Embora tenha passado 40 anos enferrujando no deserto do Arizona, em outubro de 2016 estava voando milhas de altura sobre Guam. O Martin WB-57F, com um logotipo da NASA na cauda, subiu à troposfera numa missão chamada POSIDON, uma investigação de nuvens de cirro e outros fenómenos atmosféricos. Porpoisando entre altitudes de 8 e 11 milhas, ele voou ao redor de um tufão, mergulhou em plumas vulcânicas para estudar gás de dióxido de enxofre, mediu a densidade e espessura das nuvens e farejou moléculas de ozônio.
“As nuvens de cirro não são tão bem compreendidas”, diz Eric Jensen, um cientista atmosférico do Centro de Pesquisa Ames da NASA e um dos principais pesquisadores da missão POSIDON. Estas estruturas, que formam as bigornas nas tempestades e, em altitudes mais elevadas, regulam a quantidade de vapor de água e outras partículas que flutuam na estratosfera, são “uma das grandes incertezas na nossa capacidade de prever as mudanças climáticas…. Portanto, essas medidas das nuvens, entendendo como elas se formam e como evoluem, é muito importante para melhorar esses modelos globais”, diz Jensen.
O Pacífico ocidental é o laboratório perfeito para estudar as nuvens cirrus, especialmente durante o outono, quando as trovoadas são uma característica diária e os tufões podem girar para a vida a qualquer momento. “Guam está bem no meio da ação”, diz Jensen. O ar quente e úmido que se eleva do oceano ao redor da ilha empurra as nuvens para altitudes especialmente altas. Ventos fortes tosquiam do topo das nuvens, formando os cirros rendados, que são finos cristais de cristais de gelo. Pequenas partículas – desde pedaços de espuma marinha até poluentes de fábrica soprados da Ásia – trepam para estas serpentinas, onde podem ser transportadas por todo o planeta.
A elevada altitude destas formações torna-as difíceis de estudar até muito altas para a maioria das aeronaves alcançarem com cargas pesadas de instrumentos e demasiado baixas e espertas para que os satélites as vejam com uma resolução suficientemente alta para medições precisas. Mas em 2011, a equipe de Jensen colocou as mãos em um WB-57, e o alto cirro ficou ao alcance.
O avião é a última versão do bombardeiro B-57, com a capacidade de transportar uma carga útil mais pesada para altitudes mais elevadas do que qualquer outro avião de pesquisa disponível. “E é realmente resistente, então você pode voar perto de convecção – essas grandes tempestades – que é um ambiente turbulento”, diz Jensen. Com as WB-57s, os cientistas podem enviar instrumentos para experimentar diretamente as nuvens.
As aeronaves que voaram na missão Guam e duas outras WB-57 – todas as três têm mais de 60 anos – são as únicas aeronaves de seu tipo operando atualmente. O B-57 chegou ao mundo como o English Electric Canberra, um bombardeiro médio a jacto de concepção britânica concebido durante a Segunda Guerra Mundial, embora não tenha feito o seu primeiro voo até 1949. Um ano depois, quando as hostilidades irromperam na Coreia, os militares americanos começaram a procurar um substituto para o Invasor Douglas B-26 (que voou na Segunda Guerra Mundial como o A-26). Como parte de uma demonstração da adequação de Canberra, o bombardeiro britânico fez o primeiro voo sem refúgio através do Atlântico. Isso garantiu o trabalho com a Força Aérea Americana. A Companhia Glenn L. Martin obteve a licença para construir a versão americana, a B-57, que fez o seu primeiro voo em 1953. (Tarde demais para combate na Coreia, foi enviado para lá para defender o armistício de 1953). Embora a versão americana tenha largado oficialmente o moniker “Canberra”, a maioria ainda se refere à aeronave com esse nome.
