Ciência

10 anos de XPrizes: consertando o mundo uma competição de cada vez

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É 4 de outubro de 2004, exatamente 47 anos desde o lançamento do Sputnik. Milhares de pessoas se aglomeram ao redor do aeroporto de Mojave no início da manhã, apertando os olhos para o céu azul brilhante enquanto uma aeronave branca de proporções estranhas decola da pista de três quilômetros de extensão. Seu corpo em forma de charuto é branco, empoleirado no alto de uma asa longa e fina para dar espaço para outra embarcação pendurada abaixo. O White Knight gradualmente subiu mais de 40.000 pés, levando a SpaceShipOne e o piloto Brian Binnie para o passeio.

Pouco mais de uma hora após a decolagem, White Knight libera sua carga. A SpaceShipOne oscila em suas asas curtas por apenas um momento, lutando para manter o vôo, antes que o piloto Binnie ligue o motor do foguete. A nave se inclina para cima em uma subida vertical enquanto o Cavaleiro Branco desaparece atrás. Em breve, o resto do mundo também.

O navio subiria a uma altitude de 367.442 pés antes de voltar à terra em espiral e pousar suavemente na pista de Mojave, de onde a jornada começou cerca de 90 minutos antes – e apenas cinco dias depois de ter alcançado o mesmo feito. E foi exatamente isso que tornou esse voo tão fenomenal.

Ao voar a uma altitude superior a 100 quilômetros duas vezes ao longo de duas semanas, a equipe Scaled Composites ganhou o Ansari XPrize de US $ 10 milhões, a SpaceShipOne entrou nos livros de história como o primeiro veículo espacial reutilizável e totalmente financiado comercialmente e o que começou como um a paixão do homem por chegar ao espaço estava prestes a se tornar algo mais.



Origens

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Em 1919, Raymond Orteig, um magnata hoteleiro nascido na França que mora em Nova York, ofereceu US$ 25.000 a quem pudesse cruzar o Atlântico sem escalas. Paris para Nova York foi a ideia, embora a outra direção fosse aceitável, e não é difícil imaginar Orteig salivando com a perspectiva de uma nova geração de turistas intercontinentais lotando hotéis nas duas pontas da viagem.

A ideia parece pitoresca agora. Enquanto escrevo isto, também estou com destino a Paris, sentado confortavelmente em um Boeing 767 viajando 569 milhas a cada hora, 30.987 pés acima do Oceano Atlântico. Há um LCD na minha frente com uma seleção de filmes em alta definição, tomadas à minha direita e um pelotão de comissários de bordo prestativos abrindo garrafas de vinho da Califórnia.

No entanto, 90 anos atrás, os homens estavam saindo das pistas em aviões frágeis sobrecarregados de combustível, muitos encontrando a morte em busca da bolsa de Orteig e da fama que viria com ela. O tipo de fama caiu sobre Charles Lindbergh depois de completar sua jornada transatlântica no Spirit of St. Louis em maio de 1927.

O Prêmio Orteig é um componente importante da história da aviação. Antes do final de 1927, o número de aviões licenciados nos Estados Unidos aumentou por um fator de quatro e, no final da década, o número de pessoas comprando passagens aéreas cresceu por um fator de 30. Gregg Maryniak, Secretário Corporativo e O presidente do Comitê Executivo do Conselho da XPrize chama isso de 'o salto com taco de hóquei mais insano. Diferente de tudo que já vimos antes ou depois. Lindbergh literalmente mudou a maneira como todos pensavam em voar'.

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No entanto, apesar desse enorme impacto, poucos ouviram falar de Raymond Orteig ou de seu prêmio, ou do incentivo que levou Lindbergh a apontar um avião perigosamente acima do peso para o leste. De fato, o próprio Peter Diamandis não tinha conhecimento da competição até que Maryniak comprou para ele uma cópia de 'The Spirit of St. Louis' (relato autobiográfico de Lindbergh vencedor do Pulitzer) como presente. A intenção era simplesmente inspirar Diamandis a finalmente obter sua licença de piloto particular, algo que vinha adiando há anos, mas o resultado foi totalmente diferente.

