O planeta Mercúrio pode ter uma camada de diamante por baixo da superfície

Mercúrio pode estar guardando um tesouro centenas de quilômetros abaixo de sua superfície: uma grossa camada de diamantes. Pelo menos é o que diz um experimento publicado na Nature Communications que recriou condições antigas do planeta mais próximo do Sol.
O diamante, cristal que se tornou símbolo de luxo e riqueza, é uma forma alotrópica do carbono, o elemento químico essencial para a vida.
Ele forma, naturalmente, estas pedras preciosas e a grafite.
Mercúrio, o menor planeta do sistema solar, é rico em carbono. Quem descobriu isso foi a sonda Messenger, da Nasa, que orbitou o planeta entre 2004 e 2015 e mostrou sua superfície coberta de grafite. O elemento químico muito provavelmente também está presente no interior do globo, onde ele pode se manifestar de formas diferentes dependendo da temperatura e da pressão.
Recriando um planeta num laboratório
Cientistas da Universidade de Liège, na Bélgica, recriaram em laboratório as condições do interior de Mercúrio há 4 bilhões de anos, quando o planeta inteiro era só um grande oceano de magma em volta de um pequeno núcleo metálico.
Para recompor esse antigo planeta, os pesquisadores se valeram de misturar compostos que eles sabem que existiam em Mercúrio na época, como enxofre, titânio e dióxido de alumínio, em uma prensa mecânica de bigorna feita de grafite rica em carbono.
A pressão exercida pela prensa, de sete gigapascals, é equivalente a 69 mil vezes a pressão da atmosfera da Terra no nível do mar.
Eles aqueceram a mistura a 2000 °C, e os elementos químicos derreteram completamente quando os termômetros atingiram 1900 °C.

Os cientistas explicam que essa seria a temperatura do oceano de magma de Mercúrio, quando o planeta foi formado.
As condições encontradas no experimento são teoricamente ótimas para a formação de diamantes: se a temperatura tivesse sido um pouco maior, o carbono se transformaria em grafite.

O oceano de magma mais frio do que eles imaginavam traz maiores as chances de se formarem diamantes estáveis.

Os cientistas acreditam que os diamantes se formaram no núcleo e, depois de alguns milhões de anos, se estabilizaram como uma camada entre ele e o manto. Hoje, pode ser que essa faixa de cristais tenha até 200 metros de grossura, com 1% da massa total de Mercúrio composta por diamantes.

Missão Marte: Novo Foguete Em Teste

Engenheiros no Centro de Voo Espacial Marshall, da Nasa, em Huntsville, nos Estados Unidos, testaram com sucesso um motor de foguete simulando os requisitos para levar uma espaçonave da Lua à Marte.
O acontecimento foi divulgado em 20 de dezembro pela agência espacial norte-americana. O teste aconteceu no chamado Motor de Foguete de Detonação Rotativa (RDRE, na sigla em inglês), que foi impresso em 3D.

O equipamento operou por 251 segundos (mais de quatro minutos), gerando mais de 2,63 mil quilos de impulso. Isso supera resultados de um teste de 2022 divulgados em janeiro de 2023, quando a marca foi de aproximadamente 1,81 mil quilos gerenciados durante quase um minuto pelo motor do foguete.
Segundo afirmou em comunicado o líder dos testes, Thomas Teasley, engenheiro de dispositivos de combustão de Marshall, o tipo de queima sustentada emula os requisitos típicos para um pouso de sonda ou uma queima no espaço profundo que poderia direcionar uma espaçonave da Lua para Marte.

