Em 2016, o fundador da SpaceX, Elon Musk, revelou sua grande ambição de criar uma colônia humana em Marte. Naquela época, o empresário esperava ver uma missão tripulada ao nosso vizinho planetário acontecer logo em 2024. Mais adiante, ele recalculou seus planos para 2026.
No entanto, as chances da humanidade de pisar no Planeta Vermelho antes do fim desta década estão começando a diminuir, já que o próprio Musk estima agora uma nova data. O bilionário usou sua conta pessoal no Twitter para informar que vê 2029 como a data mais próxima para que os humanos consigam, finalmente, ir a Marte. Se isso se concretizar, a primeira viagem tripulada a Marte acontecerá 60 anos depois do primeiro pouso humano na Lua, em 1969. A Starship, que a SpaceX está projetando para levar astronautas de volta à Lua para a Nasa e, eventualmente, para Marte, fez alguns voos bem-sucedidos em alta altitude, mas ainda não chegou ao espaço.
À medida que a Terra e seu vizinho vermelho se movem ao redor do Sol, os dois planetas se aproximam um do outro e depois se afastam novamente. Para aproveitar os momentos em que a distância entre os dois mundos é mais curta, é necessário lançar durante certas janelas. Assim, as janelas de lançamento para Marte ideais para esta década são no fim deste ano, no último mês de 2024, de 2026 e o período final de 2028/início de 2029. Pelo visto, as ambições iniciais de Elon Musk foram excessivamente otimistas. E se sua data-alvo for postergada ainda mais, ocorrendo na década de 2030, será mais próximo de quando a Nasa sempre teve como objetivo enviar os primeiros astronautas a Marte.
A atmosfera marciana é rarefeita, e a pressão atmosférica na superfície varia de 30 Pa (0,03 kPa) no pico do Olympus Mons para mais de 1 155 Pa (1,155 kPa) nas depressões de Hellas Planitia, com uma pressão média na superfície de 600 Pa (0,6 kPa), comparado à pressão terrestre de 101,3 kPa. A atmosfera de Marte consiste em 95% de dióxido de carbono, 3% nitrogênio, 1,6% argônio, e ainda traços de oxigênio, água, e metano. A atmosfera de Marte é bastante empoeirada, dando ao céu marciano uma cor amarelada quando vista da superfície; dados da Mars Exploration Rovers indicam que partículas suspensas possuem aproximadamente 1,5 micrômetros. A atmosfera de marte é composta das seguintes divisões:
Baixa atmosfera: É a mais aquecida afetada pelo aquecimento da poeira suspensa e do solo. Média atmosfera: Marte possui um jet stream que flui nessa região. Atmosfera superior, ou termosfera: Essa região apresenta temperaturas muito altas causadas pelo aquecimento do Sol. Nesse nível, os gases começam a se separar entre si ao invés de se fundirem, tal como ocorre na baixa atmosfera. Exosfera: 200 km e acima. Essa região é onde se delimita os últimos vestígios da atmosfera e o espaço. Não há nenhum limite claro devido ao gás ser extremamente rarefeito, o que torna a definição de onde a atmosfera termina bastante difícil. Dióxido de carbono O principal componente da atmosfera de Marte é o dióxido de carbono (CO2). Durante o inverno marciano os pólos entram em um período de escuridão contínua, o que resfria a superfície de tal forma que 25% do CO2 atmosférico se condensa em dióxido de carbono sólido (gelo seco) formando uma capa de gelo nos pólos. Quando os pólos são expostos novamente à luz solar, durante o verão marciano, o CO2 congelado sublima, voltando à atmosfera. Esse processo leva a uma grande variação da pressão e composição atmosférica ao redor dos pólos marcianos.