'Ele ficou muito empolgado com a ideia de um prêmio técnico', lembra Maryniak. 'Ele disse 'Esse cara Ortig é um gênio! Ele não precisa pagar um centavo a menos que esses caras completem sua tarefa!'' Diamandis ficou impressionado com a ideia de que um simples prêmio em uma competição direta poderia impulsionar algo tão grande quanto o trans -Sistema de viagens do Atlântico. Ele conhecia uma área semelhante que poderia usar uma bota semelhante: viagens espaciais comerciais.

Diamandis fala de como a competição começou. “Eu adoraria ser revisionista sobre isso, mas o objetivo original era muito especificamente realizar um sonho de infância e superar a frustração do programa espacial do governo”. Uma criança dos anos 60, enquanto Diamandis crescia, ele experimentou uma conquista no espaço após a outra: Mercúrio, Gêmeos, Apolo. Nos anos 70 e 80, o ônibus espacial tornou realidade o conceito de um veículo espacial reutilizável. E então... nada. Ou praticamente nada. O programa espacial parecia preso em órbita - um circuito visivelmente degradante, sem sinais de melhoria. Diamandis ansiava por empurrá-lo para a frente.

Achamos que seria fácil arrecadar o dinheiro e difícil conseguir que as equipes participassem. Erramos exatamente.

'Demorei dois anos para obter impulso suficiente para anunciar a idéia do prêmio, que foi feito em maio de 1996. Então acabamos passando cinco anos tentando levantar os US$ 10 milhões.'

Maryniak lembra o anúncio, feito sob o St. Louis Gateway Arch. 'Não tínhamos dinheiro para o prêmio. Anunciamos nosso intenção para o prêmio. Ninguém nos perguntou se tínhamos dinheiro, o que foi bem interessante. Achamos que seria fácil arrecadar o dinheiro e difícil conseguir que as equipes participassem. Erramos exatamente.'

Vinte e sete equipes de sete nações entrariam na competição, mas levaria cinco anos, quase o tempo da competição em si, para que Diamandis encontrasse alguém para financiar a coisa.

O Ansari XPrize

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A busca de Anousheh Ansari pelo espaço começou em uma idade jovem. 'Nasci no Irã e sempre adorei as noites de verão porque podia dormir ao ar livre e olhar as estrelas. Era como um grande campo para eu deixar minha imaginação voar e pensar em outros lugares e outros seres, alienígenas, todos tipo de coisas. Eu era um grande fã de 'Star Trek', grande fã de ficção científica, lia Júlio Verne e lia outros livros sobre o espaço. Todo aquele mundo dos sonhos me fascinou e se tornou o motivo pelo qual me interessei por astronomia e matemática e Ciência.'

Sempre adorei as noites de verão porque podia dormir ao ar livre e olhar as estrelas.

Essa paixão levou Ansari a seguir uma carreira em engenharia, o que levou a alguns empreendimentos comerciais de sucesso com o marido Hamid e o cunhado Amir. Esses empreendimentos acabariam fornecendo o tipo de financiamento necessário para que ela se tornasse a primeira mulher a comprar uma passagem para o espaço, passando uma semana estimada na Estação Espacial Internacional em 2006.

Dois anos antes, em 2004, Anousheh tornou-se a fonte de financiamento para o primeiro XPrize, que até então tinha muitos participantes ativos, mas ainda sem dinheiro real. Ela estava na praia no Havaí com sua família quando teve notícias de sua assistente. Ansari lembra da mensagem: ''Tem um cara que é muito, muito persistente, e ele quer conhecer você. O nome dele é Peter Diamandis.' Perguntei 'Bem, sobre o que ele quer falar?' e ela disse 'Espaço'.' Os dois combinaram uma conversa (depois que ela voltou de sua viagem), e o resto é história. 'Quando ele descreveu o que está tentando fazer, pensei 'É isso. Não só eu posso ir, mas todos que quiserem fazer isso. Isso está abrindo caminho para todos'. A partir desse momento, nos tornamos parceiros.'

Anousheh e seu cunhado Amir teriam a maior parte da bolsa de US$ 10 milhões - aproximadamente metade do custo relatado para um indivíduo comprar uma passagem para uma única viagem à Estação Espacial Internacional. O que tinha sido simplesmente o XPrize tornou-se o Ansari XPrize para voos espaciais suborbitais. Para Diamandis, Maryniak e outros organizadores do prêmio, a pressão finalmente acabou. Para as equipes que buscavam espaço, o trabalho árduo estava apenas começando.

