Somos uma espécie inquieta
sempre impulsionada pelos sonhos além do horizonte,
em busca de novas terras para explorar,
novos mundos para descobrir.
É um espírito que nos carregou do planeta,
para novas fronteiras que um dia podem nos tornar
uma espécie multiplanetaria. Mas a história
de como saímos da terra não é o que você poderia esperar.
Seria preciso um exorcismo explosivo no mundo antigo,
um salto nas tecnologias para combater o fogo,
a mecanização da produção leiteira,
um plano para matar o rei da Inglaterra.
Ah, e alguns elaborados subterfúgios soviéticos
para criar uma máquina com o poder de libertar
da gravidade da terra e nos lançar para outros mundos:
O foguete.
Estas são as invenções que definem nossa era
e mudaram o nosso mundo para sempre,
que nos permitiram mover-se no chão e no ar,
conectar-nos uns aos outros, e criar máquinas milagrosas.
Cada uma, uma história de engenho, de maravilha, de avanço.
T-menos 20 segundos.
Hoje estamos no limiar de algo
que promete transformar a civilização.
Os ignitores foram acesos.
Uma nova geração de foguetes está sendo projetada
para levar os humanos de volta ao espaço profundo
pela primeira vez em quase 50 anos.
E decolagem, a aurora do Orion
e uma nova era da exploração espacial americana.
O espaço começou como um esforço binário.
Havia apenas dois jogadores:
A união soviética e os Estados Unidos.
Isso mudou. O mundo é diferente.
Uma revolução de foguetes está sobre nós,
com mais empresas construindo e lançando seus próprios foguetes
do que em qualquer outro momento da história humana.
Ninguém duvida que empresas como a Space X
e a Blue Origin são o futuro.
Estamos agora absolutamente em uma corrida de inovações
para ajudar a humanidade a ir além
e, quem sabe, ser uma espécie multiplanetária.
Esta é a história da maior aventura da humanidade
e de nossos maiores sonhos.
É realmente difícil mensurar quão rápido,
e como isso será transformador.
Daqui a 20 anos, a viagem espacial vai ser
como viajar de avião hoje, e então a humanidade
terá realmente se tornado uma espécie espacial.
A história da busca da humanidade
para deixar a terra, começa de fato dentro dela,
numa rede de cavernas chinesas há mais de mil anos,
onde um monge chamado Li Tian estava lutando contra espíritos sobrenaturais.
A história diz que Li Tian,
um monge do século VII, foi encarregado por seu imperador
de encontrar uma maneira de afastar os maus espíritos
que estavam afligindo a sociedade com secas e inundações.
A busca de Li Tian levou-o ao subterrâneo,
para cavernas onde morcegos estavam empoleirados.
Nos pisos dessas passagens e câmaras,
ele encontra seus excrementos, conhecidos como guano,
que são ricos em nitrato de potássio.
Agora, isso tem sido usado desde os tempos antigos
para preservar alimentos e adubar plantações,
mas Tian está interessado em guano por outras razões.
Um pioneiro nascido com interesse em alquimia,
ele começa a recolher isto para levar para casa para testar.
Era sabido na época que lavando as impurezas
do guano e depois misturando-o com carvão e enxofre,
ele adquiria propriedades mágicas.
A ferramenta perfeita para espantar os maus espíritos.
O que Li Tian fez, na verdade,
é o que hoje chamamos de pólvora,
a primeira mistura que queima sem precisar de ar externo.
Ele não é o primeiro a usá-la, mas porque vai queimar
em espaços confinados, Li Tian tenta algo novo,
algo que ele espera criar
um show muito maior para o seu imperador.
Ele enche brotos de bambu com esta pólvora.
Diz a lenda que quando alguém
jogou-os no fogo, os tubos de bambu
dispararam pelo chão.
Um monte de gás está sendo produzido nesta reação química
com uma tremenda quantidade de energia, então se a pólvora
está confinada em um lugar apertado e iluminado,
o gás que é liberado fornece um impulso
que empurra o broto de bambu, neste caso,
na direcção oposta,
e este é o princípio do foguete.
Uma força em uma direção produzindo uma força
na direcção oposta.
Neste caso, os gases quentes expelidos para trás
empurram o foguete para a frente.
Ao conseguir espantar os maus espíritos,
Li Tian tinha inadvertidamente descoberto
como transformar energia química em impulso.
O que acabaria por se tornar o foguete
tinha alçado seu primeiro vôo.
Li Tian é creditado pela criação
do fogo de artifício, um dispositivo sonhado para surpreender
e deliciar um imperador, mas infelizmente,
como muitas vezes acontece e com esta invenção em particular,
outros veriam usos mais obscuros.
O foguete fez uma arma assustadora.
Poderia liberar o fogo do inferno
causando destruição e intimidando um inimigo
que usava lanças e flechas.