O objetivo do teste, conforme Teasley, foi compreender melhor como dimensionar o combustor para diferentes classes de impulso, apoiando sistemas de motores de todos os tipos e maximizando a variedade de missões que ele poderia atender. Isso inclui desde sondas até motores de estágio superior e retropropulsão supersônica — técnica de desaceleração que poderia pousar cargas úteis maiores ou até humanos em Marte.”O RDRE possibilita um grande salto na eficiência de design”, disse o engenheiro. “Demonstra que estamos mais próximos de criar sistemas de propulsão leves que nos permitirão enviar mais massa e carga útil mais longe no espaço profundo, um componente crucial para a visão da Nasa da Lua para Marte.”

Astronomia – De Volta a Lua

Eugene Cernan fechou a porta do LM-12, o módulo lunar da Apollo 17, e se tornou o último homem a pisar na Lua, o mundo era outro em 1972. A China vivia o caos da chamada Revolução Cultural, uma violenta onda de perseguição ideológica iniciada por Mao Tsé-Tung – e seu PIB era dez vezes menor que o americano.
Ninguém poderia imaginar que, cinco décadas depois, ela seria a segunda maior força econômica e espacial do mundo, alcançando rapidamente os EUA. Também seria difícil prever o fim da URSS e a trajetória da Rússia, que se aproximou do Ocidente mas agora voltou a um forte isolamento, detonado pela Guerra da Ucrânia. E quem diria que a exploração lunar, a coisa mais cara e complexa que a humanidade já fez, não ficaria restrita às superpotências e também chegaria ao alcance de países menos poderosos – ou até de empresas privadas? Os avanços da China, a tensão geopolítica entre EUA e Rússia, a evolução tecnológica e a descoberta de água congelada na Lua (que pode viabilizar a construção e operação de uma base por lá). Com um horizonte um pouquinho mais largo, dois anos e meio, são mais de dez nações. Incluindo os chineses, que em 2019 pousaram uma sonda no lado oculto da Lua, e agora tentam alcançar o polo sul lunar antes dos americanos – que planejam fazer uma missão tripulada em 2024 e pousar astronautas na Lua já no ano seguinte. E a Rússia está retomando seu programa Luna, que na década de 1970 enviou dois rovers (robôs com rodas) para lá.O primeiro grande passo dessa nova corrida lunar foi dado pela Nasa, com a Artemis I. A agência tentou lançar essa missão em 29 de agosto e em 3 de setembro, mas enfrentou problemas técnicos. Dia 16 de novembro, enfim, ela decolou com sucesso. O voo, que não é tripulado, tem por objetivo testar o superfoguete SLS (Space Launch System) e a cápsula Orion.
O SLS é imenso, com tamanho e empuxo (força) similares aos do Saturn V, usado no programa Apollo. Já a cápsula Orion é o veículo que, em 2024, levará humanos a orbitar a Lua pela primeira vez desde 1972. Não foi barato ou rápido construí-los. O SLS teve seu projeto oficialmente iniciado em 2011, e já custou mais de US$ 23 bilhões (em valores corrigidos pela inflação). Já a Orion, com capacidade para levar até quatro pessoas, está sendo desenvolvida desde 2006 e consumiu outros US$ 22 bilhões. O perfil da missão Artemis I lembra um pouco a incrível Apollo 8, primeira a levar humanos à órbita lunar, em dezembro de 1968. Conduzida apenas com o módulo de comando da Apollo (que fez o papel equivalente ao da Orion), ela foi até a Lua, inseriu-se em órbita, voltou a acender seus motores e retornou à Terra, seis dias após a partida.
Seu remake versão século 21, contudo, mostra ambições superiores. A receita é praticamente a mesma, mas a nave passará mais tempo em volta da Lua, e numa órbita mais larga. Neste primeiro lançamento de teste, não houve gente à bordo. Isso só deve acontecer na missão Artemis II, que está prevista para 2024. A Artemis leva sete CubeSats americanos, um italiano e dois japoneses. Itália e Japão estão entre os parceiros espaciais mais fiéis dos EUA, e fazem parte dos Acordos Artemis, que foram assinados em 2020 e incluem 21 países, dentre eles Brasil e Ucrânia. Duas grandes ausências são a Rússia e a China: elas se sentiram preteridas nas discussões, pois os EUA apresentaram de forma unilateral o texto. A Rússia vive um momento crítico, e isso se reflete também nas atividades espaciais. O lento declínio da indústria de foguetes russa passa por aperto ainda maior depois da invasão da Ucrânia, que levou parceiros tradicionais, como os países europeus, a cancelarem colaborações (foi o caso do rover marciano ExoMars, que agora a Europa vai tentar desenvolver sem os russos).
O programa soviético Luna é o mais antigo da história da exploração lunar. Seu primeiro grande feito foi fotografar de forma pioneira o lado oculto do nosso satélite natural. Dali em diante foram mais de 30 tentativas de lançamento, com vários fracassos e alguns grandes sucessos, como as missões Luna 17 e Luna 21, que levaram os rovers Lunokhod 1 e Lunokhod 2. O programa terminou com a missão Luna 24, de 1976, que trouxe de volta 170 gramas de amostras de solo lunar – nas quais cientistas soviéticos detectaram a presença de água (uma descoberta que só seria confirmada pela Nasa décadas depois). A Rússia trabalha na Luna 25 desde a primeira década dos anos 2000.
Outro contratempo foi o fracasso da sonda russa Phobos-Grunt, lançada em 2011 para coletar amostras em Phobos, uma das luas de Marte. Ela falhou logo após o lançamento. Em 2019, a China mostraria a capacidade de ser pioneira em um grande feito espacial: com a Chang’e 4, o país asiático se tornou o primeiro a pousar com sucesso um artefato no lado afastado da Lua. Já estão planejadas, para 2024, as missões Chang’e 6 e 7. A primeira fará um retorno de amostras do polo sul lunar (pois é, sempre ele) e a segunda fará um pouso na mesma região, levando até lá um rover e uma sonda voadora.