Os WB-57 da NASA voam do Aeroporto Ellington em Houston, não muito longe do Centro Espacial Johnson, como parte da frota de pesquisa de alta altitude da agência. De acordo com Charlie Mallini, que administra o programa WB-57, o avião ocupa um nicho de pesquisa. “É uma das aeronaves centrais da NASA para o trabalho atmosférico”, diz ele. “Há apenas tantas aeronaves que vão para as altitudes a que nós vamos. E podemos transportar muitas coisas diferentes -antenas, sondas de amostra e outras cargas úteis”
Outros aviões de pesquisa de alta altitude da NASA, o ER-2 (uma versão do avião espião U-2) e o Global Hawk drone, voam pelo menos tão alto quanto o Canberra e oferecem maior alcance e duração. Mas o Canberra pode transportar três vezes a carga útil do ER-2 e mais de quatro vezes a do Global Hawk. Essa capacidade permite ao WB-57 transportar mais de duas dúzias de instrumentos, distribuídos pelo nariz, uma grande baía de carga útil, cubbyholes nas asas, e cápsulas montadas nas asas. A Canberra é também a única das três embarcações de pesquisa que pode transportar um membro da tripulação no banco de trás para operar os instrumentos e transmitir os dados para uma equipe no solo. “Os cientistas podem tomar decisões em tempo real para reorientar para onde querem ir”, diz Mallini. “Isso dá-lhes muita flexibilidade para obter os melhores dados”
Mallini juntou-se ao programa em 2011 como engenheiro-chefe depois de trabalhar no programa Constellation da NASA, a iniciativa desmantelada para enviar astronautas de volta à lua e a Marte. Em 2014, ele se tornou o gerente de projetos do programa WB-57. Ele mostra a aeronave em sua base, o Hangar 990 em Ellington, uma antiga base da Força Aérea. A NASA 927, a aeronave que pilotou a missão POSIDON, senta-se perto da porta do hangar como Tom Parent, um dos pilotos de Canberras, instrui os pilotos visitantes da Escola de Piloto de Testes Navais sobre a sua operação. (Pequenos grupos de aviadores do centro treinam no WB-57F por alguns dias a cada ano, dando-lhes experiência em vôo de alta altitude). Uma segunda aeronave, NASA 928, está passando por uma grande manutenção; seus motores foram retirados e seu compartimento de carga está aberto e vazio. O último membro da frota, a NASA 926, empoleirado na outra extremidade do hangar, rodeado por paletes de transporte de instrumentos e contentores de embarque cheios de ferramentas, peças sobressalentes e outros equipamentos para as implantações fora de Houston.
Os encargos da NASA 928 assemelham-se ao equivalente aeronáutico dos carros musculares. Suas asas se estendem por 122,5 pés – quase 20 pés mais longas do que as asas de um U-2S – fornecendo o elevador necessário para alcançar altitudes que requerem fatos de pressão e dando ao WB-57F seu apelido: a Asa Longa. Um potente motor Pratt & Whitney TF33, semelhante aos usados nos bombardeiros B-52, é montado no meio de cada asa e fornece à aeronave 31.000 libras de impulso. Essa potência faz com que a descolagem seja alta (os níveis de ruído do cockpit podem atingir 105 decibéis) e enervante. “É um bom abre-olhos e, para um primeiro voador um pouco desconcertante”, diz Parent. “Quando os motores estão avançados para a potência de decolagem, a aeronave inteira treme tanto que é difícil ler o motor e os instrumentos de vôo”
Parent é um dos quatro pilotos para a aeronave vintage. Ele juntou-se ao projeto em 2011, depois de se aposentar da Força Aérea. Durante seus 25 anos de carreira militar, ele serviu como chefe de tripulação para F-111s, depois voou B-52s e, finalmente, para o U-2. Apelidado de “Duster” pelo bigode grosso (um “espanador de biscoitos”) que usava durante um destacamento para o Afeganistão, Parent registrou mais de 900 das suas quase 8.000 horas de voo em Canberra. No cockpit, Parent e os seus colegas pilotos enfrentam a instrumentação dos anos 60. (Os sensores do banco traseiro foram atualizados para os modernos displays de vidro). “Nada é automatizado no cockpit, exceto o novo piloto automático digital”, diz Parent. “Os mostradores do cockpit mudaram muito pouco desde que o avião voou pela primeira vez”
B-57s serviram durante duas décadas, inclusive em combate no Vietnã. No início da década de 1960, a General Dynamics foi encarregada de projetar o modelo F para reconhecimento de alta altitude e observação atmosférica. As WB-57Fs, operadas pelo 58º Esquadrão de Reconhecimento Meteorológico no Novo México, foram enviadas ao redor do mundo para farejar vestígios de testes nucleares atmosféricos. Os últimos B-57s militares foram desmanchados em 1974, substituídos, entre outros, pelo SR-71.