Aqui na cidade grega de Vrontados,
uma primitiva batalha semelhante de foguetes
é desencadeada toda a Páscoa na mais estranha das tradições.
Através de uma noite altamente carregada,
duas paróquias soltam dezenas de milhares de foguetes caseiros,
cada uma tentando acertar a torre da igreja da outra.
É um show espetacular, e os participantes não queriam fazer mal,
mas imagine o que deve ter parecido
no primeiro milênio quando, ao invés de ser
uma celebração festiva, estes fossem foguetes de guerra.
A ideia de que um foguete poderia ser usado para meios mais pacíficos e
viajar para mundos distantes era um sonho ridículo,
porque para grande parte da história, a ideia de mundos distantes
era ridícula também.
Então, um matemático pouco conhecido que vivia em Londres
fez uma descoberta importante,
apesar de ser pego em um plano para matar o rei.
O ano é 1605, e o cientista inglês erudita
Thomas Harriot está vivendo com a aristocrática família Percy,
ensinando à seus filhos matemática,
mas Harriot tem um problema.
Seus empregadores, a família Percy,
se envolveu em uma traiçoeira conspiração.
Seus associados esconderam 36 barris de pólvora
nas abóbadas sob o palácio de westminster
para explodir o parlamento inglês,
matando o rei protestante James I.
Mas as coisas não saíram como planejado, e com apenas alguns dias,
as autoridades foram avisadas.
Os conspiradores da pólvora, incluindo
o cara famoso, Fawkes, são cercados e executados.
Suas famílias e associados são capturados e presos.
Entre eles está Thomas Harriot.
Harriot implora por sua vida e é libertado 3 semanas depois,
mas seu chefe e patrono Henry Percy
vai passar os próximos 16 anos na prisão.
Abalado por esses eventos, mas aliviado por ter sua liberdade,
Harriot mergulha em seus estudos.
Escondido e evitando mais problemas,
ele dedica todo o seu tempo para entender o mundo natural,
e em 1609, ele coloca as mãos em uma luneta holandesa,
uma das primeiros do mundo.
6 meses antes das famosas observações de Galileu
do céu noturno, Harriot aponta
para a lua e desenha o que ele vê.
Estes são os primeiros desenhos da lua
vista através de um telescópio.
O que eles mostram em detalhes requintados
são as montanhas, vales e crateras da lua.
É uma descoberta surpreendente, provando que a lua
é um corpo celeste sólido.
As observações telescópicas de Harriot
do céu noturno foram as primeiras da história.
As primeiras a nos mostrar
que lá fora havia mundos além do nosso.
Mundos para estudar, explorar e talvez até para visitar.
As observações de Harriot marcaram o início
de um movimento que varreu a Europa.
Em alguns meses, Galileu fez suas próprias observações telescópicas
da lua e planetas,
observações de significado tão profundo que inspiraram
a próxima geração a olhar além das restrições
do nosso próprio mundo físico e imaginar o que está além.
Em 1634, os editores divulgaram o que pode ser
a primeira peça de ficção científica,
um trabalho do astrônomo alemão Johannes kepler
em que ele imaginou uma viagem para a lua impulsionada
por seres mágicos, mas a história
era simplesmente muito estranha para ser levada a sério.
250 anos depois, no entanto, a ideia ressurgiria
em outra capital, e desta vez, decolaria.
Aos 20 anos, um jovem viajou para Paris.
Seu pai insistiu que ele terminasse
o curso de direito na cidade.
Mas a cidade alimentou outras áreas de sua imaginação.
Em vez de estudar os textos monótonos da lei,
ele encheu sua mente com contos maravilhosos de bravura,
e fantásticas descobertas longínquas,
todas encontradas nos milhares de livros
da biblioteca nacional francesa.
Aqui, ele mergulhou
nas principais idéias científicas da época,
e elas inflamaram um desejo no jovem:
O desejo de escrever,
Seu nome: Jules Verne, e suas histórias
foram as maiores aventuras imagináveis.
Viagens que cruzaram a África em um balão...
Expedições que viajaram 20.000 léguas abaixo dos mares,
e uma viagem até um vulcão
que levava ao centro da terra.
Suas histórias eram pura fantasia, mas eram críveis
porque as ideias eram baseadas na realidade,
e elas foram um enorme sucesso, tornando Verne rico e famoso.
Em 1865, no entanto, ele esgotou as possibilidades
deste planeta e começou a olhar
além dele - para novas façanhas.
"Da terra à lua" é a história
do Baltimore Gun Club e 3 homens
determinados a construir um veículo que pudessede levá-los à lua
disparado de um canhão gigante para lança-los no espaço.
Este livro causou sensação
e desencadeou um debate público em todo o mundo
sobre a possibilidade de lançar um homem para a lua e além.
Poderia tal coisa ser alcançada?
