Esse artigo chega até você vindo da Lua.

A história de como chegou lá está sendo feita há décadas, envolvendo vastos esforços de pesquisa do governo em exploração espacial e tecnologia de pouso lunar, um esforço privado conjunto para reacender a corrida espacial e os sonhos de uma pequena startup na esperança de derrubar a indústria de data centers.

Essa matéria foi publicada originalmente na edição 56 da DCD Magazine. Leia gratuitamente hoje.

Mas primeiro, uma ressalva: essa matéria foi escrita em uma corrida louca, durante uma semana em outubro de 2023 para cumprir um prazo de certificação de carga útil. Representa uma cápsula do tempo do que entendemos naquele momento. [Nota do editor: as atualizações terrestres do ano de 2025 serão adicionadas entre colchetes.]

Se tudo correr conforme o planejado, esse artigo será transportado para a superfície lunar em fevereiro ou março, após um pouso bem-sucedido anterior em novembro ou dezembro. Ele será então armazenado lá e também transmitido de volta à Terra, antes de aparecer nestas páginas.

O lançamento pode ter sido atrasado, pode ter explodido no lançamento, em órbita ou na superfície da Lua.

Mas, se você está lendo isso, significa que algo deu certo.

[As coisas realmente deram um pouco errado, com o lançamento adiado por um ano para 26 de fevereiro de 2025.]

As coisas preciosas apresentadas pela Lua

A ideia do Lonestar começou nos primeiros meses de 2018. O ataque de ransomware NotPetya causou mais de 10 bilhões de dólares (54 bilhões de reais) em danos, e um grupo de empresas estava preocupado com a segurança futura de seus dados em um planeta cada vez mais conturbado. Eles abordaram Chris Stott, então CEO da empresa de espectro de satélite ManSat, para obter conselhos.

"Analisamos data centers debaixo d'água, em selvas, desertos e sob as montanhas", lembrou ele. "E em todos os lugares que olhamos na Terra, encontramos problemas de soberania de dados e problemas de rede".

Talvez, apenas talvez, a resposta estivesse fora da Terra, ele pensou, olhando para a Lua. Mas, antes que a recém-fundada Lonestar pudesse começar a considerar a tarefa tecnologicamente complexa de configurar a Recuperação de Desastres como um Serviço fora do planeta, a empresa teve que verificar se era legal.

"Pegamos uma das mais regulamentadas de todas as atividades humanas e, em seguida, adicionamos mais regulamentações, como a soberania de dados", disse Stott. Felizmente para a empresa, a longa história da jurisprudência do satélite jogou a seu favor. A Lua não é soberana, então qualquer carga hospedada simplesmente atua como uma mini-embaixada de sua nação anfitriã.

Isso, a empresa logo percebeu, significava que poderia enviar data centers para a Lua, mas ainda atender aos requisitos de soberania de dados das empresas na Terra.

Uma empresa dinamarquesa poderia fazer backup de seus dados em um corpo celeste totalmente diferente e, ainda assim, legalmente os dados ainda estariam na Dinamarca. As coisas ficam um pouco mais complexas quando ocorre um processamento sério de dados, mas é assim que funciona para a recuperação de desastres.

Respondidas suas perguntas legais, a Lonestar arrecadou 5 milhões de dólares (27 milhões de reais) para sua primeira etapa - uma prova de conceito. A startup assinou um contrato com a desenvolvedora de pousos lunares Intuitive Machines para subir em suas duas primeiras missões.

No momento em que você lê isso, a IM-1 e -2 devem ter caído. Nesse caso, a IM-1 seria a primeira espaçonave não governamental a pousar com sucesso na superfície lunar, depois que um esforço israelense caiu em 2019 e uma tentativa japonesa colidiu com o solo lunar em abril de 2023.

Uma dúzia de controladores de vôo no centro de controle da Intuitive Machines terá ajudado a guiar o IM-1 em sua jornada de aproximadamente 384.400 km (238.855 milhas). Três equipes, Vermelha, Branca e Azul, terão trabalhado em turnos de oito horas desde o lançamento em um foguete SpaceX Falcon 9 e durante as operações de superfície da missão, que devem durar cerca de duas semanas. [A missão foi um sucesso, mas o módulo de pouso caiu de lado e só pôde operar por seis dias. O design do módulo de pouso IM-2 'Athena' foi ajustado após este incidente. O rival Firefly conseguiu pousar com sucesso na superfície lunar em 2 de março de 2025.]

"A ideia de pousar na Lua não é algo novo para a Intuitive Machines", disse o presidente e CEO Steve Altemus à DCD. "O grupo principal que iniciou a Intuitive Machines em 2013 fazia parte dos programas de Voos Espaciais Tripulados e Tecnologia Avançada da NASA, incluindo o Projeto Morpheus".

O Projeto Morpheus foi um protótipo de módulo lunar autônomo que a NASA desenvolveu em 2010, usando um projeto de motor de metano líquido e oxigênio líquido. A Intuitive levou a pesquisa adiante.

"Aplicamos as décadas de experiência com voos espaciais tripulados da NASA, o Projeto Morpheus e as missões lunares comerciais e governamentais que não conseguiram um pouso suave", disse Altemus. "Todas essas coisas contribuem para a probabilidade de sucesso em nossa primeira missão".

A contribuição da Lonestar para essa missão inicial será simplesmente no domínio do software, com base em um teste de dezembro de 2021 na Estação Espacial Internacional (ISS) com a Canonical e a Redwire.

"Colocamos o primeiro data center definido por software do mundo na estação espacial e ele funcionou bem em um computador de 10 anos executando o Windows 10", disse Stott com orgulho.

A empresa transmitirá a Declaração de Independência dos EUA ao módulo de pouso três vezes, uma para cada etapa da viagem - uma vez enquanto estiver em trânsito, uma vez enquanto estiver em órbita e uma vez após o pouso. Em seguida, enviará uma cópia da Lua para a Terra.