Argônio A atmosfera de Marte é consideravelmente enriquecida de gases nobres, especialmente o argônio em comparação às outras atmosferas de outros planetas do sistema solar. Diferente do dióxido de carbono, o argônio não se condensa, assim sendo a quantidade total de argônio na atmosfera é constante. No entanto, as concentrações locais podem variar devido ao fluxo de dióxido de carbono de um lugar a outro. Recentes dados de satélite mostram um aumento do argônio atmosférico sobre o polo sul no outono, que se dissipa na primavera seguinte. Água Outros aspectos da atmosfera marciana variam significativamente. Com a sublimação do gás carbônico durante o verão marciano, rajadas de ventos espalham o gás para além dos pólos a uma velocidade de aproximadamente 250 a 400 km/h. Essas tempestades sazonais transportam grandes quantidades de poeira e vapor de água originando névoas e nuvens cirrus parecidas com as da Terra. Essas nuvens de água congelada foram fotografadas pela Opportunity em 2004. Metano Cirrus no céu marciano Traços de metano, a um nível de algumas partes por bilhão, foram inicialmente descobertos por uma equipe do NASA Goddard Space Flight Center em 2003. A presença de metano em Marte é intrigante, visto que é um gás instável, supõe se que deve haver (ou deve ter havido ha alguns milhares de anos) uma fonte desse gás no planeta. É estimado que o planeta produza uma quantidade de 150 ton/ano de metano. Atividade vulcânica, impacto de cometas, e a existência de vida microbiana tais como metanógenos estão entre as possíveis fontes de metano, mas ainda não foram comprovadas. O metano parece ocorrer em partes do planeta, o que sugere que esse gás é rapidamente quebrado antes de se espalhar uniformemente pela atmosfera, então também é presumível que o metano vem sendo lançado continuamente na atmosfera. Atualmente planejam–se pesquisas para identificar gases que acompanham o metano que podem sugerir quais são as fontes mais prováveis; na Terra, o metano biológico liberado pelos oceanos tende a vir acompanhado pelo etano, enquanto o vulcânico é acompanhado pelo dióxido de enxofre. Foi comprovado recentemente que o metano poderia ser produzido por processos não-biológicos envolvendo água, dióxido de carbono, e o mineral olivina, que é comum em Marte. As condições necessárias para essa reação (e.x. temperatura e pressão) não existem na superfície, mas provavelmente existem na crosta. Para provar que esse processo estaria acontecendo, serpentina, um mineral produzido nesse processo seria detectado. Análises da ESA revelaram que a presença de metano na atmosfera marciana não é homogênea, geralmente coincidindo com a presença de vapor d’água. Na atmosfera superior esses gases estão uniformemente distribuídos, mas próximos à superfície eles se concentram em três regiões, Arabia Terra, Elysium Planitia, e Arcadia Memnonia. O cientista planetário David H. Grinspoon (Southwest Research Institute) supõe que a coincidência de vapor d’água e metano aumenta as chances de uma fonte biológica, mas isso implica explicar como a vida poderia sobreviver em um planeta tão inóspito quanto Marte. Por último, para provar a natureza orgânica do metano marciano, será necessário o envio de uma futura sonda ou robô portando um espectrômetro para mensurar massa atômica, pois as proporções isotópicas de C12 a C14 podem claramente distinguir entre orgânica ou inorgânica como sendo a natureza da origem do metano marciano. A atmosfera de Marte é um recurso de composição conhecida disponível em todos os locais do planeta. Por essa razão tem sido proposto que uma futura exploração humana no planeta poderia usar o dióxido de carbono da atmosfera como matéria-prima para a fabricação de combustível para o retorno da missão. Pesquisas para viabilizar tal missão que propõem esse uso da atmosfera marciana incluem o Mars Direct proposto pelo cientista Robert Zubrin e pelo estudo Design reference mission da NASA. As duas principais alternativas para a utilização do dióxido de carbono são a reação de Sabatier, que converte dióxido de carbono atmosférico junto a hidrogênio adicional para produzir metano e oxigênio, e a eletrólise, usando um eletrólito de zircônio para separar o dióxido de carbono em oxigênio e monóxido de carbono. No entanto, para que a futura colonização de Marte seja viável, seria preciso que houvesse uma quantidade muito maior de gás estufa na atmosfera para manter o clima aquecido. Usar a atmosfera de Marte como um recurso a ser consumido sem nenhuma intenção de renová-la é algo duvidoso.