NASA começou a tomar emprestado Canberras da Força Aérea na década de 1960. Após o modelo ter provado a sua utilidade como plataforma de pesquisa, a agência adquiriu duas permanentemente. Uma delas serviu inicialmente como aeronave de reconhecimento, incluindo um destacamento para a Base Aérea Rhein-Main na Alemanha, enquanto a outra começou a vida como um bombardeiro e serviu ao lado dos Estados Unidos. Ambos foram convertidos em modelos RB-57F cerca de 10 anos em suas carreiras. “A história é uma das coisas boas dessas aeronaves”, diz Parent. “Toda a gente olha e fica espantada por ainda existirem. A maioria deles está em museus. Na verdade, nós estávamos procurando museus para nossos últimos aviões até que encontramos um no cemitério”
Air Force 63-13295, também um RB-57F, havia se aposentado na Base da Força Aérea Davis-Monthan, em Tucson, em julho de 1972. Ficou lá durante quase 39 anos, cozinhando sob o sol do deserto. Então, em maio de 2011, engenheiros da NASA desceram no cemitério para ressuscitá-lo. “Olhámos para o trabalho que se aproximava e vimos a necessidade de um terceiro avião”, diz Mallini. “Esta foi mais ou menos a nossa última oportunidade. Os aviões estavam a decair lentamente. E os nossos aviões estavam a ficar velhos. É como ter uma apólice de seguro. E muitas vezes temos um avião a cair para manutenção, por isso o novo permite-nos ainda ter dois aviões disponíveis.”
Levou dois anos para rejuvenescer a aeronave, usando peças retiradas de outros aviões sucateados. (Uma segunda estrutura de aeronave, que tinha sofrido mais danos durante o seu tempo de armazenamento, serviu como um banco de ensaio, ajudando os engenheiros a determinar como separar as coisas e colocá-las novamente juntas antes de aplicar a chave de fenda ou chave de fenda para 63-13295). “Despimo-la até ao metal nu”, diz Mallini. “As asas foram colocadas em gabaritos e reconstruídas a partir do zero. Depois voltamos a juntá-las, lenta mas seguramente.” Em agosto de 2013, a NASA 927 redesignada foi para os céus pela primeira vez em mais de quatro décadas – um dos maiores hiatos para qualquer aeronave consignada a um cemitério.
A aeronave sexagenária a voar pode ser demorada. Peças de reposição para seus sistemas mais antigos só podem ser encontradas em museus e pátios de sucata. A fuselagem da aeronave que serviu de banco de ensaio para a restauração da NASA 927, por exemplo, foi enviada para Utah para o teste de uma atualização do assento ejetável. Foi então enviada para Houston, onde a equipe de manutenção da NASA tirou os controles do acelerador e outras alavancas, fios e “uma série de outras probabilidades e fins”, diz Mallini. “Nós escarrapachamos o máximo que conseguimos escarrapachar. Há muito poucas peças específicas de aeronaves a serem encontradas”
Para piorar as coisas, os desenhos originais de engenharia às vezes são incompletos ou inexistentes. Como resultado, a equipe às vezes tem que reverter componentes de engenharia, fazendo-os à mão ou em impressoras 3D. Alguns sistemas estão além de ajustes e recriações. Isso incluiu o piloto automático analógico dos anos 60, que usava tubos de vácuo – itens que você não pode encontrar no seu Fry’s local ou mesmo na Amazon. “Tivemos pessoas a procurar tubos na Internet”, diz Alyson Hickey, engenheiro-chefe do programa de Canberra. “Nós finalmente substituímos tudo por um piloto automático digital moderno.” Além disso, o programa substituiu os assentos ejetáveis por um modelo usado no F-16, atualizou o trem de pouso e instalou um novo sistema de comunicação via satélite.
