A Nova Era Espacial

Olá, pessoal! Este artigo é o primeiro de uma série de três sobre Exploração Espacial. Hoje, vamos analisar a indústria espacial como um todo. Na próxima semana, focaremos na SpaceX e, no último artigo, listarei lições práticas que podemos extrair desta nova geração de startups ligadas ao Espaço. Fiquem tranquilos, essas lições são úteis para a construção de empresas de tecnologia aqui na Terra.

Para ouvir a edição de hoje no Spotify, basta clicar AQUI!

Ainda não é assinante do bsb? Convido você a experimentar! É simples: basta clicar no link e, em seguida, registrar seu e-mail na página principal do nosso site.

Se tiver apenas um minuto, segue o resumo:

• A humanidade só ocupa permanente algum lugar quando existem incentivos econômicos. A exploração espacial dos últimos anos está acontecendo porque diversas atividades e projetos estão se tornando economicamente viáveis

• Apoiada por uma política pública eficiente, a NASA financiou a SpaceX, que conseguiu reduzir drasticamente o custo de colocar produtos em órbita, tornando o espaço mais acessível do que nunca

• Paralelamente, questões geopolíticas e o desenvolvimento de sistemas distribuídos no espaço estão impulsionando o crescimento do setor

• A indústria espacial está tornando o mundo mais conectado, rápido, transparente e, potencialmente, com produtos mais acessíveis

Por que ir ao Espaço?

Na série da AppleTV+ “For All Mankind” somos apresentados a uma versão alternativa da história. Nela, é a União Soviética e não os Estados Unidos que conseguem colocar o primeiro homem (e mulher) na Lua. Esse é o gatilho para que a corrida espacial não chegue ao fim. EUA e URSS continuam competindo, o que leva a um avanço científico acelerado. Múltiplas bases operam na Lua já nos anos 80. Em 1995, quatro missões chegam até Marte e em 2012 a humanidade já explora comercialmente os minérios de um asteroide.

Uma pergunta que as pessoas fazem na série, e no mundo real, é por que ir para o Espaço? Afinal, temos tantos problemas a resolver na Terra. Uma visão cínica é que até hoje as razões foram apenas por motivos não-racionais: na década de 60, um jogo de propaganda política entre Capitalismo e Socialismo. Atualmente, uma diversão de bilionários de tecnologia.

A verdade é que a Humanidade só ocupa de forma permanente algum lugar quando existem incentivos econômicos.

Foi a corrida ao ouro que levou a ocupação da Califórnia. As Américas só foram colonizadas quando os Portugueses e Espanhóis encontraram formas de ganhar dinheiro. Já na época do Programa Apollo, não existia incentivo econômico para continuar indo para a Lua e por causa disso ninguém mais pousou na Lua em mais de 50 anos.

A evolução tecnológica está mudando essa realidade. Hoje temos múltiplas atividades econômicas que estão começando a ficar viáveis. E quem gosta de entrar num setor quando ele está nascendo? Empreendedores e Investidores de Tecnologia.

O Espaço não vai ser explorado porque temos uma visão nobre pela sobrevivência da Humanidade. Ele será explorado para que as pessoas ganhem dinheiro. O fato que nesse processo nos tornaremos uma espécie interplanetária é simplesmente um subproduto.

Num tom pessoal, quero antes de mergulhar no texto, agradecer ao meu mentor e ex-gestor Ion Yadigaroglu, Managing Partner do Capricorn e Board member da SpaceX, por me ensinar tanto sobre essa indústria durante o tempo em que trabalhamos juntos.

Uma Breve História do Espaço

A Corrida Espacial

Ganhamos acesso ao Espaço em 1944, quando Wernher von Braun e os nazistas lançaram o foguete V-2, o primeiro objeto criado pelo homem a ultrapassar 100 km de altitude, marcando a fronteira com o Espaço. O objetivo desse lançamento era bombardear Londres.

