A NASA está desenvolvendo um sistema integrado de tecnologias de infraestrutura para apoiar missões científicas e humanas de exploração de longo prazo perto do polo sul da Lua, no âmbito do programa Artemis. Esse sistema não se limita aos módulos de pouso ou aos veículos exploradores, mas inclui elementos essenciais para qualquer presença contínua: geração e armazenamento de energia, comunicações e navegação, construção de plataformas de pouso e estradas, manejo do solo lunar, extração de água e oxigênio a partir de recursos locais e proteção dos equipamentos contra poeira e calor extremo.
A agência afirma que essas tecnologias são testadas na Terra, em ambientes que simulam a gravidade lunar e diretamente em sua superfície. O objetivo é passar de missões isoladas para operações escaláveis, capazes de atender robôs e astronautas e, posteriormente, preparar a exploração de Marte.
Energia: condição para a continuidade das operações
A energia contínua é um dos maiores requisitos para o trabalho na superfície lunar, onde o dia e a noite lunares duram aproximadamente 15 dias terrestres cada. A NASA está desenvolvendo a Vertical Solar Array Technology (VSAT), um sistema autônomo que pode ser implantado, recolhido e deslocado sobre terrenos irregulares por meio de matrizes solares verticais instaladas em mastros de até 20 metros de comprimento.
A agência também está desenvolvendo a Regenerative Fuel Cell para armazenar energia quimicamente e depois recuperá-la por meio de uma célula de combustível, com recarga realizada por eletrólise e energia solar. Essa tecnologia visa alcançar uma densidade de energia superior à das baterias modernas, o que pode reduzir a massa necessária para as missões. Outros projetos incluem o LunaGrid-Lite, que testa a transmissão de alta tensão por um cabo entre um módulo de pouso da Astrobotic e um veículo CubeRover, e o sistema Harmonia, da Zeno Power, para fornecer calor e energia durante a noite lunar e em regiões permanentemente sombreadas. A NASA também anunciou que o reator Lunar Reactor-1, o primeiro reator nuclear de fissão na Lua, está programado para pousar na superfície em 2030.
Robótica e uso de recursos locais
A base lunar precisará de sistemas capazes de operar autonomamente por longas distâncias e em áreas de difícil acesso. O projeto CADRE inclui uma estação-base e três pequenos veículos do tamanho de malas, que colaboram para mapear a superfície e o subsolo, evitar obstáculos e realizar levantamentos com radar de penetração no solo. Já o HI-RATE combina sensores LIDAR, processadores espaciais de alto desempenho e softwares de percepção, planejamento e controle, com o objetivo de permitir que os veículos percorram distâncias maiores e se movam mais rapidamente, com menor dependência de operadores na Terra.
Em ambientes extremamente frios, o braço robótico COLDArm foi projetado para operar em toda a faixa térmica da superfície lunar, incluindo a noite prolongada, sem aquecedores de sobrevivência. Seus componentes alcançaram o nível de prontidão tecnológica TRL 6 em testes térmicos e de vibração e em ambientes de vácuo com poeira e simuladores do solo lunar.
O programa de utilização de recursos in situ, ou ISRU, concentra-se na coleta, no processamento, no armazenamento e no uso de materiais existentes na Lua. As aplicações incluem a extração de gelo de água para produzir oxigênio respirável e o uso de metais na construção. O escavador robótico Infrastructure Pilot Excavator (IPEx) tem como objetivo transportar grandes quantidades de solo lunar para construir plataformas de pouso e bermas e preparar locais de construção; a NASA menciona uma capacidade-alvo de aproximadamente 20 toneladas métricas durante uma única missão, enquanto dados rápidos na página indicam o teste do transporte de 10 toneladas por uma distância de 100 metros ao longo de 11 dias.
Um exemplo de processamento local é o projeto Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD), que utiliza energia solar concentrada para extrair monóxido de carbono e produzir oxigênio a partir de simuladores do solo lunar. O projeto Molten Regolith Electrolysis Tech Maturation (MRE) também desenvolveu um reator para extrair oxigênio e metais, produzindo ainda resíduos ricos em metais que podem ser usados na fabricação.
O que torna o ambiente lunar um desafio de engenharia?
Os equipamentos precisam funcionar em temperaturas de até 302 graus Fahrenheit durante o dia lunar no equador e que caem para -292 graus Fahrenheit à noite, enquanto as regiões permanentemente sombreadas podem chegar a -418 graus Fahrenheit. Por isso, a NASA está desenvolvendo materiais isolantes e sistemas para distribuir e dissipar o calor por meio do projeto PALETTE, além de tecnologias para enfrentar a poeira abrasiva.
O Electrodynamic Dust Shield (EDS) utiliza campos elétricos para levantar e remover a poeira das superfícies e demonstrou sua capacidade de remover solo lunar durante a missão Blue Ghost Mission 1, da Firefly Aerospace, em 2025. As câmeras SCALPSS capturam imagens tridimensionais da interação dos jatos dos módulos de pouso com a superfície, ajudando a compreender a erosão do solo e a distribuição da poeira durante o pouso.
Por que esse desenvolvimento é importante?
O mapa da NASA revela que a construção de uma base lunar não depende de uma única tecnologia, mas da integração de energia, comunicações, computação, robótica e recursos locais. O sistema de comunicações lunares 4G/LTE da Nokia chegou à Lua em 2025 e enviou dados operacionais à Terra, enquanto o processador High Performance Spaceflight Computing (HPSC) desenvolveu uma capacidade computacional de pelo menos 100 vezes a dos computadores de voo espacial atuais, com maior eficiência energética e tolerância a falhas. Na prática, essas capacidades significam que veículos, estações de energia e equipamentos de construção poderão coordenar tarefas mais complexas e tomar decisões localmente, em vez de depender totalmente de comandos imediatos da Terra.
A NASA depende, nesse processo, de parcerias com empresas, universidades e órgãos governamentais. Entre os exemplos estão o investimento da Mason com a Redwire Space para nivelar, compactar e sinterizar o solo por micro-ondas a fim de construir superfícies sólidas, e um contrato de 6,9 milhões de dólares com a Interlune, por um ano e meio, para desenvolver ferramentas de exploração de recursos como hidrogênio e hélio-3. A agência também indica que tecnologias de gêmeos digitais e inteligência artificial, incluindo as ferramentas do Lunar Autonomy Challenge, podem substituir mais de 50% dos recursos materiais por ferramentas virtuais em algumas operações de desenvolvimento e teste.