A maioria pensou que era pura ficção,
mas o livro caiu nas mãos de um menino
vivendo no meio da Rússia rural,
que poderia ver uma maneira de transformar ficção em realidade.
Seu nome era konstantin Tsiolkovsky.
Muitos de nós damos passos graduais
com base nos avanços dos outros, mas Tsiolkovsky
é uma dessas pessoas que sabe para onde está indo ", sabe de uma coisa?
Ele apenas fez esse primeiro pilar por conta própria."
Ele era um daqueles gigantes em cujos ombros
o resto de nós estava de pé.
10 anos atrás, comecei a colecionar
alguns dos desenhos originais que Tsiolkovsky criou,
trazendo muitos dos progressos de como foguetes
podem escapar da terra e viajar para as estrelas.
Konstantin Tsiolkovsky padeceu em tenra idade
de escarlatina, perdeu a maior parte de sua audição,
e há boas chances de que isso o levou a
ter um pouco dessa personalidade introspectiva e estudiosa.
Sentado em sua mesa em kaluga, em sua modesta casa,
é difícil imaginar que ele teria
muita inspiração de tecnologia em torno dele.
Certamente tinha que vir das coisas que ele poderia encontrar nos livros
e, portanto, o que seria desencadeado
estava em sua própria imaginação.
Lendo Jules Verne, "da terra à lua"
Konstantin foi inspirado a sentar e refletir: "bem, você sabe
quão rápido você realmente precisa ir para deixar a terra?
Ele rapidamente reconheceu que para acelerar um projétil de artilharia
para chegar ao espaço, este canhão teria que ser tão grande
como a Torre Eiffel e ter milhares de gs de força.
Forças g que esmagariam qualquer passageiro dentro dele,
de modo que poderia não ser uma maneira particularmente prática
para deixar a terra.
Então Tsiolkovsky teve um momento de inspiração.
Ele pensou: "bem, e se eu usar um veículo
"que libere energia mais gradualmente de dentro dele,
como um enorme fogo de artifício?
Então, na casa de um fazendeiro na Rússia rural,
Tsiolkovsky se propõs a fazer as contas.
E antes dos irmãos Wright -
- sempre voando num avião - Tsiolkovsky se tornaria
a primeira pessoa a descobrir o que seria necessário
para colocar esses foguetes no espaço.
O trabalho visionário de Tsiolkovsky com foguetes
acabaria por sustentar todo o voo espacial moderno,
mas mesmo as visões de Tsiolkovsky
não poderiam nos impulsionar para as estrelas.
Estranhamente, isso dependeria de um avanço na fabricação de manteiga.
No final do século 19, a pecuária leiteira
estava sendo transformada com centenas ou mesmo milhares
de criações de gado substituindo pequenas fazendas familiares.
Mas o processo de separar leite da nata para atender a demanda
por manteiga ainda era dolorosamente lento.
Demorava tanto que em clima quente,
o leite azedava frequentemente durante o processo.
Então um dia,
um engenheiro sueco empreendedor
chamado Karl Gustaf de Laval leu sobre o problema
e foi inspirado a elaborar uma solução.
Ele projetou uma máquina de fiação por rotor que poderia continuamente
separar a nata do leite usando força centrífuga.
Em seguida, ele alimentou-a com uma turbina a vapor
de seu próprio design, abrindo o caminho para a produção em massa.
Não contente com revolucionar
a indústria de manteiga, De laval agora voltou sua atenção
para melhorar as turbinas a vapor também.
Em uma tentativa de fazê-las girar o mais rápido possível,
ele surgiu com um formato especialmente convergente,
ligado a um bocal divergente, que focalizou o vapor
em um jato super rápido,
Então, o que tudo isso, manteiga e vapor
tem a ver com foguetes?
Seria preciso um físico americano visionário
que sonhava com as estrelas para fazer a conexão.
Em 19 de outubro de 1899, um garoto de 17 anos
subiu ao topo de uma cerejeira no quintal de sua família,
olhou para os campos da Nova Inglaterra,
e sonhou com a possibilidade de viajar para o espaço.
Daquele momento em diante, sua paixão
pela construção de foguetes foi inflamada.
Ele se tornaria o maior pioneiro de foguetes da América,
e seu nome era Robert Goddard.
Na década de 1920, Robert Goddard estava trabalhando
em algo que o mundo nunca tinha visto antes:
Foguetes movidos a líquido,
mas seus experimentos eram um bocado caseiros.
Seus foguetes tinham apenas cerca de um metro ou mais,
e eles não podiam realmente sair do chão.
O que Goddard estava enfrentando era que ele estava recebendo apenas
2% de empuxo para fora do foguete que ele acendeu,
então ele realmente tinha que descobrir
como aumentar a sua eficiência.
Como cientista de foguetes, eu sinto a sua dor.