Treze anos mais tarde, os soviéticos lançaram o primeiro satélite, o Sputnik, gerando uma crise nos Estados Unidos e intensificando a Guerra Fria. A superioridade tecnológica soviética surpreendeu o mundo.

Depois da Segunda Guerra ter acabado com a bomba criada pelo Projeto Manhattan, será que alguma inovação do outro lado da Cortina de Ferro poderia deixar o Ocidente de joelhos?

Em resposta, em 1958, os EUA fundaram a NASA, embora a URSS mantivesse a liderança, lançando satélites avançados e colocando o primeiro homem em órbita. Em 1962, o presidente JFK estabeleceu o objetivo de enviar um homem à Lua e trazê-lo de volta em segurança até o final da década. Para liderar este projeto, os EUA recrutaram o mesmo cientista nazista Wernher von Braun.

Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong tornou-se o primeiro homem a pisar na Lua, marcando um “pequeno passo para o homem, um salto gigantesco para a humanidade”. No total, seis missões Apollo foram bem-sucedidas, com a última em 19 de dezembro de 1972, desde então ninguém mais pousou na Lua.

O custo desse sucesso foi elevado, aproximadamente US$ 283 bilhões, representando cerca de 4% do orçamento do governo americano da época. Atualmente, o orçamento da NASA representa cerca de 0.4%.

Satélites, Estações e Ônibus Espaciais

Embora os americanos tenham ganho a corrida à Lua, os soviéticos mantiveram a vanguarda, lançando a primeira das seis estações espaciais. Na década de 70, empresas privadas começaram a lançar satélites para telecomunicações, enquanto o Pentágono desenvolveu o sistema de geolocalização global, o GPS. Na frente científica, missões não-tripuladas alcançaram Marte e Vênus.

Com a redução de seu orçamento, a NASA buscou formas mais econômicas de enviar astronautas ao Espaço, dando origem ao programa de Ônibus Espacial. Este programa inovador contava com uma aeronave reutilizável, embora os foguetes fossem descartados após cada missão. O Ônibus Espacial desempenhou um papel crucial na construção da Estação Espacial Internacional (ISS), uma colaboração entre EUA, Rússia, Europa, Canadá e Japão, e um marco na conquista espacial.

Entretanto, os custos elevados foram um problema tanto para a ISS quanto para o Ônibus Espacial. A ISS custou aproximadamente US$150bi, com manutenção anual de US$3.1bi. O Ônibus Espacial teve um custo de cerca de centenas de milhões por astronauta enviado à ISS. Além disso, houve duas missões trágicas com acidentes fatais. O programa foi cancelado pelo presidente Obama em 2011, e os Estados Unidos perderam a capacidade de enviar astronautas ao Espaço por meios próprios.

A Entrada do Setor Privado

Em 2005, o Administrador da NASA, Mike Griffin, estava frustrado com o monopólio no transporte espacial criado pela fusão da Lockheed Martin e Boeing na United Launch Alliance (ULA). Conforme discutido no artigo da Anduril no início do ano, o modelo de contrato de margem-garantida incentivava uma abordagem conservadora, sem espaço para inovação entre os prestadores de serviço. Griffin tomou a iniciativa de desafiar o setor privado a desenvolver novas soluções para o transporte de cargas até a Estação Espacial Internacional.

 A NASA forneceria apenas as especificações, dando maior liberdade criativa aos engenheiros de empresas privadas.

Parte do financiamento viria da própria NASA, através de capital não-reembolsável. Essencialmente, a Agência Espacial Americana passou de uma entidade que construía seus próprios foguetes e naves, para uma que os comprava como um serviço.

Este programa inovador foi denominado Commercial Orbital Transportation Services (COTS).