Ele também viajará pré-carregado com a Carta Magna e dados para o Estado da Flórida. [Esses testes foram todos realizados com sucesso antes da morte do módulo de pouso.]

Mas é no segundo módulo de pouso IM que a Lonestar planeja pousar com um data center próprio dedicado.

O primeiro data center na Lua

O data center que suscitou esse artigo não é grande. Na Terra, não seria considerado um data center real - mas, aqui em cima, representa um pequeno passo para um futuro potencialmente muito maior.

O primeiro data center da Lua é capaz de armazenar 8 TB em SSDs [Phison] e possui um único FPGA Microchip PolaFire SoC, executando Ubuntu e Yocto. A Skycorp, parceira da Lonestar, construiu o hardware e testou equipamentos semelhantes na ISS, separadamente do teste do software Lonestar.

"O que a Skycorp conseguiu fazer e provar na ISS é que nosso hardware se degrada aproximadamente na mesma taxa que na Terra", disse o CEO da empresa e general aposentado da Força Aérea Steve Kwast.

Esta pequena implementação no Polo Sul lunar sobreviverá em um envelope de energia proporcionalmente pequeno. O módulo de pouso Nova-C gera cerca de 200W em todas as cargas úteis durante o trânsito e na superfície lunar, usando uma mistura de energia solar e baterias.

O data center lunar também terá conectividade limitada, com "100 kilobits para todo o uplink da missão", disse Stott. "Isso é para enviarmos comandos para a carga útil do nosso data center".

Enviando dados de volta da Lua, "obtemos um uplink de megabit por segundo em determinados momentos do dia", disse ele. "Temos um gigabyte no total para a missão".

Alguns kilobytes dessa ração de dados serão usados para enviar este artigo de volta à Terra.

A Intuitive Machines planeja implementar cinco satélites de retransmissão de dados para fornecer maior conectividade para missões futuras, mas a Lonestar espera ter superado os módulos de pouso da Intuitive até lá.

Por enquanto, o data center é apenas essa pequena implementação, envolta em um shell impresso em 3D criado pela empresa de design Big.

[Em 6 de março, o módulo de pouso Athena do IM-2 pousou com sucesso na superfície lunar, mas novamente caiu de lado, causando um fim prematuro das missões. Este artigo foi transmitido para casa da órbita da Terra, trânsito lunar e órbita lunar, com esta versão do matéria enviada da órbita da Lua. A matéria não foi capaz de deixar o módulo de pouso na própria Lua. O artigo está, no entanto, na superfície lunar.]

[A missão Lonestar conseguiu operar na Lua, como a única carga útil que foi capaz de funcionar, com a equipe conseguindo fazer upload de dados para o sistema e recuperar a telemetria.]

Uma nota rápida para futuros exploradores lunares: se você olhar de perto, verá que a concha é ondulada e projeta uma sombra.

Quando a luz o atingir na manhã lunar, você verá o rosto de um homem - o brigadeiro-general Charles Duke, astronauta aposentado da NASA, Apollo 16 Moonwalker e CapCom da Apollo 11.

Quando os raios do sol da tarde o enfeitarem, você verá o rosto de uma mulher - Nicole Stott, astronauta aposentada da NASA e esposa de Chris Stott.

"Eu não poderia pensar em um par mais perfeito para representar passado, presente e futuro", disse o CEO da Lonestar.

Adeus Lua

Esse data center está morrendo. Em breve, ele será permanentemente desligado e esse artigo permanecerá congelado em estado sólido até que a radiação e o frio o eliminem da existência nos próximos anos.

Mas tudo bem. Isso era esperado. O módulo de pouso foi construído para durar apenas 21 dias terrestres - sete em trânsito e um dia lunar na superfície (ou seja, 14 dias terrestres). Na longa noite lunar que se aproxima, não haverá mais energia para seus painéis solares, e o frio matará seus sistemas críticos. [Com o módulo de pouso caindo, essa morte veio mais rápido.]

Os data centers futuros, caso venham, serão mais permanentes, disse Stott.

Isso significa desenvolver instalações capazes de suportar as duras realidades da Lua.

Sobrevivendo à noite lunar

Na superfície, as condições são implacáveis.

"Você vai pousar em uma das partes mais frias, mas não é a parte mais fria", disse o cientista lunar Dr. Charles Shearer. "Essas são as regiões permanentemente sombreadas, que estão -250 ° C".

O IM-2 será submetido apenas a -130 ° C, ponto em que a missão terá terminado. Durante a missão, as condições serão mais amenas - enfrentará temperaturas de 60 ° C), muito mais baixas do que os 120 ° C que podem ser encontrados mais ao norte.

Com o módulo de pouso originalmente planejado para pousar mais perto do equador, antes que a NASA o movesse, Stott disse que o data center foi construído para lidar com temperaturas externas de 250 ° C.

Dependendo de onde você pousa, você enfrenta desafios diferentes. "Os locais de pouso equatorial são menos suscetíveis a efeitos locais de iluminação e sombra", disse o Dr. Tim Crain, CTO e cofundador da Intuitive.

"Nos polos, uma ligeira variação no terreno local pode fornecer sombreamento profundo no local de pouso que nossos modelos podem não prever. Os locais de pouso equatorial estão sujeitos a picos extremos de aquecimento com iluminação solar 'aérea' e iluminação de superfície refletida”.

Há uma pequena camada de gases ao redor da Lua conhecida como exosfera, que não pode reter muito calor. Ao contrário da nossa atmosfera, que ajuda a manter um nível de temperatura durante o dia e a noite, a oscilação na temperatura é repentina e severa - algo para o qual os projetos de longo prazo terão que se preparar.

Há também a radiação.

"Parte disso é relativamente baixa energia e bastante constante, e isso é apenas as partículas do vento solar", disse Shearer. "Qualquer material na superfície da Lua será influenciado por isso".

Ocasionalmente, há erupções solares, que podem ser realmente prejudiciais para os seres humanos e eletrônicos - é muito mortal ", disse ele.