O que você realmente quer é tentar e conseguir
retirar muito de cada parte da massa propelente
que você está empurrando para o espaço,
e é por isso que ainda dedicamos muito tempo e esforço
testando todos os motores de foguetes que fazemos.
E estamos de prontidão para o teste do motor rs-25
aqui no centro espacial Stennis.
Nesta bancada de teste hoje está um dos mais recentes
motores de foguete da NASA, que acionará
seu novo sistema de lançamento espacial,
que é o que eu estou ajudando a construir.
A sequência automática foi iniciada.
O escape está saindo
a 13 vezes a velocidade do som.
É extremamente eficiente.
Mais de 90% da energia liberada
é transferida para a velocidade dos gases de escape,
criando força ascendente suficiente para levantar quase 250 toneladas,
e a chave para esta eficiência extraordinária
é algo que Robert Goddard incorporou
em um motor de foguete pela primeira vez.
Bocal convergente-divergente especial de De Laval.
Funciona assim.
Como o gás de combustão quente é espremido na seção convergente
do bocal, há menos espaço para ocupar,
por isso acelera.
Pode parecer que quando o bocal se alarga,
o gás diminuiria, mas por estar tão quente,
quando liberado no ambiente de baixa pressão
da seção divergente,
esse calor faz com que ele se expanda rapidamente e dispare para fora.
Faz uso de muito mais energia química armazenada do combustível.
Assim a velocidade aumenta. Assim tem mais impulso.
É exatamente o que Goddard precisa
a fim de colocar seus foguetes no ar.
Seus testes mostram que com o bocal de De Laval,
ele poderia aumentar sua eficiência de 2%
todo o caminho até 63%.
Em 16 de março de 1926,
Goddard está pronto para lançar seu primeiro foguete movido a líquido.
Ele o nomeia depois com o nome de sua filha Nell.
O vôo é breve.
O foguete não vai longe ou rápido
atingindo uma velocidade máxima de 100 quilômetros por hora
e 12 metros,
mas foi o primeiro foguete de combustível líquido da humanidade
lançado da terra para o céu.
O primeiro foguete de combustível líquido de Goddard
é um momento colossal na história,
porque estabelece as bases para deixarmos o planeta.
Mas apesar de todo o seu trabalho pioneiro,
há um problema familiar que Goddard
nunca conseguiu resolver... dinheiro.
Sem os fundos para desenvolvê-los e construí-los,
os foguetes de Goddard nunca alcançariam o espaço.
Para obter o tipo de investimento que poderia enviar um foguete
até o limite da atmosfera da Terra,
isso levaria a uma brecha em um tratado internacional.
No final da primeira guerra mundial,
potências aliadas forçaram uma nação alemã quebrada
para a mesa de negociação.
Na cidade de Versalhes em 1919,
A Alemanha assinou um tratado para garantir
que nunca mais ameaçariam outra nação
com seu poderio militar.
O tratado proibiu a fabricação alemã de grandes armas,
tanques e aviões, mas ninguém pensou
em impedir que os alemães construissem foguetes porque
ninguém imaginou que foguetes jamais representassem uma ameaça.
Então, em 1930, um jovem engenheiro
junta-se a um clube de ciências de Berlim. .. A sociedade das viagens espaciais.
Seu nome é Werner Magnus Maximiliano Freiherr Von Braun,
e ele é dedicado aos foguetes desde o primeiro sonho
de pôr os pés na lua, depois que sua mãe deu a ele
um telescópio pelo seu 13º aniversário.
Von Braun tinha mergulhado no estudo
da engenharia aeroespacial.
Seus projetos de foguetes costumavam ofuscar seus pares,
tanto que com apenas 22 anos de idade,
ele chamou a atenção do alto comando alemão.
O exército começou a financiar seu trabalho e, em alguns meses,
Von Braun está batendo novos recordes,
lançando grandes foguetes de combustível líquido a mais de tres quilometros.
Eles eclipsaram o trabalho de seu herói de infância Robert Goddard.
Mas enquanto o sonho de Von Braun era levar homens
para a lua, o exército alemão queria um foguete
para levar algo muito mais sinistro.
Jogando dinheiro no projeto, eles construíram
uma base de pesquisa secreta perto da aldeia remota
de Peenemunde na costa norte da Alemanha.
Neste enorme lugar, Von Braun, agora um membro da SS,
foi colocado no comando de 350 engenheiros
e ordenou a produção de um foguete que poderia levar uma bomba
à mais de 240 quilômetros.
Gerar impulso suficiente seria a tarefa principal.
Quando se trata de aumentar o impulso de um foguete,
o bocal de De Laval, que Robert Goddard aplicou,
só pode te levar até aqui.
A única maneira de conseguir ainda mais impulso é aumentar
a quantidade de combustível que você está queimando, e isso significa
forçar mais nos motores a cada segundo.