A competição

O desafio de engenharia do Ansari XPrize era imenso, mas era um problema considerado por muitos antes. Gregg Maryniak relembrou uma reunião inicial com Diamandis e o especialista em carga útil do ônibus espacial da NASA Byron Lichtenberg, sentado em torno de um quadro branco e esboçando uma matriz de todas as maneiras pelas quais se poderia chegar à borda do espaço. Foguetes de estágio único, foguetes de vários estágios, balões, jatos... 'Todas essas maneiras de esfolar um gato suborbital. No final da competição, tínhamos todas essas opções preenchidas por uma ou mais equipes.'

E depois há o desafio financeiro. US$ 10 milhões parece um grande prêmio para uma competição aberta, mas construir uma embarcação capaz de transportar três passageiros (com segurança) até uma altitude de 100 quilômetros é uma proposta cara. Construir esse navio de modo que possa fazê-lo duas vezes no período de duas semanas torna esse desafio muito mais complexo. Estima-se que mais de US$ 100 milhões foram gastos pelas 26 equipes internacionais que entraram na competição, uma quantia desproporcional para alguns poucos escolhidos.

Flecha Canadense

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Uma das entradas mais promissoras veio do norte da fronteira. A Canadian Arrow contou com um projeto de foguete de dois estágios para lançar uma cápsula da tripulação à altura necessária. De todos os designs e tentativas exóticas, este foi talvez o mais tradicional para um forasteiro. Mas, depois de arrecadar cerca de US$ 5 milhões por meio de patrocinadores e doadores privados, a equipe simplesmente não tinha recursos para completar o desafio. Ele não progrediu além de um teste inicial de sua cápsula de tripulação no Lago Ontário em agosto de 2004, menos de dois meses antes do término da competição.

Tatu Aeroespacial

Armadillo tinha talvez o maior poder de estrela a bordo, fundado e financiado por John Carmack, da Id Software. A empresa contava com uma série de foguetes giro-estabilizados que podiam ser combinados em estágios para atingir a altitude necessária. O projeto não amadureceu a tempo para o Ansari XPrize, mas a equipe viria e venceria o Lunar Landing Challenge XPrize 2008. Infelizmente, o Tatu foi colocado em 'hibernação', de acordo com Carmack.  tatu-crop.png

Avião-foguete pioneiro

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Algumas equipes usaram foguetes. Alguns usavam embarcações mais como um avião tradicional. A Pioneer Rocketplane tentou reunir o melhor dos dois mundos com uma aeronave que poderia voar como um jato a uma determinada altitude, depois ligar um motor de foguete e explodir o resto do caminho. Infelizmente, a nave híbrida proposta nunca passou das renderizações.

Projeto da Vinci

Graças ao nome notável e um patrocinador um tanto notório (GoldenPalace.com), o Projeto da Vinci recebeu muita atenção por seu plano de lançar uma cápsula de tripulação reutilizável e movida a foguete a partir de um balão. O navio, o Wild Fire VI, não foi revelado até agosto de 2004, apenas alguns meses antes da Scaled Composites vencer a competição. Nunca foi demonstrado.

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Compósitos em escala

  mikemelville e burtrutan falam com a mídia após o primeiro voo para o espaço photodrameylogan.png

Burt Rutan é uma lenda quando se trata de design de aeronaves extravagantes. As formas brancas que ele cria normalmente parecem ser melhores em cair do céu do que deslizar sobre ele. Ele ganhou inúmeras competições e desafios ao longo dos anos com suas próprias criações, talvez a mais famosa, a Voyager, voada ao redor do mundo pelo irmão Dick Rutan e Jeana Yeager - uma maratona de nove dias sem escalas.

Sua empresa, Scaled Composites, foi pioneira no Ansari XPrize. O financiamento do cofundador da Microsoft, Paul Allen, permitiu que a equipe buscasse uma abordagem aparentemente complexa para o problema. A empresa de Rutan construiria não uma, mas duas naves personalizadas, um levantador chamado White Knight que transportaria uma carga útil movida a foguete, a SpaceShipOne, a uma altitude de 40.000 pés ou mais antes de dispará-la como um míssil guiado por humanos. Alvo: os céus.