Quando os engenheiros da NASA olham para Marte, eles veem uma planta carnívora do tamanho de um planeta. O planeta nos engana com a promessa de descobertas científicas, mas no momento em que pousamos lá, a gravidade e o clima difícil conspirará para nos manter presos na superfícies. E isso não é uma opção. Se Perdido em Marte dá uma lição real sobre exploração espacial, é que o público não vai aceitar gastar milhões de dólares apenas para deixar astronautas presos em outro mundo. A parte mais crucial do plano da NASA para visitar o planeta vermelho é como sair dele. O módulo que a NASA deve construir para a tarefa, o Veículo de Ascensão de Marte (MAV, na sigla em inglês), representa um desafio incrível de engenharia. Quando carregado completamente com combustível, ele é pesado demais para sair da Terra e pousar com segurança em Marte. Em vez disso, o veículo precisaria ser pré-montado e enviado para o planeta vermelho anos antes dos astronautas chegarem, onde faria seu próprio propulsor extraindo gases da fina atmosfera de Marte. E depois disso? O MAV deve ser construído de maneira resistente o suficiente para operar sob gigantescas tempestades de areia e radiação UV. Quando o veículo finalmente ir embora castigado, teria que abastecer os astronautas por dias, enquanto manobram para acoplar à nave que irá trazê-los de volta para casa. O MAV será uma missão dentro de uma missão; uma nave espacial tripulada enviada para a órbita da superfície de um planeta externo. E existe somente uma chance de fazer tudo isso dar certo. Como levar todas as nossas coisas Uma missão para Marte será a primeira caravana da humanidade para o espaço profundo. Cerca de cinco nave espaciais serão necessárias para levar os astronautas e suas cargas para o planeta vermelho. Algumas das cargas serão divididas em pequenas partes e então remontadas pelos astronautas na chegada. Não o MAV. “Você não iria querer estar em Marte tentando parafusar motores em seu traje espacial, usando luvas sem dedo em um ambiente poeirento”, diz Michelle Rucker, engenheira de sistema do Centro Espacial Johnson da NASA. Na linguagem da NASA, isso faz do MAV o “maior elemento” de carga indivisível na missão, pesando estimadamente 18 toneladas. Até hoje, o maior objeto que enviamos para a superfície marciana é o jipe-robô Curiosity, de uma tonelada. Pousar um objeto em Marte, principalmente um que pesa várias toneladas, não é tão fácil quanto pousar na Terra, onde uma cápsula basicamente cai do céu confiando na atmosfera para reduzir a velocidade de sua descida. Em Marte, onde o ar é centenas de vezes mais fino que na Terra, “existe atmosfera o suficiente para atrapalhar, mas não o suficiente para ser útil”, disse Rucker. Ou seja, ela iria te queimar, mas não iria reduzir sua velocidade. É por isso que a NASA está desenvolvendo tecnologias como o Desacelerador Hipersônico Aerodinâmico Inflamável, um escudo de calor inflável gigante em forma de cone que também iria agir como um sistema de frenagem. O escudo seria utilizado durante a entrada na atmosfera marciana, desacelerando a nave espacial de velocidades hipersônicas para apenas supersônicas. Nesse momento, motores de foguete entrariam em ação para fazer um pouso controlado. Eis as contas que o astronauta Mark Watney faria para funcionar: o pouso queimaria cerca de cinco a sete toneladas de combustível. Quando estamos falando de sair da superfície marciana, o MAV precisaria de 33 toneladas de combustível para vencer a gravidade do planeta vermelho, atravessar a atmosfera e levar os astronautas e sua carga científica com segurança para a órbita, onde poderiam manobrar e acoplar ao Veículo de Retorno à Terra. E isso é muito coisa para levar. O combustível terá de ser fabricado em Marte .