Parece simples na teoria, mas na realidade,
os comandantes do exército de Von Braun o sobrecarregaram
com um desafio colossal.
Neste momento, o melhor foguete que ele tem
pode gerar 1 1/2 toneladas de empuxo.
Ele define o objetivo de construir um novo foguete que possa gerar
um escalonamento de 25 toneladas de empuxo, que ele calcula
ser necessário para transportar as bombas
que o exército alemão está projetando.
A solução de engenharia óbvia para aumentar
a pressão do combustível é pressurizar os tanques,
mas um tanque pressurizado significa paredes mais grossas.
Paredes mais grossas significam mais peso.
Buscando outra maneira de obter mais combustível nos motores,
Von Braun coloca sua fé em uma tecnologia
de um veículo completamente diferente.
Na década de 1930, os carros de bombeiros estão equipados
com uma bomba de alta potência, e eles ainda estão em uso hoje.
Um caminhão de bombeiros de 1930 pressuriza água
usando algo chamado bomba turbo,
e funciona com um conceito simples.
Estas bombas super eficientes
pressurizam a água, arremessando-a
para as bordas de um disco girando aqui dentro.
Este disco giratório lança água a baixa pressão
até a borda usando força centrífuga.
Aqui, a água que agora se move rapidamente é coletada
em um fluxo de alta pressão,
Então, a 1.000 revoluções por minuto,
temos cerca de 20 litros de água a cada segundo,
então agora se girarmos o disco mais rápido,
mais e mais água está sendo lançada nas bordas,
fazendo com que água altamente pressurizada
saia da bomba.
Isso é 2.000...
2.500...
3000. Ok?
3.500 rotações por minuto.
Isso é cerca de 45 litros por segundo.
Esta é aproximadamente a taxa que
o foguete precisa consumir combustível.
Uma bomba centrífuga leve é ​​a solução
que Von Braun procurava para pressurizar seu combustível,
embora demore quase uma década de desenvolvimento
e financiamento antes que o dispositivo possa lidar
com a temperatura e vibrações extremas
de um foguete em movimento. Mas em 1944,
a equipe de Von Braun construiu uma bomba que pode fazer
a mágica de 25 toneladas de impulso possível
para o foguete agora chamado de V2.
E aqui está a primeira bomba de combustível centrífuga do mundo
capaz de alimentar um motor de foguete,
e incrivelmente, esta bomba teria empurrado até
3.000 litros de etanol e 6.000 litros de oxigênio líquido
em apenas 60 segundos.
Von Braun está um passo mais perto de seu sonho.
Em 1944, um voo de teste aqui em Peenemunde
prova que, pela primeira vez, um foguete
é capaz de atingir o limite da nossa atmosfera
e tocar a borda do espaço.
Mas este não é um momento para celebrar.
Em 8 de setembro de 1944,
os primeiros cruzam os céus com raiva.
Um deles decola de Wassenaar na Holanda
e dirige-se para o seu alvo.
Em poucos minutos, quebra a barreira do som,
e dentro de outros 60 segundos, atinge uma altura
de 100 quilômetros, saindo da estratosfera da Terra.
Livre do arrasto atmosférico, ele desliga seus motores.
Agora está voando a 4 vezes a velocidade do som
desce em uma graciosa curva parabólica,
rompendo a linha das nuvens aqui no oeste de Londres.
Entre seu voo para o espaço e a volta levou menos de 5 minutos.
O foguete está viajando tão rápido que chega silenciosamente
à frente da explosão quebrar a barreira do som.
A explosão de sua ogiva destrói as casas aqui,
arremessando 3.000 toneladas de entulho e detritos no ar.
Por algum milagre, apenas 3 pessoas são mortas aqui,
mas nos meses seguintes, mais 1.500 v2s vão chover
da borda do espaço até Londres,
matando outras 7.250 pessoas antes do fim da guerra.
É um fato desconfortável que uma arma de guerra
matando milhares de pessoas, incluindo cerca de 20.000 vítimas
das fábricas de trabalho escravo onde foi construído,
foi também o primeiro foguete espacial da humanidade.
Dentro de meses deste primeiro voo V2,
uma ameaça muito maior à humanidade surgiu.
As primeiras armas nucleares foram lançadas no Japão,
trazendo a guerra à um terrível fim,
mas acendendo um novo conflito...
Uma guerra fria em que os EUA e a União Soviética
correram para construir bombas nucleares maiores e mais pesadas.
Até agora, ambos os lados tinham conseguido colocar as mãos em partes de um foguete V2
capturado de um exército alemão em retirada,
e cada superpotência logo percebeu o potencial
dos foguetes para entregar suas novas armas de destruição em massa.
O problema era que nem o poderoso V2 era capaz
de carregar uma ogiva nuclear de 5 toneladas,
mas a América havia conquistado um prêmio ainda maior.