Tecnologia – Nasa recicla 98% de todo o xixi e suor em água potável para astronautas na estação espacial

Você Beberia?
Para atender as necessidades básicas dos membros da tripulação em missões espaciais para áreas além da órbita terrestre, a NASA anunciou, que está em fase de testes, técnicas avançadas de purificação da urina dos astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). Eles conseguiram atingir a taxa de recuperação de água de 98%.
Segundo o portal Space.com, no caso da ISS, cada tripulante necessita de cerca de meio litro de água por dia para beber, preparar alimentos e para usos higiênicos como escovar os dentes. O método usado para alcançar esse avanço foi alcançado na reciclagem de urina, respiração e suor dos astronautas.
Por trás desse número impressionante está o Sistema de Monitoramento Ambiental e Suporte à Vida (ECLSS, na sigla em inglês) da estação espacial, que pode converter em água potável as águas residuais coletadas, assim como de respiração e suor.
A Unidade de Processamento de Urina (UPA) do sistema, pode até recuperar água potável a partir da urina da tripulação. Ao recuperar a água da “salmoura de urina”, o produto destilado da UPA, usando um subsistema chamado Brine Processor Assembly (BPA), os cientistas conseguiram aumentar a eficiência geral de 94% para 98%. “Este é um passo muito importante na evolução dos sistemas de suporte à vida”, disse em comunicado Christopher Brown, membro da equipe do Johnson Space Center que gerencia os sistemas de suporte à vida na ISS.
Água mais limpa do a que se bebe na Terra
A equipe reconhece que a ideia de beber urina reciclada pode ser desconcertante para algumas pessoas, mas eles argumentam que o resultado final é de maior qualidade em comparação com os sistemas municipais de abastecimento de água.
Segundo Williamson, o processo de tratamento é semelhante ao utilizado em alguns sistemas terrestres de distribuição de água, mas adaptado à microgravidade. A tripulação não consome diretamente a urina, mas a regenera, filtra e purifica para obter uma água mais limpa do que a que se bebe na Terra. Antes disso, são realizados numerosos processos e testes para garantir a produção de água potável de qualidade.