"E então, no que diz respeito à sua missão, existem micrometeoritos que impactam objetos feitos pelo homem na superfície. As chances de eles atingirem alguma estrutura ou instalação podem ser da ordem de uma ou duas por ano.

Eles são minúsculos e provavelmente causarão apenas pequenos danos à superfície. Meteoritos maiores são possíveis (basta olhar para as crateras da Lua), embora menos comuns.

O maior risco não é de rochas maiores desmoronarem, mas sim de algo muito menor: poeira lunar. "A superfície lunar é revestida com o que é chamado de regolito - eu estava realmente olhando para alguns ontem - e pode ter de 45 a 100 mícrons, então é um grão muito fino", disse Shearer. "Pode ser bastante vítreo e muito, muito afiado, então pode desgastar as coisas muito rapidamente".

Para piorar a situação, o regolito também tem "uma baixa condutividade elétrica e, portanto, acumula cargas. Pode ser prejudicial se você tiver uma placa de circuito que receba poeira".

Torres na Lua

Em áreas de sombra, que incluem crateras potencialmente ricas em recursos (também conhecidas como armadilhas frias), será muito escuro para os landers. Mas há aqueles aqui que ainda estão tentando pegar o sol.

"Em certas áreas da superfície, você está faminto de energia", disse Matthew Mahlin, pesquisador da Divisão de Mecânica e Conceitos Estruturais da NASA.

Sua equipe está trabalhando em uma solução potencial: a Torre Lunar Alta. Essencialmente, a ideia é que torres montadas de forma autônoma se estendam por mais de 50 metros no céu lunar escuro. Do topo, os painéis solares se desenrolarão, captando raios que, de outra forma, seriam perdidos.

Mahlin analisou o 'Connecting Ridge', próximo à cratera Shackleton, que é uma potencial região de pouso do Artemis III. Se os painéis solares fossem colocados no nível do solo, eles produziriam apenas alguns dias terrestres de luz a cada ciclo lunar. "A 30-50 metros, você vê isso subir significativamente", disse ele.

A altura também traz os painéis solares acima da camada de partículas de poeira da Lua, pelo menos de acordo com a pesquisa atual. "Exatamente o quão alto eles vão é algo que precisa de mais estudos", disse Mahlin, "mas a maioria das pesquisas mostra que a densidade das partículas não é muito alta depois de alguns metros". As torres devem operar por pelo menos 10 a 15 anos.

Cada torre é projetada para fornecer 50-100kW, que é o que é necessário para a carga lunar esperada. "Estamos pressionando pela infraestrutura fixa que pode criar a capacidade de geração de energia para suportar coisas como data centers ou um acampamento base lunar", disse Mahlin.

"Da mesma forma, eles poderiam ser usados para qualquer processo industrial na Lua, como refinar o regolito lunar ou capturar os voláteis nessas armadilhas frias nas regiões permanentemente sombreadas da Lua".

Com cerca de 100 kg, essas torres são muito mais leves e baratas para chegar ao espaço do que as baterias. Eles também oferecem uma oportunidade para uso duplo.

"Acho que colocar uma carga útil de comunicação neles será uma das primeiras coisas que faremos", disse Mahlin. "Tivemos muito interesse - é como colocar um satélite no topo de uma vara, pode ser independente lá em cima”.

O poder é apenas uma parte do desafio da Lua. Há também a questão do calor, considerando as temperaturas noturnas em queda.

Aquecedor de inverno nuclear

A startup Zeno Power tem sua própria tecnologia de uso duplo que espera oferecer energia e calor: baterias nucleares.

"Historicamente, a NASA sempre usou um isótopo chamado plutônio-238, que é um isótopo fantástico, mas um isótopo que precisa ser desenvolvido especificamente para esses usos. Isso significa que não há o suficiente para atender à crescente demanda por energia na superfície lunar", explicou o CEO Tyler Bernstein.

Em vez disso, a Zeno Power voltou-se para o estrôncio-90 muito mais disponível, essencialmente um resíduo nuclear com meia-vida de 28 anos, para seus sistemas de energia de radioisótopos.

"Com a missão Intuitive, eles pretendem que o módulo de pouso sobreviva por 14 dias durante o dia lunar e depois congele até a morte durante a noite de inverno", disse Bernstein. "Portanto, a NASA está pagando 77 milhões de dólares (419 milhões de reais), além das cargas úteis comerciais [como a Lonestar], para que ele dure 14 dias".

"O que podemos fazer é fornecer calor e energia que permitam que essas cargas úteis não apenas sobrevivam, mas operem durante a noite lunar, aumentando a vida útil desses módulos de pouso e cargas úteis de 14 dias para mais de cinco anos".

Embora o Sistema de Energia de Radioisótopos seja comparativamente pesado, Bernstein acredita que a vida útil prolongada que ele dá a uma missão faz com que valha a pena.

Por enquanto, os dispositivos são relativamente de baixo consumo de energia. "Estamos olhando para watts", disse Bernstein. "No momento, não estamos no ponto de alimentar grandes data centers. Nossa ambição é chegar à escala de quilowatts da eletricidade, mas não aos megawatts”.

Além disso, grandes reatores nucleares fazem mais sentido. O programa Fission Surface Power da NASA se uniu ao Departamento de Energia para testar um sistema de classe de 10kW para operar na Lua até o final da década de 2020, com o objetivo de atingir megawatts.

Juntamente com a energia, tanto os reatores quanto os sistemas de isótopos em decaimento, como o da Zeno Power, oferecem o benefício do calor. "Sim, a eletrônica quer eletricidade para operar", disse Bernstein. "Mas, mais importante, eles querem se manter aquecidos, para não morrerem congelados”.

"O módulo de pouso da Índia durou apenas 14 dias - o que o matou foi a falta de calor. Você pode usar eletricidade para gerar calor, ou você pode simplesmente usar material nuclear que está naturalmente se decompondo e produzindo”.