Wernher Von Braun se rendeu à eles
e logo estava trabalhando no deserto do Novo México
desenvolvendo novas versões de seu foguete.
Em um voo de teste em 1946,
uma câmera de 35 milímetros capturou essa filmagem.
Seria a primeira vez que vimos nosso planeta
da borda do espaço.
Mas os humanos podem nunca ter seguido estes primeiros foguetes
sem um acidente de geopolítica
e um prisioneiro de um gulag siberiano.
Durante a guerra fria, os EUA tiveram aliados na Europa
que estavam muito mais próximos dos soviéticos, e assim os soviéticos
sentiram pressão especial para aumentar sua capacidade de alcance,
ter um alcance global com seus sistemas de mísseis.
Os soviéticos estavam extremamente motivados para entregar ogivas
para literalmente o lado oposto do mundo, a fim de dissuadir
a ameaça que sentiam dos Estados Unidos.
Eles estavam tão motivados, de fato,
que eles se voltaram para um prisioneiro político,
o nome dele... Sergei korolev.
Korolev sonhava com o voo espacial quando criança,
mas na década de 1930, ele caiu em desgraça das autoridades soviéticas
e foi exilado para um gulag na Sibéria.
Então, em 1945, korolev conseguiu uma promoção notável
de prisioneiro político
para coronel do exército vermelho.
O motivo é simples.
Korolev é um brilhante cientista de foguetes
e o único homem capaz de desenvolver
mísseis balísticos intercontinentais que podem levantar
as ogivas nucleares pesadas antes dos americanos.
De repente, os soviéticos precisavam dele.
Agora, você pode pensar que a maneira de levantar uma carga pesada
é construir um enorme foguete com um enorme suprimento de combustível,
mas não é assim tão simples porque há
um problema fundamental para este desafio,
um que ainda atribula engenheiros de foguetes
e astronautas até hoje.
Eu voei no espaço 7 vezes
e eu sei muito bem
como é difícil construir uma nave espacial
que pode te transportar em órbita,
e parte do problema é que a maior parte dessa espaçonave é combustível.
Agora, isso não é um problema que todos os veículos sofrem.
Normalmente em um grande navio como este,
cerca de 3% da sua massa é combustível...
E um carro é quase o mesmo, alimentado por um tanque de combustível
que tem cerca de 3% a 4% de sua massa.
Um avião leve
precisa de um pouco mais de energia para sair do chão,
com seu combustível ocupando 25% de sua massa.
Carros e navios e até aviões se impulsionam
em todo o mundo de forma bastante eficiente,
mas quando se trata de foguetes, ainda acho que
a quantidade de combustível que eles precisam é impressionante.
Normalmente, 85% a 90% do foguete
precisa ser combustível para que ele possa voar.
A razão é porque, ao contrário de qualquer outro veículo,
um foguete se move, expulsando sua própria massa.
O foguete tem que jogar fora parte de si
para poder mover a outra parte na direção oposta,
e isso significa que resta apenas 10% a 15%
para o foguete real... os tanques, os motores, os tubos...
E se você não for cuidadoso, não há mais nada
para a carga útil, as coisas que você realmente quer lançar.
A verdade é que aqui na terra, energia química
é apenas o suficiente para vencer a força da gravidade.
A energia que é embalada em um litro de combustível é o que é,
e você não pode fazer muito mais que isso.
Se você quiser lançar mais massa em órbita,
então a única solução é um foguete maior.
Na verdade, na década de 1950, o desafio de Sergei Korolev
para construir algo capaz de transportar ogivas nucleares de 5 toneladas
todo o caminho para a América teria resultado
em um foguete do tamanho do Empire State Building.
Korolev precisava de outra abordagem para a ciência dos foguetes.
Sua solução viria de uma ideia radical
do seu antigo camarada konstantin Tsiolkovsky...
A ideia de que um foguete pode ser feito
de vários foguetes todos amarrados juntos.
Korolev então descobre que o que eles têm que fazer
é perder peso. Assim eles surgem com esse plano,
onde eles pegam esses 4 boosters externos.
Naturalmente, como eles drenam o combustível que está dentro deles
e não estão mais empurrando, vão cair e cair,
e então esse núcleo central continua a queimar
e segue todo o caminho para o espaço.
Korolev elaborou planos para um novo foguete maior,
conhecido como o r-7.
Seria o primeiro design multi-estágio do mundo
capaz de viajar entre continentes inteiros.
Era duas vezes maior e 20 vezes mais pesado que o v-2,
mas tirar um foguete do chão não foi fácil.
Korolev, após 3 tentativas fracassadas,
em 21 de agosto de 1957,
lançou uma ogiva de 5,4 toneladas
do Cazaquistão, que passou de 6.500 quilômetros.
Foi um sucesso monumental que colocou claramente
a UniãoSoviética bem à frente de qualquer outro país.