O programa de Canberra ajuda a pagar a conta dessas extensas modificações e reparos através de instrumentos voadores para outras agências governamentais, acadêmicas e do setor comercial. Dez anos atrás, um dos melhores clientes foi o Departamento de Defesa, que reservou a aeronave durante semanas para o seu programa Nó de Comunicações Aéreas do Campo de Batalha. O Canberra transportava equipamento que o converteu num “tradutor universal”. As aeronaves e outros bens que usam sistemas de comunicação incompatíveis usariam o Canberra para conversar entre si. Com seus logotipos da NASA pintados por cima, a aeronave foi enviada para o Afeganistão a partir de 2008, onde realizou 50 missões. Os destacamentos estrangeiros terminaram em 2012, quando o papel foi assumido por outras aeronaves, mas os WB-57s ainda conduzem testes de desenvolvimento para o programa Stateside.
A maior parte do trabalho diário das Canberras, no entanto, está conduzindo a ciência aerotransportada. É a aeronave ideal para comissionar quando surge uma tarefa incomum. Em agosto de 2017, por exemplo, dois WB-57s voando a cerca de 50 milhas de distância observaram quase oito minutos do eclipse solar total ao longo do caminho do sol através dos Estados Unidos. Mais tipicamente, os WB-57s estudam o ar. Durante a temporada de tempestades de 2015, uma Canberra foi em missões em quatro formações: O furacão Joaquin e a tempestade tropical Erika no Atlântico e os furacões Marty e Patricia no Pacífico. Voou a 60.000 pés ou mais, traçando o número 4 e outros padrões que o levaram diretamente sobre o centro de cada tempestade, uma a três vezes por vôo. “Nós nunca tivemos que nos preocupar com ninguém dizendo ‘Aquele furacão é muito alto para sobrevoar'”, diz Daniel J. Cecil, um cientista pesquisador do Centro de Vôo Espacial Marshall da NASA no Alabama e investigador principal de um dos instrumentos de inspeção de tempestades.
Para um experimento, a aeronave caiu nas quatro tempestades mais de 800 pequenas sondas, chamadas dropsondes, cada uma um um pouco mais curta e larga do que um tubo de papel toalha. Durante a descida de 10 a 15 minutos, elas transmitiram de volta à aeronave velocidade e direção do vento, temperatura e pressão do ar, umidade e temperatura da superfície do mar, juntamente com a altitude determinada por GPS. Uma segunda experiência utilizou microondas para medir a velocidade do vento na superfície do oceano. “É difícil obter uma medição direta sobre o mar aberto, especialmente quando a superfície está sendo agitada por ventos de 100 milhas por hora”, diz Cecil. “E os instrumentos nos satélites são cegos pela chuva, ou não são capazes de resolver a velocidade do vento.” O instrumento de Cecil mede o aumento da radiação de microondas emitida pelo espesso feixe de água salgada; a intensidade da radiação indica a velocidade do vento de superfície que a cria.
“Patricia foi a tempestade mais interessante”, diz Cecil. Ao longo de cerca de um dia, ela explodiu de uma tempestade tropical para o furacão mais forte já medido nesta parte do mundo”. Em uma passagem através do centro, medimos todo o olho e a parede do olho. Conseguimos uma amostra muito boa e detalhada.”
Talvez a missão atmosférica mais ambiciosa, no entanto, tenha sido POSIDON, o projecto Guam 2016. (O nome da missão é abreviatura de Pacific Oxidants, Sulfur, Ice, Dehydration, and cONvection). Foi concebido para lançar luz sobre processos físicos e químicos perto da tropopausa, a fronteira entre a camada inferior da atmosfera, a troposfera, e a camada seguinte para cima, a estratosfera. “As nuvens cirrus que ali se formam servem de ‘congelamento’ final do ar a caminho da estratosfera, mas os detalhes do processo são complicados”, diz Troy Thornberry, um cientista pesquisador da Universidade do Colorado Boulder que trabalha com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, que foi o principal investigador de vários dos instrumentos POSIDON. “Historicamente, os modelos climáticos têm ignorado a estratosfera porque achávamos que não havia nada de interessante lá em cima”, diz ele. “Mas à medida que mais modelos se tornaram mais detalhados, tornou-se claro que existem lacunas no nosso conhecimento relacionado com a estratosfera que devemos abordar”. Esta área de transição é também onde partículas como aerossóis podem ser transportadas para a estratosfera e depois circundar o globo, espalhando a luz solar e levando à destruição do ozônio. Thornberry e outros estão tentando entender os processos em ação na estratosfera agora, antes que as atividades humanas os modifiquem ainda mais.