Indo para o subsolo

A longo prazo, a Lonestar espera evitar muitos dos desafios colocados na superfície, aninhando-se com segurança em tubos de lava lunar, cavernas subterrâneas gigantes formadas durante a erupção de fluxos de lava basáltica.

"Queremos descer nesses tubos de lava", disse Stott. "É um lugar perfeito para colocar baterias também".

Um dos tubos que a empresa está avaliando tem 93 quilômetros de comprimento, 80 metros de profundidade e um quilômetro de largura. "Você poderia colocar três Manhattans lá", disse ele.

O Prof. Dr. Andreas Nüchter, da Universidade de Würzburg, também vê a segurança abaixo: "Eu sempre digo que os primeiros humanos na Terra também viviam em cavernas, antes que a tecnologia avançasse para que não precisássemos”.

"A ideia é usar esses tubos de lava para fornecer abrigo de todas as coisas más que estão lá fora - a radiação é bloqueada até certo ponto e as temperaturas são um microclima".

Ainda há muito a aprender sobre a estrutura desses tubos, e vários esforços de pesquisa planejam se aventurar na escuridão desconhecida. "Se você está entrando em uma estrutura natural, ainda há um medo de não ter ideia de qual é sua estabilidade", disse Shearer.

Nüchter, professor de robótica, fez parte do projeto DAEDALUS da Agência Espacial Europeia (ESA) - que avaliou a possibilidade de baixar um robô esférico de um guindaste para as profundezas do tubo.

"Chegamos à conclusão de que era tecnicamente viável", disse Nüchter. "Propusemos que ele tivesse câmeras e sensores LiDAR para ver o máximo possível. Todo mundo ficaria muito feliz se visse rochas cobertas de gelo”.

O LiDAR proposto pela equipe usaria frequências diferentes, cada uma das quais reage de maneira diferente aos materiais com base em suas propriedades de refletividade. "Se, digamos, a pedra estiver coberta de água, você poderá detectar isso", explicou ele. "Porque se você usar uma luz infravermelha que é absorvida pela água, não receberá nada em troca. Mas se você usar uma luz verde, ela tem pouca dificuldade em penetrar”.

A combinação dos dados das diferentes frequências permitiria aos pesquisadores construir um mapa não apenas da forma do tubo de lava, mas de suas propriedades.

Um projeto de acompanhamento, cofinanciado pela ESA, está atualmente em andamento para ver se seria possível adicionar atuadores lineares semelhantes a bastões para permitir que o robô se mova.

O sistema potencialmente deixaria para trás repetidores de sinal e até estações de carregamento, permitindo que ele viajasse mais fundo nos vastos túneis.

A NASA está considerando sua própria expedição de tubos de lava lunar com robôs, mas ambos os projetos permanecem a anos de distância.

Mais imediatamente, esse artigo tem um companheiro de viagem curioso no módulo de pouso IM-2: Micro-Nova, um pequeno robô cubóide que planeja voar para a abertura de um tubo de lava e tirar fotos do que vê.

"Você pode imaginar voar para uma caverna ou cratera na Lua com uma câmera, relatar esses dados de volta à Terra e dizer: 'aqui está o que é o interior da Lua?' Esses insights são o que estamos construindo com o Micro-Nova", disse o Dr. Crain, da Intuitive.

"O Micro-Nova é essencialmente um drone que tem sua própria propulsão, seus próprios sensores de navegação que podem se desprender do Nova-C e voar em uma espécie de arco de salto, que é ideal para o combustível se precisar atingir a distância máxima do módulo de pouso. Ele também pode voar em trajetórias de altitude fixa muito prescritas para a coleta de dados científicos com uma referência comum”.

[Mais uma vez, o Micro-Nova tornou-se interoperável pelo pouso defeituoso.]

O céu não é o limite

Juntamente com seus planos de ir para o subsolo, a Lonestar espera implementar algumas instalações para orbitar a Lua até 2026.

Seus satélites em órbita lunar terão armazenamento em petabytes, além de fornecer uma opção de conectividade para instalações lunares. "Esperamos que os orbitadores durem pelo menos cinco a sete anos", disse Stott. "Se fizermos bem, deve ser de sete a dez".

Ele vê os satélites como um trampolim para a superfície, pois são muito mais fáceis de implementar sem a necessidade de um módulo de pouso ou ajuda governamental. "Podemos seguir nossa própria programação, não estamos esperando pela NASA e podemos superar o ciclo dia-noite."

Isso, é claro, levanta a questão: por que não ficar no espaço? Por que passar por todos os problemas adicionais de pousar na superfície? A resposta, disse Stott, é escala. O subsolo é onde ele, um dia, espera operar grandes data centers com capacidade de armazenamento significativa.

"Eles também serão perpétuos, porque poderemos subir e trocar equipamentos antigos se eles quebrarem", disse ele. "Podemos usar robôs para fazer isso."

A empresa não é a única a ver a extensão fria do espaço como um terreno fértil para uma revolução da computação.

"Não planejamos substituir o data center terrestre, mas complementá-lo com computação Edge no espaço", disse Koichiro Matsufuji, co-CEO da Space Compass, um esforço conjunto da operadora de satélites SKY Perfect JSAT e da gigante de infraestrutura digital NTT.

A empresa planeja lançar satélites de retransmissão de dados ópticos de órbita geoestacionária (GEO) a partir de 2025 e Edge a partir de 2026. "Ainda estamos estudando que tipo de capacidade de computação Edge podemos fornecer", disse Matsufuji.

Para a primeira fase, o poder será novamente limitado. "Provavelmente existem dezenas de watts de energia disponíveis para a computação, mas no futuro planejamos expandir a capacidade à medida que aumentamos o volume de satélites", disse ele.

A empresa vê esses satélites menos como uma forma de processar aplicações terrestres e mais como um ponto de passagem para outros satélites. Os satélites de observação da Terra, por exemplo, podem enviar dados para o espaço Edge para que imagens desnecessárias de nuvens sejam filtradas.