Não havia agora nenhum lugar na terra que eles não pudessem tocar,
que eles não poderiam trazer devastação
isso seria imparável ao apertar de um botão.
Este momento destrutivo marcou o começo
de um novo surto no desenvolvimento de foguetes.
Agora, nenhuma despesa era grande demais, tanto na corrida americana quanto na russa,
para construir foguetes maiores que poderiam carregar bombas mais pesadas.
Na luta que se seguiu, Korolev avistou uma oportunidade
para realizar uma ambição mais pacífica,
mas ia precisar de um subterfúgio arriscado
para retirá-lo.
Korolev, que há muito sonhava com o vôo espacial,
acredita que o seu r-7 tem um potencial maior.
Sem a pesada ogiva nuclear, ele acredita que
pode ser o primeiro foguete a chegar à órbita terrestre.
O problema é que o primeiro-ministro soviético Nikita khrushchev
não está interessado em gastar milhões para explorar o espaço,
então korolev assume um risco.
Em 1954, ele planta uma notícia falsa nos jornais soviéticos
alegando que a nação está se preparando
para lançar um satélite na órbita da terra.
Acreditando na história,
os jornais americanos correm atrás também.
O presidente eisenhower teme que os soviéticos estejam tomando
uma liderança tecnológica e retalia,
anunciando que os Estados Unidos enviará
seu próprio satélite para o espaço.
Com a América agora trabalhando publicamente para
o primeiro lançamento de satélite do mundo,
Korolev escreve uma carta ao governo soviético
exigindo que eles tomem medidas para livrar a cara.
As autoridades concordam e, de repente,
O sonho de korolev ao longo da vida de voos espaciais está ao nosso alcance.
Mas se o seu r-7 não pudesse carregar
uma ogiva em órbita, o que poderia transportar?
Korolev tira essa ogiva de 5,4 toneladas
e coloca um satélite de 83 quilos,
e essa mudança em massa leva este poderoso foguete
que anteriormente não conseguia chegar à órbita,
a agora ter a força para pela primeira vez
pegar essa modesta carga e disparar
a 28.000 quilômetros por hora,
que é a velocidade necessária para
permanecer em órbita ao redor da terra.
E assim, em 4 de outubro de 1957
o primeiro satélite artificial choca o mundo.
Foi nomeado sputnik, e estava agora simplesmente
orbitando a terra graças à astúcia de Korolev
e seu revolucionário avanço na ciência dos foguetes.
Este conceito de eliminar seus reforços externos,
ou o primeiro estágio, é a solução essencial
para qualquer foguete químico ser capaz de alcançar a órbita.
E só aí, vemos o primeiro estágio se separando.
O desenho de Korolev formaria a base
de quase todos os foguetes tripulados da Rússia,
incluindo o soyuz, que ainda é usado hoje,
o foguete laborioso que lançou
centenas de pessoas no espaço.
É por isso que eu sou astronauta
então essa é a conexão.
Ha ha ha!
Uma coisa é alcançar a velocidade orbital
ao redor da terra com uma pequena carga útil
mas outra bem diferente é arremessar uma espaçonave gigante em órbita
ou deixar a terra completamente e seguir, digamos, para a lua.
Para isso, cientistas de foguetes precisavam dominar um combustível
que eles pudessem extrair ainda mais energia,
e mais uma vez, eles iriam olhar para os escritos
de konstantin Tsiolkovsky.
Bem, ele não é conhecido como o pai dos foguetes à toa.
Quando Tsiolkovsky estava calculando
como sair da terra, ele estudou
cada reação de combustível que ele poderia pensar,
queimando todas as misturas que ele pudesse imaginar,
e, finalmente, ele chegou ao hidrogênio.
Esta ideia de usar hidrogênio para alimentar foguetes
foi um avanço tão profundo quanto a descoberta
de outros mundos além da terra, e isso seria a chave
para eventualmente nos levar para eles.
Mas por que hidrogênio?
Para responder a essa pergunta, precisamos recriar
o experimento mental de Tsiolkovsky
que pesou as opções.
Tudo certo. Isso é tudo.
Então colocamos dois gramas de pólvora
dois gramas de gasolina,
e dois gramas de hidrogênio nesses 3 barris.
Eles são todos misturados com oxigênio,
e todos os 3 tambores pesam o mesmo.
Ligue-o. Ligue-o.
Pressione.
Assim que a luz vermelha ficar acesa,
estamos prontos para atirar.
Certo. Aqui vamos nós.
Primeiro, a pólvora...
Ha ha! Ha ha ha!
Apenas uma pequena nuvem de fumaça, mas quase sem efeito.
Em seguida, é a gasolina,
muito melhor,
impulso suficiente para mandar este barril-foguete de 20 quilos
a poucos metros do chão, mas e quanto ao hidrogênio?
Ha ha ha! Uau!
Ha ha! Isso é brilhante.