SpaceX e a Reutilização

A startup de Elon Musk, a SpaceX, estava em um ciclo de desenvolvimento sem grandes progressos, para não dizer a caminho da falência, até a introdução do COTS. Com esse programa, a empresa não só obteve financiamento para desenvolvimento, mas também conquistou o cliente mais cobiçado da indústria espacial.

A mudança na política pública, onde o governo deixou de ser o financiador e operador principal para se tornar apenas o financiador, resultou em uma eficiência significativamente maior. O custo de enviar qualquer coisa para a órbita reduziu drasticamente, tornando o Espaço mais acessível do que nunca.

A SpaceX conseguiu diminuir os custos de transporte para o espaço principalmente através da reutilização de foguetes. Ela é a empresa com a tecnologia avançada e o menor custo. Em 2020, a empresa fez história ao enviar astronautas americanos de volta ao espaço.

Olá, gostaria de fazer uma breve pausa aqui. Cada artigo do bsb é fruto de mais de 20 horas de pesquisa direta, além do conhecimento acumulado ao longo de anos de estudo. Se você está apreciando o conteúdo, que tal compartilhá-lo com seus colegas e amigos pelo WhatsApp? Ficaria imensamente grato!

A Nova Era Espacial

Nos sites especializados, notícias sobre a indústria espacial surgem diariamente, demonstrando os rápidos avanços de governos, empresas, investidores e startups.

Apenas oito anos após o lançamento do primeiro foguete reutilizável da SpaceX, o número de objetos lançados ao Espaço aumentou em 11 vezes, passando de 222 em 2015 para 2.664 em 2023.

Essa Renascença Espacial está sendo impulsionada por três fatores principais:

1. Queda Exponencial do Custo de Transporte

2. Geopolítica

3. Sistemas Distribuídos

1) Queda Exponencial do Custo de Transporte

Um pré-requisito fundamental para qualquer atividade espacial é a saída da Terra. Se o custo de transporte se reduz exponencialmente, o número e a variedade de atividades possíveis no espaço aumentam proporcionalmente.

Seria viável, por exemplo, criar uma fábrica no espaço?

Com um custo de envio de carga para o Espaço de US$50.000 por kg, a ideia de uma fábrica espacial não é economicamente viável. No entanto, se esse custo cair para cerca de US$1.000 por kg, já começa a fazer sentido para a produção de chips semicondutores avançados, produtos farmacêuticos ou super cabos de fibra óptica.

2) Geopolítica

As sanções econômicas impostas à Rússia devido à Guerra da Ucrânia tiveram um impacto significativo na indústria espacial. Com a restrição ao uso das naves Soyuz, uma das principais vias de acesso ao espaço ficou indisponível para a maioria dos países e empresas. Além disso, a expertise espacial russa, centralizada na Roscosmos (equivalente à NASA russa), ficou fora do alcance de países como a União Europeia, que mantinha diversos projetos em colaboração com a agência russa. A exclusão da Rússia da economia global também afetou o fornecimento de componentes espaciais, levando empresas ao redor do mundo a buscar alternativas para reduzir essa dependência.

China, a Potência Espacial

As tensões entre China e EUA também influenciam o cenário espacial. A China tem um programa espacial robusto e em rápida evolução, tratado como prioridade nacional. Desde o lançamento de seu primeiro astronauta ao espaço em 2003, a China alcançou marcos importantes: foi o primeiro país a pousar uma sonda no lado afastado da Lua, o segundo a pousar um rover em Marte e o terceiro a trazer amostras lunares de volta à Terra. Além disso, a China construiu o maior telescópio do mundo, implementou o Beidou (um sistema de navegação por satélite de próxima geração) e assinou um acordo com a Rússia para construir uma base de pesquisa lunar.

A China, não sendo parte da ISS, optou por construir sua própria estação espacial, a Tiangong, ou “Palácio Celestial”. Esta estação já está operacional e, pelas imagens, parece ser mais avançada que a ISS.

