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A visão do alto: os experimentos de acuidade visual da Gemini

Pete Conrad in the Gemini 5 spacecraft
Os astronautas L. Gordon Cooper Jr. e Charles “Pete” Conrad Jr. (mostrado aqui) participaram de experimentos visuais durante a missão Gemini V, em agosto de 1965.

O astronauta da NASA L. Gordon Cooper Jr. tirou 29 fotografias coloridas da Terra com uma câmera de 70 mm enquanto orbitava nosso planeta durante a missão Mercury-Atlas 9, em maio de 1963. A vista de Cooper pela janela de sua nave espacial Faith 7 era espetacular, e ele relatou que conseguia ver veículos trafegando por estradas de terra, trens soltando fumaça e os telhados das casas.

Pesquisadores e membros do público tinham suas dúvidas. Será que Cooper realmente conseguia ver objetos na superfície da Terra com tamanho nível de detalhe enquanto orbitava a 100 milhas acima do planeta? Alguns especialistas em visão presumiam que astronautas com visão 20/20 não conseguiriam enxergar claramente objetos com lados menores que 150 pés em altitudes orbitais. Embora Cooper supostamente tivesse uma visão excepcional de 20/12, certamente não poderia ver um automóvel branco levantando uma nuvem de poeira perto da fronteira entre os EUA e o México, como afirmava. Cooper, no entanto, não estava sozinho em suas declarações. Outros astronautas do programa Mercury também relataram ver objetos na Terra com detalhes impressionantes.

View of Earth from orbit showing whispy clouds and a landscape dotted with lakes.
Durante seu voo espacial de 22 órbitas na missão Mercury-Atlas 9, em maio de 1963, L. Gordon Cooper Jr. tirou fotografias a partir da nave espacial Faith 7, incluindo esta, que mostra lagos no oeste do Tibete. — Crédito: NASA

Essas declarações levaram profissionais de saúde mental a questionar a sanidade dos primeiros astronautas da NASA. Uma reportagem da Air Force and Space Digest observou que alguns psiquiatras especulavam que “a ausência de peso estava fazendo os astronautas alucinarem e que o programa espacial enfrentaria sérios problemas”. Enquanto especialistas em saúde mental avaliavam os efeitos dos voos espaciais sobre o cérebro, especialistas em acuidade visual analisavam as declarações dos astronautas do programa Mercury e desenvolveram um experimento para determinar o que eles conseguiam ver na Terra a partir do espaço.

Testando a visão dos astronautas

A NASA e seus parceiros desenvolveram dois experimentos de acuidade visual e os realizaram durante as missões tripuladas Gemini V e Gemini VII. O primeiro experimento envolvia olhar através de um dispositivo óptico semelhante a binóculos. Os participantes observavam pelos visores uma série de retângulos em diferentes posições e níveis de contraste. Em seguida, deveriam identificar a orientação direcional dos retângulos.

Outra parte do experimento envolvia a criação de duas enormes tabelas de visão terrestres compostas por retângulos brancos gigantescos. Os retângulos, criados pela Dow Chemical Corporation, variavam em tamanho de aproximadamente 150 a 600 pés de comprimento. A equipe do experimento colocou um conjunto de retângulos sobre solo escuro arado em Laredo, Texas, e outro perto de Carnarvon, Austrália, e pediu aos astronautas das missões Gemini V e Gemini VII que identificassem sua orientação direcional a partir da órbita. Esse instrumento de acuidade visual recebeu o apelido de tabela “Eye-Q”.

Illustration showing the In-Flight Vision Testing equipment
Ilustração mostrando um astronauta da missão Gemini usando o In-Flight Vision Tester. — Crédito: NASA
Illustration showing the orientation of the Gemini spacecraft for viewing "Eye-Q" ground observation sites.
Esta ilustração mostra a orientação pretendida da nave espacial Gemini enquanto orbitava sobre os locais de observação em terra do “Eye-Q”. — Crédito: NASA

Condições nubladas, a luz do Sol espalhada pela janela da nave espacial Gemini e orientações orbitais desfavoráveis durante a passagem sobre os locais afetaram a visão dos astronautas em relação aos experimentos em terra. Ainda assim, durante algumas revoluções orbitais, astronautas das duas missões conseguiram ver partes do local em terra perto de Laredo.

Aerial view of the visual acuity experiment's ground site in Laredo
Vista aérea do local em terra do experimento de acuidade visual em Laredo, Texas. — Crédito: NASA

Seus relatos sobre o local “Eye-Q” de Laredo, combinados com os resultados dos experimentos com o dispositivo de visão semelhante a binóculos realizados antes, durante e depois do voo, revelaram que os astronautas de fato conseguiam ver estradas e navios com seus rastros de esteira a partir da órbita. Os experimentos também determinaram que a visão de um astronauta não se deteriorava durante um voo espacial de duas semanas.1

Frank Borman uses the visual acuity device and portable mouth thermometer in space during the Gemini VII mission
O astronauta Frank Borman, piloto comandante da Gemini VII, participa de um experimento de visão usando o dispositivo de acuidade visual em voo durante a missão de duas semanas, em dezembro de 1965. — Crédito: NASA

Implicações

Determinar quais características da Terra os astronautas conseguiam ver com precisão a partir da órbita era muito mais do que uma simples verificação da sanidade dos relatos dos astronautas. Compreender o que os olhos humanos conseguiam ver do espaço, assim como analisar as fotografias tiradas durante as primeiras missões tripuladas da NASA, tinha enormes implicações para geólogos, geógrafos, oceanógrafos e outros pesquisadores que estudavam nosso planeta.

O interesse da comunidade científica pelas lembranças e fotografias da superfície da Terra vistas pelos astronautas das missões Mercury e Gemini motivou a NASA e seus parceiros a defenderem o desenvolvimento de novos instrumentos de observação da Terra. A NASA, o U.S. Geological Survey, o Office of Naval Research e o U.S. Department of Agriculture observaram que imagens da superfície da Terra capturadas de cima poderiam ser usadas para inventariar plantações, mapear características geológicas, monitorar desastres naturais e compreender melhor os processos oceânicos.

Earth Resources Experiment Package photograph of the San Francisco Bay area
Esta fotografia da região da Baía de San Francisco, na Califórnia, foi tirada como parte do Skylab Earth Resources Experiment Package, em janeiro de 1974. — Crédito: NASA

A promessa dessas aplicações no mundo real motivou a criação do Earth Resources Technology Satellite (ERTS), mais tarde rebatizado de Landsat 1. Lançado pela NASA em 1972, os dados da câmera e do scanner multiespectral do Landsat 1 foram usados juntamente com dados do Earth Resources Aircraft Program da agência para monitorar os oceanos, campos agrícolas, locais de desastres naturais e muito mais.

Nas seis décadas desde os primeiros voos espaciais tripulados pioneiros dos Estados Unidos, a NASA continuou a observar a Terra a partir da órbita, de aeronaves e até do nível do solo, em uma busca contínua para ajudar a solucionar problemas aqui na Terra.

Nota

[1] Nos anos seguintes, cientistas documentaram que aproximadamente 70% dos astronautas desenvolvem a Síndrome Neuro-Óptica Associada aos Voos Espaciais (SANS) durante voos espaciais mais longos.