É uma abordagem semelhante à usada pelo X-15 da Força Aérea dos EUA nos anos 60, lançado de baixo de um B-52 também visando as estrelas. A criação de Rutan financiada por fundos privados, no entanto, acabaria indo mais alto por uma fração do custo.

Em outra reviravolta interessante, a SpaceShipOne seria uma espécie de transformador, voando verticalmente como um foguete a mais de três vezes a velocidade do som. Então, com o combustível esgotado, suas asas se erguem e ele cai como uma peteca na Terra. Finalmente, depois de eliminar altitude suficiente, ele se transforma novamente em um planador e volta para casa contando com nada além de gravidade e aerodinâmica.

A sequência de eventos parecia complicada demais para funcionar, mas funcionou, completando sua primeira tentativa de voo oficial do XPrize em 29 de setembro de 2004, e a segunda, premiada, em 4 de outubro.

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Entre os milhares presentes naquele dia em 2004 estava Richard Branson, fundador do Virgin Group, que estava adicionando um novo empreendimento ao seu portfólio. A Scaled Composites se tornaria fornecedora da Virgin Galactic, uma empresa que, o mundo esperava, capitalizar os frutos do Ansari XPrize da mesma forma que toda a indústria aérea cresceu com o Prêmio Orteig 100 anos antes. Dada a aparente facilidade que a equipe demonstrou em vencer a competição, muitos acreditavam que a Virgin estaria transportando passageiros para a borda do espaço dentro de um ou dois anos.

Uma década depois, ainda estamos esperando.

Os atrasos se devem em grande parte à decisão de não avançar com o design atual da SpaceShipOne, para criar uma nave maior, capaz de transportar mais passageiros com mais conforto. 'Eles estão construindo um foguete fisicamente muito maior', disse Gregg Maryniak, da XPrize. 'SpaceShipOne, você poderia colocar três pessoas nela, mas não seria muito divertido, além da vista.' Havia apenas um único piloto, e os passageiros seriam amontoados em pequenos assentos, nos quais teriam que ficar firmemente amarrados durante o voo.

SpaceShipOne, você poderia enfiar três pessoas nela, mas não seria muito divertido, além da vista.

'O veículo que eles estão fazendo agora é notavelmente maior, grande o suficiente para essas seis pessoas se soltarem e brincarem.' Os passageiros agora poderão desfrutar de alguns minutos de ausência de peso - embora não causado pela nave escapando da atração gravitacional do planeta, mas pela natureza de queda livre de seu retorno a ela. Além disso, um segundo membro da tripulação adicionará um pouco crucial de redundância humana.

Navios maiores e mais passageiros significam mais peso, e mais peso significa mais empuxo e mais velocidade para atingir o mesmo objetivo: 100 quilômetros acima do solo. A Virgin Galactic e a Scaled Composites foram atormentadas por vários contratempos e desafios ao longo dos anos, incluindo várias mudanças fundamentais em seu projeto de foguete e, mais tragicamente, a morte de três funcionários da Scaled Composites em julho de 2007 devido a uma explosão de óxido nitroso. Um acidente como este durante um voo com passageiros seria catastrófico para a indústria nascente.

'Respeito muito Richard Branson e George Whitesides [presidente da Virgin Galactic] porque voaremos quando estivermos prontos', diz Diamandis. 'Nós não vamos pressioná-los a fazer isso de qualquer maneira que não seja segura. Eu acredito que eles têm uma chance de fazer isso em breve, e você sabe, antes do final do ano há uma boa chance. E isso é ótimo. Isso seria ótimo.'

Uma parceria recente entre a Virgin Galactic e a Grey Goose Vodka parece implicar que eles estão nos estágios finais de preparação para os lançamentos iniciais, mas até agora nenhuma das centenas que pagaram US $ 250.000 por uma oportunidade de viajar até a borda do espaço. tiveram seu bilhete perfurado.