O governo chinês considera o Espaço como um domínio estratégico e, em caso de conflito, possivelmente adotaria estratégias para neutralizar os satélites dos EUA por meio de guerra eletrônica ou capacidades antissatélite.

A Corrida Espacial histórica nos mostrou que a competição pode ser um forte motivador para avanços tecnológicos e estratégicos.

3) Sistemas Distribuídos

Do ponto de vista de engenharia, uma mudança significativa nos sistemas operacionais espaciais foi a transição do modelo centralizado para o distribuído.

O emprego de múltiplos satélites pequenos, em vez de poucos grandes, oferece diversas vantagens, como redução de custos, maior flexibilidade e cobertura ampliada. Esses satélites menores estão revolucionando a infraestrutura de comunicação espacial, permitindo a formação de constelações que asseguram uma cobertura de comunicação contínua, com menor latência e mais confiabilidade.

Além disso, podem ser equipados com uma variedade de sensores, câmeras e instrumentos científicos, ampliando suas funcionalidades. A diminuição no custo de lançamento destes satélites para órbitas baixas os torna mais viáveis economicamente em comparação com satélites maiores. Essa abordagem também facilita lançamentos mais frequentes, o que possibilita testar diversas tecnologias e designs. Em resumo, o uso de vários satélites pequenos apresenta uma solução mais acessível, econômica e em constante desenvolvimento para redes de comunicação espacial.

A Economia Espacial

O Espaço é um exemplo clássico de domínio de duplo-uso, atendendo tanto necessidades civis quanto militares. Estimativas de organizações como a Euroconsult, BryceTech, Morgan Stanley e a Space Foundation apontam para uma economia espacial na casa dos US$ 400 bilhões. Vamos explorar os componentes dessa economia:

Lançamento

Esta é a área que mais experimentou disrupções na última década, com grande crédito à SpaceX e seus foguetes reutilizáveis, como o Falcon 9. Espera-se que a tendência de redução de custos continue, impulsionada por melhorias em eficiência, produção em escala e, crucialmente, aumento da concorrência. Muitas startups bem financiadas estão no caminho para comercializar e escalar capacidades de lançamento orbital.

Comunicações por Satélite

A indústria de satélites está vivenciando um renascimento, impulsionado tanto pela redução dos custos de lançamento, discutidos anteriormente, quanto pela evolução na capacidade de processamento dos semicondutores. São três efeitos exponenciais compostos: (i) diminuição do custo de transporte de carga; (ii) Aumento de eficiência dos semicondutores; (iii) Ganhos de produtividade via constelações de satélites.

Uma subárea importante são as tecnologias de localização, como o GPS, Beidou (sistema chinês), Galileo (da União Europeia) e Glonass (da Rússia). Há startups inovadoras desenvolvendo serviços avançados de geolocalização para drones, carros autônomos e outras tecnologias emergentes.

Satélites para Observação da Terra

Imagine se pudéssemos ter um mapa tridimensional e em tempo real de todo o planeta. Com tal tecnologia, uma infinidade de aplicações e tecnologias se tornariam possíveis, desde carros autônomos até realidade aumentada. Além disso, seria possível monitorar o clima, responder a desastres naturais, acompanhar conflitos, gerir recursos e planejar o desenvolvimento urbano. É nessa direção que estamos indo.

Nos últimos anos, as tecnologias de observação da Terra via satélite, que medem características do ar, água e solo, têm se desenvolvido rapidamente, impulsionadas pelos avanços mencionados anteriormente em comunicações por satélite. Em 2012, a NASA e o Serviço Geológico dos Estados Unidos lançaram um satélite de observação terrestre ao custo de US$ 1 bilhão. Hoje, um satélite com capacidade semelhante da Planet Labs custa menos de US$ 300 mil. Essa redução drástica de custos está democratizando o acesso a essa tecnologia, antes exclusiva de governos e forças militares.