"Não é apenas o processamento, mas também a capacidade de download de baixa latência", disse Matsufuji, com os satélites usando conexão dupla óptica e RF com velocidades propostas de até 20 Gbps. "Essa combinação pode fornecer um valor muito significativo, achamos que cerca de 50 milhões de dólares (272 milhões de reais) por ano".

Separadamente, o Space Compass faz parte de um projeto liderado pela Mitsui & Co. para estudar o que deve ser feito no sucessor do Módulo Experimental Japonês da ISS. A Space Compass analisará o potencial de comunicação óptica, bem como a implementação de um data center dentro da nova estação.

Ainda é cedo, mas Matsufuji observou que o projeto é diferente do serviço de computação por satélite GEO "porque a ISS tem mais espaço para acomodar grandes computadores".

O sonho entre as estrelas

O objetivo da Lonestar é implementar data centers em órbita ao redor da Lua, em sua superfície e sob o solo. Stott tem uma visão de quão grande isso poderia crescer que alguns chamariam de ambiciosa, mas outros veriam como um caso de loucura lunar.

"Do exabyte por dia que a humanidade cria, 63% são regulados", afirmou Stott. "Esse é o nosso mercado; continuaremos expandindo e expandindo porque nunca poderemos atender à demanda".

A ideia de pilhas de dados imutáveis capazes de atender à regulamentação terrestre pode atrair inúmeras empresas dispostas a pagar o prêmio. À medida que as unidades na Lua envelhecem e os dados críticos para os negócios são transferidos para SSDs mais novos e densos, Stott espera oferecer aos consumidores armazenamento mais barato nos equipamentos mais antigos, por meio de uma nova linha de negócios chamada 'Selene'.

"Por que não o armazenamos em outro lugar, por precaução?" ele disse. "Por causa do programa espacial, podemos fazê-lo de uma maneira econômica - eu sei que parece estranho, mas por que não? Os dados podem estar fora do planeta, mas dentro do país".

A empresa está no meio de garantir outra rodada de investimentos. Não é provável que arrecade dinheiro suficiente para executar um programa espacial independente, mas tudo bem. Não precisa fazer isso sozinho.

"Estamos construindo 60 anos de investimento em exploração espacial e no Vale do Silício, e estamos construindo uma equipe formada pelo melhor das indústrias de data centers e satélites", disse Stott. "Tudo para lançar uma indústria totalmente nova - criando uma solução revolucionária para um problema global de dados."

A chave para qualquer chance de sucesso é o declínio contínuo no custo de levar matéria ao espaço. O CTO intuitivo, Dr. Crain, explicou: "O custo reduzido dos lançamentos espaciais possibilita uma grande quantidade de comércio espacial porque o investimento de capital necessário do lançamento é menos uma barreira à inovação e a novas abordagens para fornecer serviços e desenvolvimento espacial".

Custou cerca de 54.500 dólares (296.870 reais) para lançar um quilo na órbita terrestre baixa (LEO) no ônibus espacial da NASA, antes de seu cancelamento em 2011. O Falcon 9 da SpaceX, que começou a fornecer a ISS em 2012, reduziu para cerca de 1.500-2.500 dólares (8.170 – 13.610 reais). Se seu mega-foguete Starship for bem-sucedido, isso pode cair para 100 dólares (544 reais).

Isso é um grande se. A empresa de foguetes de Elon Musk fez milagres no passado, mas desenvolver o foguete mais poderoso do mundo provou ser um desafio. Até agora, os testes terminaram de forma explosiva e é difícil fornecer um cronograma confiável para quando os lançamentos comerciais começarão - e com que rapidez os preços cairão. [Desde então, a Starship alcançou vários marcos, mas ainda está explodindo. Seu último teste falhou este mês, explodindo na plataforma de lançamento.]

"Temos uma carta de intenções da SpaceX para o uso de naves estelares para levar 100.000 quilos todas as vezes, para que possamos chegar ao nível de exabyte e yottabyte", disse Stott. É uma afirmação ousada, com um yottabyte de armazenamento representando mais do que o que está atualmente na Terra.

Juntamente com os avanços dos foguetes, a Lonestar exigirá saltos significativos na tecnologia de robótica lunar. "Conversamos com a Astrobotic sobre o aluguel de seus equipamentos", disse ele. "Você tem a NASA, a ESA, a Agência Espacial Japonesa e os canadenses já pagando pessoas para construir os robôs. Eles estão vindo".

A onda que se aproxima

A Lonestar pode se juntar a outros data centers na Lua na próxima década.

Uma patente de 2021 do Instituto de Engenharia de Sistemas Aeroespaciais de Xangai apresenta uma ideia para um data center lunar "embebido em óleo condutor de calor isolante". A Shanghai Aerospace foi responsável pelo desenvolvimento do rover Chang'e 3 (de 2013-15), bem como outras tecnologias lunares.

A China tem sido, de longe, o explorador lunar mais bem-sucedido da corrida espacial moderna.

A Chang'e 4 de 2019 foi a primeira sonda do mundo a pousar suavemente no outro lado da Lua, com dados transmitidos de volta através do satélite de retransmissão de comunicação Queqiao. Um ano depois, a Chang'e 5 coletou e devolveu com sucesso amostras lunares. Chang'e 6 planeja fazer o mesmo, mas dessa vez do outro lado da Lua, em 2024.

"Entendemos que eles estão indo para seus clientes do One Belt One Road dizendo 'o mundo está prestes a ficar muito horrível, vamos armazenar seus dados para você na Lua'", afirmou Stott. "É uma estranha confirmação de mercado do nosso negócio".

A agência espacial italiana ASI, por sua vez, contratou a Thales Alenia Space para estudar a viabilidade de um data center lunar - mas isso se destina a ser uma matéria para servir missões lunares tripuladas e não tripuladas do futuro, em vez de armazenamento remoto para organizações baseadas na Terra.

"Confiar em recursos computacionais baseados na Terra simplesmente não é aceitável", disse Eleonora Zeminiani, chefe da divisão de Novas Iniciativas de Exploração Humana da empresa aeroespacial, à DCD em 2021.