A Fundação XPrize

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O que tinha sido simplesmente uma tentativa um tanto otimista de dar um impulso à indústria espacial comercial acabou se transformando em algo bem maior, adotando a mesma abordagem - um prêmio fixo vinculado a um objetivo elevado - e aplicando isso a áreas problemáticas de todos os tipos. A XPrize Foundation, como o grupo agora é conhecido, desde então lançou competições como o Wendy Schmidt Oil Cleanup XChallenge, um prêmio de US$ 1 milhão dado ao vencedor Elastec / American Marine por demonstrar uma técnica que poderia limpar derramamentos de óleo em um terço do tempo de soluções anteriores. A Progressive Insurance Automotive XPrize pagou US$ 5 milhões à Edison2 para demonstrar um carro com quatro assentos e quatro rodas capaz de entregar mais de 100 MPGe -- 102,5, para ser exato. Outros prêmios em andamento incluem o Google Lunar XPrize, uma bolsa de US$ 30 milhões que incentiva equipes privadas a implantar rovers na Lua, e o Qualcomm Tricorder XPrize, uma competição de US$ 10 milhões para criar um dispositivo capaz de fornecer diagnóstico médico confiável em campo.

Como você pode perceber pelos nomes, já se foram os dias de anunciar a competição antes que o financiamento chegasse. A maioria dos XPrizes modernos são lançados com um único patrocinador corporativo ou individual vinculado no primeiro dia, com o homônimo da competição cobrindo o prêmio em si e os custos indiretos associados.

Mas nem sempre é assim. 'Estamos procurando grandes desafios que estão parados, que o público acha que não podem ser resolvidos', diz Diamandis. 'Nós pegamos um voo espacial há 10 anos, pegamos o Qualcomm Tricorder Xprize para a saúde global, e quando penso em uma das coisas mais importantes que fazemos para o planeta é alfabetizar. Quanto mais alfabetizada é uma população, mais mais pacífico, mais próspero. Então, podemos fazer isso, e fazê-lo em escala?'

É o Global Learning XPrize, uma competição de US$ 15 milhões para criar uma espécie de dispositivo educacional automatizado destinado não a substituir professores, mas a fornecer um sistema de aprendizado para áreas onde a educação formal é limitada ou simplesmente não existe. Diamandis explica: 'Isso pode ser algo que entende suas paixões, sua cor favorita, estrelas do esporte ou estrelas de cinema; pode envolver você de uma maneira pessoal tão grande que é hipnotizante. Eu odeio usar o termo 'viciante' ao falar sobre crianças e educação, mas pode ser tão atraente que leve as crianças do analfabetismo à leitura, escrita e numeramento de uma forma totalmente autônoma e autodidata.

A XPrize já levantou US$ 27 milhões em financiamento para lançar a competição, mas desta vez a fundação está contando com sua ajuda, iniciando uma Campanha Indiegogo com uma meta de $ 500.000. Aqueles que doarem terão acesso antecipado ao software resultante, bem como adesivos e a habitual tarifa de incentivo de crowdfunding.

O problema com a inovação é que você precisa encontrar o inovador. É muito mais difícil do que encontrar uma agulha no palheiro.

Parece estranho, até mesmo distorcido, ter indivíduos e equipes competindo por um prêmio em dinheiro para ver quem é melhor em ensinar crianças em países em desenvolvimento a ler ou fazer matemática. Maryniak diz que há muitas razões práticas. 'As pessoas são muito, muito inteligentes, e a beleza da competição é que ela concentra a inovação em pessoas realmente brilhantes. O problema com a inovação é que você precisa encontrar o inovador. É muito mais difícil do que encontrar uma agulha no palheiro.' A concorrência, diz ele, vira a mesa. 'Se você fizer certo, você atrai as agulhas para vir até você.'

Também traz o melhor de nós, diz Diamandis. 'Nos esportes, por que você tem uma Olimpíada? Por que você simplesmente não faz as pessoas colaborarem? Na emoção da competição, no calor da competição, nós nos esforçamos o mais longe e rápido que podemos. Em última análise, uma colaboração é um resultado disso, porque os membros de uma equipe colaboram. As próprias equipes em cada XPrize, vimos colaboração entre elas.'

Um pequeno espetáculo também não faz mal. 'Se você coloca um cavalo em uma pista, as pessoas não percebem. Se você coloca um monte de cavalos, você tem uma corrida de cavalos e as pessoas começam a perceber. É assim que somos criados.'