão caminhadas lunares, coletarão amostras e realizarão experimentos, antes de retornarem à órbita lunar e se reunirem com seus companheiros a bordo da Orion para a viagem de volta à Terra. A missão deverá durar cerca de 30 dias no total.
A missão Artemis 5, atualmente prevista para o final de 2028, levará dois astronautas ao Polo Sul e marcará o início da construção da infraestrutura de superfície da NASA para uma base permanente.
Além do programa Artemis, o plano formal da NASA para uma base lunar prevê um investimento de US$ 20 bilhões a US$ 30 bilhões na próxima década, dividido em três fases, com o objetivo de construir um posto avançado permanente movido a energia nuclear até 2032. Uma estação espacial planejada para órbita lunar, chamada Lunar Gateway, foi descartada. Nas palavras de Carlos Garcia-Galan, ex-gerente adjunto do programa Gateway e atual chefe do projeto da base lunar da agência espacial, todos os recursos estão agora “focados em uma única coisa: construir a base lunar”.
Embora a arquitetura planejada seja mais simples, o cronograma continua ambicioso. Do anúncio de Isaacman ao primeiro pouso lunar, passam-se menos de dois anos. E antes que qualquer um dos módulos de pouso voe, ambas as empresas precisam resolver o problema do reabastecimento.
Da demonstração ao depósito
Se os desafios de engenharia forem resolvidos, a arquitetura da Starship funciona assim: a SpaceX lança um depósito de propelente dedicado — uma Starship modificada, essencialmente um grande tanque isolado com portas de acoplamento — em órbita baixa da Terra (LEO). Então, durante um período que começa mais de 200 dias antes do lançamento da tripulação, uma série de voos de reabastecimento da Starship decolam da Terra, encontram-se com o depósito e transferem seu propelente. A NASA pretende realizar mais de 10 desses voos de reabastecimento, em uma cadência de aproximadamente um a cada seis dias. Se serão necessários 10 ou cerca de 20 voos depende das perdas por evaporação e da eficiência da transferência. Uma vez cheio, o módulo de lançamento de foguetes (HLS) da Starship é lançado separadamente, acopla-se ao depósito agora cheio, completa seus tanques e parte para a Lua.
Antes disso, a SpaceX demonstrará a transferência de propelente com um voo de teste. Duas espaçonaves Starship serão lançadas de Boca Chica, no Texas, com algumas semanas de intervalo. A primeira, a espaçonave alvo, alcançará a órbita e aguardará. A segunda, a espaçonave de reabastecimento, perseguirá a primeira e acoplará de forma autônoma. Em seguida, a espaçonave de reabastecimento transferirá seu propelente criogênico para a espaçonave alvo. Ambas as espaçonaves sairão da órbita e retornarão à Terra. Se tudo correr bem, será a primeira vez que propelente criogênico será transferido entre duas espaçonaves independentes.
A demonstração foi adiada duas vezes. Originalmente planejada para março de 2025, foi posteriormente adiada por 12 meses, para março de 2026, de acordo com um relatório do Escritório do Inspetor Geral da NASA (OIG). A SpaceX também não cumpriu o prazo de março de 2026, e a demonstração agora é esperada para algum momento de 2026, mas sem data de lançamento confirmada. O relatório do OIG apontou explicitamente o atraso como um risco para o cronograma geral do programa Artemis.
Uma demonstração bem-sucedida de transferência de propelente da Starship abrirá caminho para uma demonstração de pouso lunar não tripulado da Starship HLS. O sucesso nessa demonstração abrirá caminho para o pouso lunar tripulado da Artemis 4 em 2028.
Nesta imagem, os motores Raptor do módulo HLS da SpaceX são acionados durante a descida lunar. Crédito: SpaceXA escalada mais íngreme da Blue Origin
A Blue Origin enfrenta um caminho menos certo. Ao contrário da SpaceX, que possui uma arquitetura definida e um voo de demonstração pendente, a Blue Origin não tem um plano publicado sobre como funcionará o reabastecimento. Sua arquitetura original dependia da acoplagem com o Lunar Gateway, que foi posteriormente cancelada. Não foi anunciado como isso afetará a abordagem de reabastecimento da Blue Origin.
A Blue Origin também precisa realizar uma missão de demonstração não tripulada antes que a NASA certifique seu módulo de pouso para transportar tripulação. Essa demonstração será realizada pelo Endurance, a variante Mark 1 do Blue Moon — um módulo de pouso menor, não tripulado, para carga e pesquisa científica, projetado para demonstrar pouso de precisão, propulsão criogênica e armazenamento com zero evaporação no polo sul lunar. Somente após o sucesso do Endurance, o Mark 2 tripulado poderá voar na missão Artemis 5.
A Endurance concluiu os testes de vácuo térmico no Centro Espacial Johnson da NASA no início de maio, mas esse marco foi ofuscado. Em 28 de maio, o foguete New Glenn, que a Blue Origin preparava para o lançamento da Endurance, explodiu em sua plataforma durante um teste de ignição estática, destruindo a espaçonave e danificando gravemente a única plataforma de lançamento do New Glenn da empresa. Em uma coletiva de imprensa em 9 de junho, o vice-presidente de permanência lunar da Blue Origin, John Couluris, afirmou que as fábricas da empresa estão operando 24 horas por dia e que o Mark 1 estará pronto para lançamento ainda este ano, acrescentando: "Nossa avaliação será baseada não apenas em nossos sucessos, mas também em como reagimos aos contratempos". Resta saber se a Blue Origin conseguirá retomar as operações com o New Glenn, resolver os problemas de seu sistema de reabastecimento e pousar a Endurance na Lua a tempo de certificar a Blue Moon para a missão Artemis 5.
O que vem a seguir?
“Domine a transferência orbital de propelente em larga escala e o propelente se tornará uma mercadoria que pode ser lançada a baixo custo e acumulada na LEO (Órbita Terrestre Baixa), o que desvincula a capacidade de exploração do espaço profundo da massa necessária para um único lançamento”, afirma Romero-Calvo. Em resumo, a Lua, Marte, os planetas exteriores — nenhum deles é alcançável sem a transferência de propelente.
“Isto é uma corrida de revezamento”, disse Christina Koch, da missão Artemis 2, do espaço, um dia antes do pouso na água. A Artemis 2 completou sua etapa. Quando a humanidade finalmente pousará na Lua para ficar, e em Marte depois disso, depende das próximas etapas — etapas mais longas, mais complexas e que dependem de tecnologia ainda não comprovada.