"As comunicações com a Terra estão sujeitas a uma latência [perceptível], uma ordem de magnitude maior do que consideramos aceitável para os padrões VoIP atuais e duas ordens de magnitude maior do que o padrão desejado para aplicativos de baixa latência, como máquinas virtuais e armazenamento em rede", disse ela.

Outra patente, não relatada anteriormente, sugere a possibilidade de um concorrente de escala considerável: a Amazon. Em 2018, a gigante da nuvem silenciosamente registrou uma patente para uma rede de entrega de conteúdo (CDN) baseada em satélite em um ambiente extraterrestre.

Os diagramas mostram "um data center espacial na Lua" conectando-se a uma rede mais ampla. Desde então, a Amazon começou a lançar satélites que fornecem Internet por meio do Projeto Kuiper, que pode eventualmente crescer para uma constelação de 3.236 satélites em LEO.

Atualmente, eles não têm muita computação ou armazenamento integrado e estão focados principalmente na conectividade.

[A empresa espacial Blue Origin, do fundador da Amazon, Jeff Bezos, também planeja um data center espacial, enquanto o bilionário rival Eric Schmidt disse que comprou a empresa de foguetes Relativity Space para data centers orbitais.]

Conectando nosso maior satélite

A conectividade também está começando a chegar à superfície lunar.

Além de transportar este data center e nossa história, a missão IM-2 testará a primeira rede de comunicações móveis da Lua, fornecida pela Nokia no âmbito do programa Tipping Point da NASA.

Ao mesmo tempo em que essa matéria está sendo transmitido de volta para a Terra, um pequeno rover terá começado a deixar o módulo de pouso. Ele demonstrará a implementação lunar 4G da Nokia - uma rede que também atenderá ao funil Micro-Nova que conhecemos anteriormente. [A missão detalhada aqui não aconteceu, embora tenha conseguido enviar alguns dados da superfície lunar antes de morrer.]

"A missão terá essencialmente dois caminhos de condução", disse o vice-presidente e chefe do projeto da Nokia Bell Labs, Thierry Klein. "Primeiro, o rover vai circular ao redor do módulo de pouso em um raio de aproximadamente 300 metros, e isso é apenas para obter boas medições de cobertura”.

"Depois disso, partiremos em direção ao cume de Shackleton por cerca de dois quilômetros".

O sinal pode ir mais longe, com testes estimando cerca de 4,5 km. Mas, com o rover Lunar Outpost tendo que parar e recarregar ocasionalmente, isso é o máximo que se espera que o robô viaje antes que a escuridão chegue. Durante sua breve vida, o rover e o funil enviarão imagens da Lua, transmitidas por uma rede 4G e depois voltarão para casa.

O projeto foi testado pela primeira vez em uma instalação no Colorado, cujo terreno vulcânico é um pouco semelhante à superfície da Lua, e o teste de curto alcance mostrou velocidades "ao norte de 75-80 megabits por segundo". Isso cai à medida que o rover se afasta, mas ainda é significativamente maior do que o link Lua-Terra que compartilha com o Lonestar no módulo de pouso.

A Nokia também submeteu o sistema a 25 testes de choque, vibração, aceleração, temperatura, umidade, vácuo, radiação e muito mais. "Fizemos algumas modificações, mas elas foram relativamente pequenas - saímos muito bem no primeiro ciclo", disse Klein.

A implementação da empresa de telecomunicações foi, no entanto, construída apenas para a missão em questão. Ele sofrerá o mesmo destino quando a noite chegar, então não foi projetado com essas condições em mente. "Isso é o que estamos estudando agora", disse Klein. "Ainda há muito trabalho que precisa ser feito para sobreviver à noite, especialmente o endurecimento da radiação. O equipamento do programa Tipping Point não é o que você implementaria para uma missão de cinco anos".

Uma grande questão é onde essas antenas 4G e 5G viveriam na Lua. "Se isso for montado do lado de fora de uma torre, precisaremos cuidar dos fatores térmicos, mas se for montado dentro ou em um gabinete controlado termicamente, não o faremos".

Klein está confiante, no entanto, de que uma solução é alcançável: "Do ponto de vista da comunicação, não estamos tão preocupados, estamos conversando com os fornecedores de chips sobre o endurecimento da radiação agora".

No ano passado, juntamente com este projeto imediato, "a Nokia tem se concentrado bastante nas capacidades de longo prazo das tecnologias celulares lunares e em como elas se encaixam nas arquiteturas que eles podem estar pensando para o programa Artemis".

Esse e projetos futuros devem alimentar o LunaNet, o plano da NASA para desenvolver uma rede de redes cooperativas semelhantes à Internet terrestre.

Esforços anteriores para enviar módulos de pouso e rovers à Lua trataram cada missão como um evento independente, com cada sistema exigindo sua própria conexão direta de volta à Terra. Isso requer equipamentos pesados, caros e famintos por energia em todos os sistemas - e uma linha de visão direta para a Terra.

David Israel, arquiteto da divisão de projetos de exploração e comunicações espaciais da NASA, espera mudar tudo isso com o LunaNet. A ideia é criar uma estrutura unificada que os governos e a indústria possam compartilhar, para que torres de telecomunicações como a da Nokia possam se conectar a satélites, estações terrestres, lasers e tudo mais.

"Quando você viaja para uma cidade onde nunca esteve antes, seu telefone sabe que horas são, onde você está e pode acessar todas as informações do mundo", disse Israel. "Há vários aplicativos em execução e todas essas conexões de dados diferentes para lugares diferentes, tudo acontecendo ao mesmo tempo".

Isso é algo que tomamos como certo na Terra, mas atualmente está faltando na superfície lunar, pois não há uma estrutura acordada para que todos conversem uns com os outros.

A LunaNet conta com a Delay-Tolerant Networking (DTN), um protocolo de armazenamento e encaminhamento para lidar com o fato de que os nós de conexão podem estar movendo satélites e podem entrar e sair da existência.

