Inovação apoiada pela Fapesp auxilia a Nasa em planos para futuras missões lunares
Poucas horas antes da espaçonave Orion iniciar sua jornada rumo à Lua, no dia 1º de abril, um engenheiro mecatrônico de São Paulo, Rodrigo Trevisan Okamoto, recebeu um e-mail aguardado desde o anúncio da missão Artemis II em 2023. A mensagem da Nasa informava que a equipe do primeiro voo tripulado ao redor do satélite em meio século levaria um dispositivo criado por ele e seu time na startup Condor Instruments, com o suporte inicial do programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) da FAPESP.
“O aviso da Nasa foi inesperado e nos surpreendeu. Só após a realização da missão soubemos que os astronautas já estavam utilizando o equipamento em testes nos últimos dois anos”, relata Okamoto ao Pesquisa para Inovação.
Conhecido como actígrafo, o dispositivo tem a forma de um relógio de pulso e combina acelerômetros com sensores de luz e temperatura para mapear, com grande precisão, os ciclos de sono e vigília do usuário ao longo de dias ou semanas.
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Seu funcionamento se baseia em um sensor de atividade que registra a frequência e intensidade dos movimentos do braço. Com a análise desses dados, é possível determinar períodos de descanso (quando não há movimento) e momentos de atividade (quando há movimento), permitindo um registro acurado do comportamento circadiano do usuário.
Esse “relógio biológico”, com duração aproximada de 24 horas, regula funções físicas e comportamentais na maioria dos seres vivos, sendo influenciado principalmente pela luz. O dispositivo conta com dez sensores que detectam exposição à luz em diferentes espectros. Esses dados são vitais para caracterizar não apenas a intensidade luminosa, mas também sua composição espectral durante o ciclo claro-escuro, que é fundamental para sincronizar o relógio biológico interno com o ambiente externo.
“O ciclo claro-escuro é determinado pela rotação terrestre e é por meio dele que o cérebro prevê quando é hora de dormir. No espaço, essa referência se torna inexistente, pois os astronautas podem estar expostos à luz ou escuridão constantes dependendo da posição em relação ao Sol”, explica Mario Pedrazzoli Neto, professor da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP (EACH-USP). Especialista em cronobiologia — área que investiga ritmos biológicos — Pedrazzoli coordenou estudos que fundamentaram o desenvolvimento do actígrafo brasileiro.
Desregulação do sono
Na Estação Espacial Internacional (ISS), por exemplo, os astronautas vivenciam 16 alvoreceres e entardeceres diariamente, o que pode perturbar consideravelmente seus ciclos de sono e vigília. Para minimizar esse impacto, sistemas de diodos emissores de luz (LEDs) foram instalados na estação para simular o ciclo terrestre, ajudando a regular a higiene do sono da tripulação.
“Devido a esses fatores, além de outros ainda sob pesquisa como os efeitos da gravidade, os astronautas frequentemente sofrem com privação de sono. No espaço, o descanso tende a ser desregulado”, afirma Pedrazzoli.
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A privação do sono pode resultar em déficits cognitivos e motores prejudiciais durante missões prolongadas; assim sendo, agências como a Nasa frequentemente realizam pesquisas para entender como as irregularidades nos ciclos luminosos e distúrbios do sono impactam a saúde humana tanto no curto quanto no longo prazo.
Pesquisadores associados à Nasa estão analisando como elementos como luminosidade e consumo de cafeína influenciam os relógios biológicos das tripulações e afetam a qualidade do sono.
“A cronobiologia surgiu devido ao financiamento da Nasa pela necessidade de compreender como os astronautas dormem no espaço”, ressalta Pedrazzoli.
Para a missão Artemis, iniciada em 2023, foi colocado em prática um estudo focado no monitoramento do bem-estar dos astronautas, nível de atividade física, padrões de sono e interações sociais. O projeto chamado Archer (Artemis Research for Crew Health and Readiness) visa entender as dificuldades biológicas e psicológicas enfrentadas pela tripulação dentro da cápsula Orion — um ambiente confinado onde desafios relacionados ao isolamento e radiação são comuns durante viagens espaciais mais longas.
Com isso em mente, engenheiros da Nasa procuraram actígrafos disponíveis globalmente capazes de realizar monitoramento em tempo real. O dispositivo desenvolvido pela Condor Instruments atraiu interesse após representantes da startup participarem de congressos internacionais focados nas áreas de cronobiologia, sono e luz.
“Em 2023 eles entraram em contato conosco buscando um novo fornecedor. A princípio fizeram uma compra menor voltada para as áreas científicas e tecnológicas. Desde então temos participado ativamente das reuniões conforme o projeto avança. O aparelho passou por rigorosos testes para verificar se suas informações atenderiam às exigências da missão e se era seguro para uso durante o voo”, recorda Okamoto.