Astronomia – As Próximas Missões Espaciais

Ainda, alguns grandes projetos que foram adiados nos últimos anos podem estrear em 2021, como o Telescópio James Webb e o foguete SLS, da NASA. Também devemos ver a estreia de um programa de defesa planetária contra asteroides potencialmente perigosos à Terra, entre várias outras missões interessantes.
Missões que chegam a Marte
Em fevereiro, as missões Mars 2020, Hope Mars e Tianwen-1 chegaram ao Planeta Vermelho. Todas elas foram lançadas em julho do ano passado, aproveitando a janela mais recente que permite às espaçonaves um trajeto mais rápido até Marte — para chegar lá, as missões têm apenas um pequeno período a cada dois anos, correspondente ao momento em que Marte se aproxima da Terra em sua órbita ao redor do Sol.
A primeira delas foi a Hope Mars, lançada pelos Emirados Árabes Unidos no dia 19 de julho. O foguete carregando a sonda orbital partiu de solo japonês e o objetivo é estudar o clima marciano. Quando chegar ao Planeta Vermelho, a Hope vai se inserir na órbita marciana com uma manobra autônoma, sem depender de comandos enviados aqui da Terra, e ficando ao redor de Marte para coletar dados.
Astrônomos e astrofísicos do mundo inteiro estão ansiosos pelo lançamento do telescópio James Webb, da NASA, que já está uma década atrasado. A previsão mais recente era para uma estreia em 2020 ou meados de 2021, mas o prazo precisou ser adiado mais uma vez devido à pandemia de COVID-19. A agência espacial agendou então o lançamento para o dia 31 de outubro de 2021.
Não é à toa que todos estejam ansiosos por este lançamento. O James Webb não será apenas um substituto para o Hubble — cujo futuro ainda é incerto —, mas também promete uma grande revolução para a ciência espacial. É que o novo instrumento será capaz de “enxergar” muito mais longe, com detalhes nunca vistos antes, abrindo uma “janela para o universo primitivo, permitindo ver o período em que as primeiras estrelas e galáxias se formaram”, de acordo com a NASA.

De fato, o James Webb é o maior telescópio já construído. Ele foi projetado para detectar as primeiras estrelas e galáxias que surgiram no universo, mas poderá ser usado para muitas outras pesquisas. Na verdade, o potencial de suas contribuições pode ser maior do que se imagina, e quantidade de descobertas que ele pode trazer são imprevisíveis — podendo ir desde mistérios das fronteiras do Sistema Solar até a busca por vida alienígena em planetas distantes.

Testes do Starship
Este ano também pode ser o marco de um salto gigantesco nas viagens espaciais. É que a SpaceX continuará fazendo testes com protóripos de próximo veículo espacial, o Starship, e o CEO Elon Musk está bem confiante que a nave possa fazer seu primeiro voo fora do nosso planeta ainda em 2021. Representantes da SpaceX também já disseram que as primeiras missões começariam este ano, com ​​lançamentos de satélites de comunicações comerciais, inicialmente.

Ainda falta um bom caminho para isso se tornar realidade. O Starship depende de seus próximos testes aéreos e também de seu foguete, o Super Heavy, ainda em desenvolvimento. No último teste, o protótipo SN8 realizou um “salto” com cerca de sete minutos de duração, no qual o veículo alcançou a altitude de 12,5 km, mas acabou explodindo ao pousar. Mesmo assim, Elon Musk se mostrou satisfeito com o resultado, dizendo “Marte, aqui vamos nós!”. Pois é, o Starship é o veículo que realizará a ambição do empresário de levará humanos ao Planeta Vermelho em um futuro aparentemente não muito distante.