Para conduzir esses estudos, várias dezenas de cientistas, engenheiros, pilotos e técnicos fizeram a viagem de 7.500 milhas de Houston a Guam. Os hangares da Base Aérea de Andersen estavam sendo reconstruídos, de modo que a aeronave-arco-escape da NASA 927 compartilhava um hangar de manutenção da United Airlines no Aeroporto Internacional de Guam, onde a tripulação da companhia aérea frequentemente convidava a equipe científica para se juntar aos seus almoços de buffets.
Durante três semanas na ilha, as equipes conduziram nove vôos científicos. “Foi uma missão desafiadora, principalmente por causa do calor”, diz Tom Parent, que pilotou vários dos vôos. “Ficavas tão quente e tão desidratado que quando chegavas ao ar, já estavas um pouco abatido. Depois voavas cerca de seis horas, e tinhas de conservar o gás que voltava para uma ilha sem muitas opções de desvio, o que era um pouco preocupante”
Em muitas dessas missões, a aeronave voou perto de grandes celas de tempestade convectiva, subindo de 43.000 pés para 60.000 pés e voltando novamente para recolher amostras. Em dois vôos, a Canberra estudou o fluxo de saída do Typhoon Haima, e em seu vôo final, mergulhou em nuvens de gases vulcânicos das ilhas da Papua Nova Guiné para coletar amostras de compostos de enxofre. Para alguns dos vôos, instrumentos lançados por balões estudaram a mesma mancha de céu que a NASA 927, fornecendo uma verificação dos dados de sua carga útil.
Equipes de instrumentos monitoraram os vôos do hangar da United, usando imagens meteorológicas-satélite para direcionar a aeronave para os melhores locais para amostragem. “Foi muito interativo”, diz Eric Jensen. “As nossas rotas de voo variaram quase constantemente para obter os dados mais interessantes.” Jensen tem participado em projetos de ciência aérea desde meados dos anos 90, e ele chama a POSIDON de “uma das melhores campanhas da minha carreira”. Eu não posso dizer coisas boas o suficiente sobre o . Eles estavam mais do que dispostos a decolar e pousar em tempestades, o que a ER-2 está relutante em fazer e o Global Hawk nem sequer vai considerar. Era o ideal para o trabalho”. Jensen propõe missões de seguimento para estudar as condições em todo o Japão, ao largo da costa de África e no Árctico. “Isso nos ajudará a ter uma visão completa de como os aerossóis são distribuídos globalmente”, diz ele.
Mas as Canberras já tiveram longas carreiras, e quanto mais tempo elas continuarão a ser aeronavegáveis não é certo. Um grande desafio de engenharia, em particular os teares. Todas as peças grandes e originais usinadas nas asas da NASA 926 e 928 são feitas de uma liga de alumínio chamada 7079-T6. Na época em que a aeronave foi fabricada, “era o material – era ótimo”, diz o engenheiro sênior da WB-57 Kevin Krolczyk. “Anos mais tarde, porém, eles descobriram que ele tem propriedades de corrosão por tensão fraca – é altamente propenso a rachaduras por corrosão por tensão”. Qualquer tensão, incluindo a “queda” das asas quando a aeronave está no chão, agrava o problema. “Ninguém a usa agora. Mas não podemos porque toda a estrutura é feita desse material”, diz Krolczyk. As equipes de manutenção inspecionam rotineiramente as asas, e a equipe substituiu alguns pedaços menores de spar-about 10 a 15 por cento no total. (Como a equipe teve que reconstruir em grande parte a NASA 927, eles aproveitaram a oportunidade para equipá-la com novas asas). “Nós inspecionamos muito e temos bons procedimentos de reparo, mas eventualmente isso não será suficiente”, diz Krolczyk. “A questão é, isso é daqui a dois anos ou 20? É muito difícil dizer”
Even então, Charlie Mallini diz que não há razão para se preocupar, acrescentando que a ciência que eles fornecem vale bem o trabalho de manter estes aviões muito tempo depois do dia em que o resto da sua linha foi colocada em pasto. “Nós vamos continuar”, diz ele. “Não há planos para retirar estes aviões”…mais uma vez, isto é. O Arizona vai ter de esperar um pouco para a NASA 927 se instalar de volta no cemitério. Tem um furacão para voar.
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Esta história é uma seleção da edição de outubro/novembro da Air & Space magazine
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