"A questão interessante aqui é distinguir entre a comunicação local da superfície lunar e a comunicação de volta à Terra", disse Vint Cerf, um dos desenvolvedores da DTN e um dos criadores da Internet, à DCD em 2021.

"Se as instalações que precisam se comunicar com a Terra estão no lado da Lua que está voltado para nós o tempo todo, você quase não precisa de uma capacidade de retransmissão, exceto localmente", disse ele. "Se for do outro lado, é outra história. Agora precisamos de espaçonaves em órbita para captar um sinal e segurá-lo e depois transmitir quando voltar para o outro lado, onde pode ver a Terra”.

Ele acrescentou: "As duas coisas que impulsionam meu interesse na LunaNet são as configurações em que acabamos com algo do lado em que não podemos usar a comunicação direta com a Terra. E o outro pode ser a comunicação local, onde os sinais de rádio são obscurecidos”.

Israel concordou, observando que qualquer rede exigirá computação e armazenamento locais para ser um sucesso. "Mesmo no lado voltado para a Terra, pode haver restrições de largura de banda ao lado das de latência", disse ele.

"Se houver uma rede na Lua que tenha uma velocidade e conectividade mais altas, você não teria essas limitações de largura de banda - e é aí que ter algum tipo de poder de computação na Lua começaria a ter benefícios".

Após anos de negociações e trabalho, a LunaNet finalmente chegou à fase de aquisição. Quando esse artigo estiver no ar, os parceiros do setor provavelmente terão sido escolhidos e os contratos estarão em vigor. [A aquisição ainda está em andamento.]

A ESA também contribui para a LunaNet por meio de seu programa Project Moonlight. "Isso é significativo", disse Israel, "tanto a Moonlight quanto a LunaNet estão usando as mesmas especificações de interoperabilidade em suas aquisições - a ideia é que nenhuma empresa ou agência tenha que fornecer toda a infraestrutura de comunicação e navegação para as coisas na Lua".

O Projeto Moonlight é o próprio esforço da Europa para iniciar o processo de digitalização da Lua.

"O Moonlight consiste em duas etapas", disse Bernhard Hufenbach, chefe do escritório de planejamento estratégico da ESA na Diretoria de Voos e Operações Espaciais Tripuladas. "O primeiro é o Lunar Pathfinder, esse é um projeto em andamento, onde tentamos colocar em prática uma espaçonave de retransmissão de dados".

Essa nave, construída pela Surrey Satellite Technology, "tem uma baixa taxa de dados, pois transmitiremos principalmente dados científicos de volta para nós", disse ele. Planejado para 2026, os dados não serão enviados em tempo real e dependerão de protocolos de armazenamento e encaminhamento.

"E então, com base nessa experiência, estamos planejando construir um serviço mais significativo, que inclui comunicação de alta taxa de dados, incluindo comunicação potencialmente em tempo real", disse Hufenbach. "Ele também fornecerá um serviço de navegação, que ajuda o ativo na Lua a obter o sinal de tempo e posicionamento", semelhante ao GPS e ao Galileo na Terra.

Pronto até 2028, no mínimo, espera-se que esse segundo estágio ajude a suportar uma variedade de aplicações lunares. Ele não apenas se conectará a sistemas no outro lado da Lua, mas também reduzirá o custo daqueles no lado mais próximo - seus sinais só terão que chegar aos satélites, e não até a Terra.

"O preço do serviço deve ser tal que se torne economicamente mais atraente passar pelo revezamento", disse Hufenbach. "Além disso, você pode precisar de antenas e transmissores menos potentes, que são mais baratos e usam menos energia”.

Até agora, todas as missões lunares operaram sem um sistema de navegação semelhante ao GPS - possivelmente em seu detrimento. "Muitas das falhas recentes do módulo de pouso provavelmente poderiam ter sido evitadas se esse sistema estivesse disponível. É uma mudança de paradigma”.

Mesmo depois de estar ativo, provavelmente levará um tempo para os exploradores lunares - robóticos e humanos - confiarem totalmente no sistema de posicionamento, navegação e cronometragem (PNT), então eles provavelmente ainda viajarão com todo o excesso de orientação e conectividade local por mais alguns anos.

"A primeira geração deste novo sistema ainda verá atividades de exploração lunar muito tradicionais", disse Hufenbach. Depois disso, ele espera, a demanda se expandirá com implantações lunares mais permanentes.

Isso, é claro, exigirá data centers. "Se você tem uma infraestrutura científica futura criando grandes quantidades de dados, como radiotelescópios, por exemplo, faria sentido que houvesse centros de dados na Lua", disse ele. "O mesmo vale para as bases humanas, você também pode fazer algum processamento na Lua".

Hufenbach acrescentou: "Acredito que os data centers na Lua podem ser um dos interesses mais voltados para a indústria. Seria interessante ter um serviço de dados seguro lá".

Uma colônia lunar

Além da conectividade, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) espera promover uma gama mais ampla de infraestrutura e aplicações comerciais na Lua.

Por meio de seu programa LunA-10 lançado recentemente, a DARPA está trabalhando com parceiros da indústria (incluindo a equipe de Klein na Nokia) para entender o que é necessário para construir uma comunidade na Lua.

"A esperança é que, à medida que iniciamos essa economia comercial, possamos começar a pensar em toda a ideia de interoperabilidade - eu construo energia, você constrói comunicações", disse o gerente de programa da DARPA, Dr. Michael 'Orbit' Nayak (Maj, USAF). "E vamos fazê-los trabalhar juntos".

Em uma função anterior, a Orbit foi implantada no Pólo Sul da Terra. "Um dia, tive que cavar um monte de buracos de um metro e oitenta na neve", lembrou ele. "E isso parece muito bobo, mas estávamos procurando uma linha de energia que fosse a chave para o meu experimento".