Embora já houvesse indícios sobre seu uso na Artemis II desde final de 2025, somente no dia do lançamento veio a confirmação oficial. “Foi apenas quando a nave partiu que soubemos que nosso dispositivo estava realmente a bordo”, conta o engenheiro.
Avanços tecnológicos
Segundo Okamoto, o actígrafo brasileiro se destaca frente aos concorrentes internacionais devido à sua capacidade de monitorar atividades motoras além das exposições à luz e temperatura cutânea. Este último aspecto é essencial porque durante o sono a temperatura corpórea diminui entre 1 ºC a 2 ºC — parte do processo fisiológico circadiano que ajuda na recuperação energética.
Outro aspecto inovador é a medição da luz melanópica — uma faixa espectral azul-ciana (cerca de 490 nanômetros) capaz de afetar diretamente sistemas não visuais humanos. Essa iluminação ativa células ganglionares fotossensíveis na retina inibindo produção de melatonina enquanto sinaliza ao cérebro que é hora acordar; assim aumentando os níveis de alerta enquanto suprime sonolência.
“Os celulares geram emissão nesse comprimento específico; portanto seu uso noturno altera significativamente como nosso cérebro regula o sono”, alerta Pedrazzoli.
O dispositivo também inclui um botão para eventos históricos acionado pelos astronautas em momentos marcantes; como no dia 6 de abril quando Orion alcançou uma distância recorde de 406.777 km da Terra — marca histórica para as viagens humanas. Na coletiva pós-missão, o comandante Reid Wiseman destacou outra funcionalidade importante: “Esse dispositivo nos permitiu recuperar foco sempre que nos distraíamos ao longo dos últimos dois anos”.
Conforme informado pela Nasa, as informações coletadas pelo actígrafo durante a missão serão comparadas com dados obtidos através de testes motoras e questionários aplicados antes e depois do lançamento. O intuito é aprimorar projetos futuros das espaçonaves garantindo segurança nas missões prolongadas. “Os conhecimentos adquiridos serão fundamentais para entendermos como os astronautas poderão sobreviver melhor longe da Terra”, afirma a agência no site dedicado ao projeto Archer.
Caminho até as estrelas
A história do actígrafo começou com uma demanda específica identificada por Pedrazzoli durante estudos realizados no Centro de Estudos do Sono — iniciativa financiada pela FAPESP entre 2000 e 2012 ligada à Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Os protótipos iniciais foram desenvolvidos para avaliar os efeitos do horário de verão sobre as populações estudadas.
“Identificamos que era necessário aumentar nossa capacidade produtiva para atender nossas pesquisas além garantir suporte técnico especializado”, explica Pedrazzoli. Indicados pelo professor Arturo Forner-Cordero da Escola Politécnica da USP, Pedrazzoli conheceu Okamoto e Luis Filipe Rossi — mestrandos interessados em criar uma startup tecnológica. Com apoio financeiro através do PIPE-FAPESP conseguiram transformar protótipos acadêmicos em produtos comerciais altamente precisos.
“Depois dos primeiros modelos feitos com peças usinadas buscamos investimento através do PIPE-FAPESP para consolidar nosso negócio”, afirma Okamoto. Atualmente sua startup exporta cerca de 80% dos dispositivos produzidos mensalmente — entre 200 a 300 unidades — para mais de quarenta países atendendo instituições acadêmicas renomadas além centros avançados dedicados à pesquisa científica. O equipamento está sendo utilizado desde investigações sobre epidemias até recuperação neonatal em UTIs.
Agora eles buscam manter essa parceria com a Nasa nas próximas fases das missões Artemis incluindo uma prevista para pouso no polo sul lunar até 2028. “Faremos todo esforço possível para continuar fornecendo nossos produtos à agência”, conclui Okamoto.
Um modelo inspirador
Rodolfo Azevedo, coordenador na área Tecnologias e Parcerias Inovadoras da Fapesp avalia positivamente a participação da Condor Instruments na missão Artemis II ressaltando-a como um exemplo claro dos objetivos buscados pelo programa PIPE-FAPESP: transformar ciência acadêmica em inovação tecnológica nacional efetiva.
“É importante ressaltar que esse apoio representou um alicerce fundamental na fase inicial formativa dessa empresa quando os riscos tecnológicos são altos enquanto investimentos privados ainda são limitados. Esse suporte inicial possibilitou converter protótipos acadêmicos em produtos comerciais extremamente precisos”, destaca Azevedo.
O êxito dessa empresa também ilustra uma lição valiosa sobre inovação: embora seja crucial garantir financiamento logo no início do processo criativo , resultados significativos demandam tempo até se materializarem plenamente segundo Azevedo.
“Entre os primeiros protótipos apoiados pelo PIPE até agora ter tecnologia brasileira monitorando astronautas numa missão espacial profunda houve anos dedicados à pesquisa contínua aprimorada”. Isso reafirma que inovações disruptivas exigem paciência estratégica juntamente com investimento constante afim permitir colher frutos que elevem ainda mais o nome do Brasil internacionalmente”, conclui.