É difícil prever o que veremos em 2021, mas é certo que haverá uma série de testes com o sistema Super Heavy/Starship e — talvez — voos suborbitais, caso nenhuma falha grave atrase o cronograma. Na melhor das hipóteses, também testemunharemos os primeiros lançamentos oficiais do veículo.

Foguete Space Launch System (SLS)
O mais importante foguete da NASA é o Space Launch System (SLS), pois dele dependem todos os planos de enviar astronautas para uma permanência contínua na Lua e, posteriormente, iniciar as missões tripuladas a Marte. A agência estadunidense quer levar humanos novamente ao nosso satélite natural em 2024, por meio do programa Artemis, mas os preparativos foram ficando cada vez mais caros e o desenvolvimento do SLS sofreu vários atrasos devido a “desafios técnicos”.
Nave Starliner
O segundo lançamento de teste, ainda não tripulado, da nave Starliner, da Boeing, está programado para o dia 29 de março deste ano. O destino é a Estação Espacial Internacional (ISS) e o teste consiste no acoplamento da nave à estação orbital, o retorno à Terra e o pouso bem-sucedido. Se tudo der certo, a companhia provará à NASA que seu sistema está pronto para transportar astronautas nessa viagem.

Este será um momento crucial para a empresa dentro do Programa de Tripulações Comerciais da NASA. É através deste mesmo programa que a SpaceX já está enviando astronautas para a ISS com sua nave Crew Dragon e, em breve, a Boeing também deverá cumprir com sua parte no acordo com a agência espacial. Depois de muitos atrasos, problemas com a Starliner em um voo de teste realizado em dezembro de 2019 fizeram com que a companhia adiasse a agenda de lançamentos até que a falha fosse encontrada e corrigida.

Se o teste de março for bem-sucedido, pode ser que finalmente veremos a Boeing transportar astronautas na Starliner pela primeira vez em algum momento no final de 2021.

Foguetes e mais foguetes
Muitos outros foguetes também podem fazer uma estreia gloriosa em 2021. Entre eles estão o New Glenn da Blue Origin, o Vulcan da United Launch Alliance (ULA) e o Ariane 6 da Arianspace. Também podemos ver novas tentativas da Virgin Orbit com seu foguete LauncherOne, um veículo de lançamento descartável de dois estágios projetado para ser lançado a partir de uma aeronave Boeing 747 modificada. A Virgin Orbit falhou em sua tentativa de lançamento desse foguete em 2020, mas deve tentar novamente este ano.
Também haverá muitos foguetes pequenos estreando em 2021, como o Alpha da Firefly, com capacidade de lançar quase 1 tonelada para a órbita baixa da Terra. Outra startup dos EUA chamada ABL Space Systems também estreará um veículo de lançamento, o RS1, e a Relativity Space está confiante de que lançará seu foguete Terran 1 no final do ano. A Índia planeja lançar seu SSLV pela primeira vez, assim como o Vega C, da Europa.
Astronautas revezam a estadia na ISS a cada seis meses, normalmente. Isso significa que todos os anos temos pelo menos dois lançamentos tripulados rumo à estação orbital. As duas expedições de 2021 a serem lançadas pela SpaceX já estão programadas: a primeira delas (Crew-2) será lançada em março de 2021, enquanto a segunda (Crew-3) deve decolar em outubro de 2021. Ambas as missões serão lançadas pelo foguete Falcon 9 e contando com a nave Crew Dragon, da SpaceX.
Há ainda outras missões planejadas para a ISS, que incluem astronautas particulares. A SpaceX pretende enviar uma tripulação da empresa Axiom Space, selecionada pela NASA para construir um módulo comercial habitável na estação orbital. Essa iniciativa abre espaço para companhias privadas utilizarem a ISS e permite que uma quantidade maior de pessoas possa permanecer por lá, realizando ainda mais experimentos e trazendo novos avanços científicos e oportunidades comerciais.
Além disso, parece que o primeiro filme gravado no ambiente espacial levará o ator Tom Cruise à ISS a bordo da nave de Elon Musk. Informações preliminares indicam que essa viagem deve acontecer em outubro deste ano.