Essa indústria, na verdade, é um ecossistema que inclui empresas dedicadas à coleta de dados, fornecimento de infraestrutura e serviços de plataforma, análises e insights, bem como desenvolvimento de aplicações para diversos clientes.

Ao aumentar a transparência no monitoramento da Terra, esses recursos podem revelar desde violações cometidas na guerra da Ucrânia até os impactos do aquecimento global e a existência de campos de concentração na China.

Defesa

O espaço, outrora visto como um santuário distante das disputas terrenas, está se tornando um palco para conflitos internacionais. As estratégias avançadas de cibersegurança agora contemplam operações espaciais, incluindo a desestabilização de satélites inimigos. À medida que o acesso ao espaço se torna mais acessível e econômico, a probabilidade de lançamento de ataques a partir de estações espaciais está aumentando. Esta nova realidade implica que o espaço não é mais um ambiente neutro, mas sim um domínio estratégico sujeito a táticas de guerra modernas, incluindo ciberataques e operações militares.

Turismo

Existem duas categorias principais no turismo espacial: suborbital e orbital. O voo suborbital acontece quando uma nave espacial ultrapassa a linha de Kármán, que marca a fronteira de 100 km entre a Terra e o espaço, mas não atinge a velocidade necessária para entrar em órbita. Este tipo de turismo tem sido mais destacado pela mídia, com exemplos notáveis sendo Jeff Bezos e sua empresa Blue Origin, e Richard Branson com a Virgin Galactic. Ambos realizaram viagens que ultrapassaram a linha de Kármán, mas não chegaram a entrar em órbita. Para o público geral, a diferença entre alcançar o espaço suborbital ou orbital muitas vezes não é clara ou significativa.

Fabricação

A redução dos custos de lançamento espacial abre portas para o aproveitamento da microgravidade do espaço na criação de fábricas para produtos de alto valor. A microgravidade é particularmente vantajosa na fabricação de materiais sensíveis que não podem ser perturbados durante o processo de produção. Entre os exemplos estão semicondutores, órgãos humanos e medicamentos.

Por exemplo, a empresa Varda está empenhada em cristalizar ritonavir em microgravidade para entender como a gravidade afeta a estrutura cristalina. O ritonavir é um caso notório de polimorfismo em produtos farmacêuticos, onde variações na simetria e estrutura dos cristais resultam em diferenças significativas na solubilidade e biodisponibilidade. Ao realizar a cristalização de produtos farmacêuticos na órbita terrestre baixa, a Varda busca descobrir como a microgravidade pode ser utilizada para produzir resultados polimórficos inovadores.

Se a Varda despertou seu interesse, não se preocupe, ela será o tema do último artigo da nossa série sobre o espaço no bsb.

E daí?

1. A transição da NASA de desenvolvedora e financiadora para apenas financiadora da tecnologia espacial foi o início da nova Era Espacial em que vivemos

2. A SpaceX foi a pedra fundamental desse renascimento espacial, diminuindo o custo de envio de cargas ao Espaço

3. Em paralelo, inovações em semicondutores e comunicações aumentavam a demanda por lançamentos

4. O ecossistema empreendedor de tecnologia começou a ver no Espaço uma nova área de atuação, atraindo empreendedores e investidores para o setor

5. A vida na Terra está sendo transformada: teremos comunicações mais eficientes, um mundo mais transparente (para o bem e para o mal), viagens mais rápidas e uma possível redução nos custos de produtos.

Grande abraço,

Edu

Se você recebeu esse texto de um amigo e quer assinar, clique abaixo:

DISCLAIMER: essa newsletter não é recomendação de investimentos. Seu propósito é puramente de entretenimento e não constitui aconselhamento financeiro ou solicitação para comprar ou vender qualquer ativo. Faça a sua própria pesquisa. Todas as opiniões e visões são pessoais do próprio autor e não constituem a visão institucional de nenhuma empresa da qual ele seja sócio, colaborador ou investidor.