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O voo espacial humano tem uma história notavelmente breve. Yuri Gagarin se tornou o primeiro humano no espaço a bordo da Vostok 1 em 1961, seguido pelo primeiro EVA de AlekseyLeonov em 1965, e pela primeira mudança orbital de GusGrissom e JohnYoung a bordo da Gemini 3 naquele mesmo ano. As missões Apollo, começando com a Apollo 8 em 1968, levaram-nos para além da órbita baixa da Terra até à Lua e, em 1969, Armstrong e Aldrin caminharam sobre a sua superfície. Hoje, o programa Artemis da NASA pretende devolver os astronautas à Lua até 2026 e lançar missões tripuladas a Marte na década de 2030. O próximo alvo planetário depois de Marte é Júpiter, embora um voo tripulado não esteja previsto até a década de 2070. Se tal missão fosse tentada, quanto tempo demoraria a viagem e que rota seria necessária?

Como chegar a Júpiter

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No seu ponto mais próximo, Júpiter fica 1.500 vezes mais longe da Terra do que a Lua, a cerca de 365 milhões de milhas de distância. Viajar à velocidade mais rápida alguma vez alcançada por um veículo fabricado pelo homem – 40.800 km/h – cobriria essa distância em cerca de 613 dias, mas as viagens espaciais são muito mais complexas. A Terra e Júpiter estão em constante movimento, portanto um lançamento deve ser cronometrado com precisão para que a nave espacial chegue quando Júpiter estiver em posição. Além disso, um veículo não pode simplesmente viajar em linha reta; ele permanece ligado à gravidade do Sol e deve navegar por um caminho orbital.

As restrições de combustível complicam ainda mais a situação. No espaço, cada unidade de propulsor usada para acelerar deve ser usada posteriormente para desacelerar. Assim, os planejadores da missão buscam trajetórias que minimizem o consumo de propelente. O conceito de 1925 de WalterHohmann da órbita de transferência de Hohmann fornece o caminho mais eficiente em termos de propelente entre duas órbitas circulares.

Tempo de viagem usando uma transferência Hohmann

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A órbita de transferência de Hohmann calcula a trajetória mais curta com eficiência de propulsor da Terra até Júpiter. O tempo de transferência é aproximadamente metade da soma dos períodos orbitais dos dois planetas. Com o período orbital de Júpiter de 4.333 dias e o da Terra de 365 dias, a viagem só de ida dura cerca de 1.174 dias – pouco mais de três anos.

Como a transferência requer um alinhamento planetário específico, uma janela de lançamento adequada ocorre a cada 398,88 dias (aproximadamente 13 meses). O percurso de regresso necessitaria de uma janela comparável, pelo que a duração global da missão deverá ter em conta estes períodos de espera.

Missões robóticas a Júpiter

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Embora os humanos ainda não tenham pisado em Júpiter, 11 missões robóticas – seis sobrevôos e cinco orbitadores – visitaram o sistema jupiteriano. O sobrevôo mais rápido, NewHorizons, alcançou Júpiter em apenas 405 dias. Os orbitadores, como Galileo e Juno, usaram auxílios gravitacionais e trajetórias mais longas, demorando cerca de seis anos para chegar. As missões robóticas favorecem caminhos alargados para conservar o propulsor para a inserção orbital, enquanto uma missão tripulada necessitaria de uma abordagem mais curta e mais rápida para reduzir as exigências de suporte de vida.