O hidrogênio é o vencedor claro,
com apenas dois gramas carregando seu barril acima de 9 metros.
Mas por que uma diferença tão grande se cada barril pesa o mesmo
e contém a mesma quantidade de combustível?
Quando se trata de maximizar a liberação de energia
e eficiência do motor, a simplicidade é a melhor.
Combustíveis como pólvora,
ou mesmo gasolina e querosene,
são constituídos por vários elementos diferentes
que, quando queimam, liberam substâncias químicas
e isso desperdiça energia.
Mas a combustão do hidrogênio só produz água,
liberando assim mais energia do que as outras reações,
na verdade, a maior energia de qualquer combustão que conhecemos,
e isso, Tsiolkovsky concluiu,
foi por isso que seria o melhor combustível para foguetes.
Tsiolkovsky percebeu que no caso
de hidrogênio, a reação é muito poderosa,
hidrogênio e oxigênio, e esta é a base
para os foguetes químicos de hoje que produzem muito calor
e, portanto, ejetam o material o mais rápido possível.
Velocidade... 1.300 pés por segundo.
Esse é um pequeno passo para o homem...
O combustível de hidrogênio nos transportou
todo o caminho para a lua.
Um salto gigante para a humanidade.
Ele tem levantado 400 toneladas de superestrutura
em órbita terrestre para nos construir uma estação espacial internacional.
Os foguetes de hoje são mais eficientes do que nunca,
os estágios projetados para retornar à terra
para ser usados de novo e de novo,
mas quando se trata de foguetes químicos, estamos no seu limite.
Nenhum combustível pode nos impulsionar mais rápido que o hidrogênio.
Para ir mais rápido, ir mais longe
o foguete precisa de uma nova revolução
e é uma revolução que está ao virar da esquina.
Quando você está falando sobre material de tiro
rápido, você está falando sobre fazer esse material quente.
Em 40 segundos.
O problema é que você chega a um ponto em que
se você fizer o escape muito quente, então você derrete o foguete.
Engenheiros têm trabalhado muito duro
para melhorar os materiais, mas você ainda chega ao ponto
que você não pode ir acima de alguns milhares de graus,
e você quer ir a milhões de graus.
Você precisa de algo diferente, então nos deslocamos
para longe da química,
e nos mudamos para a física do plasma.
O plasma é um dos estados fundamentais da matéria.
Não é um sólido, um líquido ou um gás.
Plasmas ocorrem naturalmente na terra sob a forma de relâmpagos.
Estas sopas ultra quentes de partículas carregadas
são geralmente encontradas no coração das estrelas.
Mas nesses laboratórios de pesquisa em Houston,
eles usam energia elétrica para primeiro criar plasmas
e depois controla-los e manipulá-los.
A razão pela qual eles não derreteram a maquinaria
é devido ao fato de que as partículas eletricamente carregadas
no plasma respondem a uma força magnética.
E aproveitamos essa propriedade criando
um tubo magnético invisível, e isso é capaz
de manter este plasma em milhões de graus,
e este plasma não toca na estrutura circundante,
então os materiais ficam felizes.
E isso significa que podemos desenvolver novos foguetes,
aqueles que não queimam combustíveis químicos convencionais,
mas em vez disso usam energia solar para disparo ultra quente,
jatos ultra rápidos de plasma para propulsão.
Enquanto o campo magnético
é capaz de contê-lo, então você realmente tem
sem limite de quão quente você pode fazer isso,
o que significa que é muitas vezes mais rápido
que o melhor foguete químico.
Alguns acreditam que poderíamos usar foguetes de plasma
para reduzir a viagem com retorno para Marte
de 3 anos para apenas 39 dias.
E então nós teremos acesso
à todo o sistema solar.
A humanidade será totalmente livre para ir a qualquer lugar que quiser.
Nossos primeiros passos no cosmos
apenas começaram, mas já vivemos
continuamente além da terra
ao longo de todo o século 21
a bordo da estação espacial internacional,
a tecnologia de foguetes que nos levou até lá
nascida inicialmente de uma era de guerra e medo,
a ingenuidade para superar a gravidade da terra emprestada
de outras indústrias para realizar os sonhos
de cientistas e escritores de ficção científica
através dos séculos, e ao fazê-lo,
mudar a história de quem somos.
O foguete é uma invenção que nos evoluiu
para uma espécie que não está mais confinada à terra.
Avanços não são mais do que isso.
Da próxima vez em "Avanço"
a história do dispositivo que transformou o mundo moderno.
Seria necessário um cerco romano, uma morte prematura,
uma estrela de Hollywood com uma mente brilhante,
as comunicações de capa e espada da Segunda Guerra Mundial,
e umas férias perdidas para criar um dispositivo
que colocou o mundo inteiro em nossas mãos... o smartphone.
As ideias que mudaram o mundo"
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Tradução: Zé Henrique