Missões lunares
Parece que as missões lunares serão protagonistas no ano de 2021. Há várias delas planejadas para levar módulos de pouso e rovers à superfície lunar, incluindo o Peregrine, da Astrobotic, que deve ser lançado em julho e alunissar em uma região chamada Lacus Mortis. Embora seja uma iniciativa privada, recebeu apoio financeiro da NASA, então pode-se dizer que esse é o primeiro pouso da agência espacial estadunidense na Lua desde as missões Apollo.
Essa missão levará 11 experimentos para a NASA com o objetivo de analisar as rochas e poeira da superfície lunar, testando sensores importantes para direcionar a seleção do local de pouso. Também será lançado primeiro rover lunar do Japão, chamado Yaoki, junto com o módulo de pouso Peregrine. Ambos voarão a bordo do novo foguete Vulcan Centaur, da United Launch Alliance.
Outra missão privada ocorrerá através da Intuitive Machines, que enviará o módulo de pouso Nova-C, que também foi contratada pela NASA para realizar experimentos científicos na Lua, preparando o terreno para as missões do Programa Artemis. Instrumentos científicos da empresa estudarão a química dos materiais no regolito lunar, o ambiente de radiação e a química da exosfera da Lua.
A Rússia também voltará à Lua pela primeira vez desde a extinta União Soviética, através da missão Luna-25. A nave terá nove instrumentos a bordo e a missão é baseada em planos originalmente concebidos em 1997. Por fim, a Índia também vai tentar pousar na Lua através da missão Chandrayaan-3, a segunda tentativa após a queda da sonda Vikram na missão Chandrayaan-2 em 2019.

Investigando asteroides
O estudo de asteroides continuará com a missão Lucy, que vai investigar rochas espaciais perto de Júpiter, buscando respostas sobre a história do Sistema Solar. Além disso, a OSIRIS-REx, da NASA, deixará o asteróide Bennu em março, trazendo consigo uma grande quantidade de amostra que coletou da superfície, mas só chegará à Terra em 2023.
Também veremos o início de um programa especial da NASA: o DART, desenvolvido para testar estratégias de defesa planetária contra asteroides potencialmente perigosos. Trata-se de um sistema baseado na técnica do pêndulo cinético com o objetivo de atingir as rochas ameaçadoras para mudar sua trajetória. Em outras palavras, a missão pode ser descrita como uma tentativa de se chocar contra um asteroide, dando um “empurrãozinho” para que ele siga outro caminho, sem que a Terra esteja no meio.
Por fim, vale mencionar o Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) da NASA, programado para ser lançado no final de 2021 com o objetivo de chegar até o asteroide 1991 VG.

Limpeza espacial
O problema do lixo espacial é preocupante e cada vez o cenário fica um pouco pior, ainda mais com o lançamento de centenas de novos satélites de internet para as contelações de empresas como SpaceX e OneWeb. Quanto mais satélites em órbita, maiores são os riscos de uma colisão com lixo espacial, o que pode causar um efeito dominó e, no pior dos cenários, tornar a baixa órbita potencialmente inutilizável.
Em 2021 teremos algumas missões que tentarão diminuir esses transtornos, como a ELSA-d da, Astroscale, que será lançada em um foguete Soyuz em março. A empresa vai colocar em órbita duas naves que tentarão se acoplar e se soltar várias vezes através de um ímã, e realizará uma série de demonstrações tecnológicas como busca, identificação, encontro, acoplagem e eventual des-órbita.
Com todas essas tarefas, o ELSA-d demonstrará a primeira captura semiautônoma e a primeira identificação de objetos fora do campo de visão dos sensores de navegação. Tudo isso para demonstrar tecnologias que futuramente serão capazes de coletar lixo espacial.