Ele mencionou o desafio para outros na Estação do Pólo Sul que representavam diferentes nações. "Todos eles se uniram para ajudar - o ambiente nos uniu em diferentes países, há muito esse ambiente internacional de colaboração".

LunA-10 está centrado em trazer essa colaboração para a Lua. "Nosso objetivo é definir uma estrutura em que haja muitos serviços na Lua, e eu não preciso trazer tudo o que preciso para sobreviver comigo, posso simplesmente me conectar a isso".

O projeto, que estará quase concluído no momento em que você ler isso, analisará os riscos apresentados ao tentar desenvolver uma comunidade lunar e como resolvê-los nos próximos dez anos.

Vários setores diferentes serão avaliados, incluindo energia, comunicações e posicionamento. Isso significa olhar para os data centers na Lua e quanta computação deve ser local ou apenas movida de volta para a Terra. "Ainda não sei a resposta para essa pergunta", disse Orbit. "Acho que ninguém faz. Isso é realmente o que espero obter deste estudo”.

Outra incógnita que a DARPA espera responder é se é possível projetar um único sistema de laser que possa fornecer feixe de energia óptica, comunicações a laser e PNT sobre comunicações ópticas, tudo ao mesmo tempo.

"Acho que é bastante viável do ponto de vista da tecnologia", disse Orbit. "O que eu não sei é se é viável em um horizonte de 10 anos".

Depois de descobrir o que é provavelmente possível, a DARPA ajudará a pesquisar e financiar os principais componentes e missões que permitirão que as comunidades lunares floresçam.

A esposa de Chris Stott, Nicole, passou cerca de 103 dias no espaço em duas missões. A segunda durou apenas duas semanas. "Simplesmente não foi longo o suficiente, eles tiveram que puxar minhas mãos para fora da escotilha para me levar de volta ao ônibus para voltar para casa - é um lugar tão especial", disse ela.

Mas, acrescentou Nicole, "embora o lado da aventura do espaço seja incrível - eu recomendo, não me interpretem mal - o fato mais importante é que tudo o que estamos fazendo lá, seja a tecnologia, o hardware, as pessoas, os relacionamentos ou toda essa ciência, em última análise, é sobre melhorar a vida na Terra”.

"Acho que as coisas que poderíamos fazer no espaço que ainda não fizemos poderiam resolver alguns dos maiores desafios que temos".

Toda a infraestrutura proposta contribuirá para o programa Artemis mais amplo da NASA, que visa pousar astronautas na Lua não antes de 2025 ou 2026 e, eventualmente, construir uma base lunar duradoura. [Artemis está atrasado e seu futuro sob o presidente Trump não está claro. O ex-braço direito Elon Musk chamou a Lua de "distração" e pediu que a NASA fosse direto para Marte. A NASA enfrenta cortes dramáticos que podem fazer com que ela tenha dificuldades para funcionar.]

Para Shearer, que descreveu anteriormente muitos dos desafios complexos e brutais da vida na superfície lunar, os problemas não são intransponíveis. "Trabalho com a NASA há muitos, muitos anos - e este é o mais otimista que já estive em termos de colocar humanos na Lua e desenvolver uma economia espacial".

Só o tempo dirá que forma exatamente essa economia tomará. "Isso significa que haverá minas de gelo na Cratera Shoemaker ou na Cratera Shackleton, e que o Pólo Sul da Lua se tornará o centro de uma civilização multiplanetária florescente?" colocou Oliver Morton, autor de The Moon: A History for the Future. "Não, eu não acho que isso necessariamente ocorrerá".

Ele observou que o ambiente é um pouco semelhante ao da Antártida, "e embora os humanos vivam lá há muitas décadas, não é nem remotamente autossuficiente. E eu não acho que um posto avançado lunar autossuficiente seja uma coisa particularmente provável ou uma coisa particularmente necessária, mas acho que um posto avançado lunar cientificamente útil é bastante plausível”.

"E haverá algo diferente em olhar para a Lua e saber que há pessoas permanentemente nela".

O que deixamos para trás

Stott pensa em permanência com frequência. Criamos resmas de dados, a maioria deles em risco de serem perdidos devido a acidentes, intenções maliciosas ou desastres naturais.

A Lonestar é principalmente um empreendimento comercial, e a realidade é que a grande maioria dos dados que armazena será apenas de valor comercial. "Não se trata apenas disso", disse Stott. "Fomos a um monte de instituições de caridade e ONGs de objetivos de desenvolvimento sustentável e dissemos 'faremos isso por você de graça'".

Da mesma forma que o Arctic World Archive, um data center baseado em filme nas profundezas de uma mina de Svalbard que a DCD visitou em 2021, Stott vê as implantações lunares como um backup necessário para os dados mais importantes do mundo.

"Nosso objetivo é backup global, atualização global, restauração global, tudo da Lua. O Lonestar salvará os dados da Terra um byte de cada vez".

Tudo isso pode falhar. Apesar de todos os anos de pesquisa, o poder das nações e megacorporações, o espaço continua assustadoramente difícil. Grande parte da superfície lunar e o que está abaixo dela ainda precisam ser explorados e estudados.

Lonestar pode falhar após este pouso. Pode se tornar uma nota de rodapé na história, com este artigo apenas uma nota de rodapé para essa nota de rodapé. Estatisticamente, a história da exploração espacial sugere que o fracasso é um resultado provável.

Mas, com a Terra devastada por desastres climáticos e conflitos geopolíticos, a ideia de que pelo menos parte do que criamos poderia sobreviver a nós apresenta uma perspectiva tentadora.

Quando você vai para o espaço, há uma frase para a sensação que você tem quando vê nosso ponto azul pálido abaixo - o Efeito Visão Geral.

"Senti o quão frágil é o nosso planeta", disse o ex-astronauta da NASA e conselheiro da Lonestar, José Hernández, à DCD. "Você olha para a espessura da atmosfera do espaço, e é tão fina - é assustador”.

"De uma só vez, pude ver toda a visão do mundo. Temos que ser bons administradores do nosso planeta e ter muito cuidado com o que temos".

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