Viver do que a terra dá Se as expedições ao planeta vermelho terão alguma chance de sucesso, elas terão que aproveitar o solo marciano. Ao fazer combustível em Marte, a NASA pode economizar toneladas de peso inicial de carga. E, após o fim da primeira missão, o equipamento pode ser deixado em Marte para servir como infraestrutura incipiente de instalações futuras e processar não somente combustível, mas também água e ar para novos exploradores. Os motores do MAV serão movidos a metano e oxigênio líquido. Todos os ingredientes necessários para fazer combustível – carbono, hidrogênio e oxigênio – podem ser encontrados no planeta vermelho se você souber onde procurar. Na teoria, o oxigênio pode ser extraído da atmosfera – composto de 95% de dióxido de carbono (CO²) – e de água líquida e congelada (H20) no subsolo. O restante de carbono e hidrogênio podem ser combinados para fazer metano líquido. Perfurar em busca de água, porém, adicionaria um elemento não-desejado de incerteza a uma missão já difícil. Escavar e processar é muito mais complexo que simplesmente tirar da atmosfera de Marte. “O outro problema com produção propulsora de água no subsolo é que isso te faz pousar onde tem quase certeza que existe água”, disse Rucker. Se você precisa cavar e “você pousa em algum lugar e descobre depois ser um local rochoso, então todas as apostas foram perdidas”, diz ela. Se o hidrogênio não fosse extraído da água marciana, então o Plano B seria enviar uma carga de hidrogênio a Marte como matéria prima para fazer metano. Mas, para uma missão inicial, a ideia também está fora de cogitação. Embora o hidrogênio não seja pesado, ele necessita de grandes tanques de armazenamento que tomariam espaço precioso. “Temos o desenho de uma nave de pouso, ela meio que tem um convés com uma plataforma no topo”, disse Tara Polsgrove, engenheira espacial do Marshall Space Flight Center da NASA. “Agora, o MAV ocupa a maior parte desse convés. Não existe muito espaço ali para um tanque de hidrogênio.” Engenheiros da NASA poderiam acomodar tanques de hidrogênio fazendo o MAV mais alto ao invés de mais largo. Mas eles querem evitar uma nave mais alta; estão preocupados com o risco de, se o veículo ficar muito alto, capotar após o pouso. E, disse Rucker, um MAV mais alto poderia se tornar um fardo físico mais difícil para os astronautas. Se um ou mais deles são incapacitados durante a missão, subir uma escada alta é a última coisa que eles iriam querer. Acesso fácil precisa ser prioridade. Assim, o plano atual é enviar um veículo ascendente totalmente carregado com metano líquido e equipado com uma fábrica química que iria produzir oxigênio líquido a partir da atmosfera marciana.
Espera-se que o processo demore dois anos. Quando os tanques do MAV estiverem cheios, a tripulação humana será enviada a Marte, assegurados por saber que terão um veículo cheio de gás esperando para levá-los de volta ao espaço. Mas os engenheiros da NASA não estarão prontos para erguer bandeiras de “Missão Cumprida”. “Um dos desafios é que estamos usando propulsores criogênicos”, disse Rucker. “Uma vez que você fizer o combustível em Marte, você deve mantê-lo resfriado por alguns anos antes de usá-lo de fato, sem deixá-lo ferver”. “Temos o combustível e agora não temos nenhuma válvula sem nenhum vazamento”, adiciona Polsgrove. “Você tem que pensar sobre isso e é por esse motivo que estamos priorizando o desenvolvimento de tecnologia na área de válvulas de baixo vazamento.”
De maneira mais ampla, os engenheiros estão preocupados com o tempo escasso. O MAV vai precisar de um a dois anos para fabricar combustível. A equipe humana irá gastar de 200 a 350 dias viajando até Marte e depois seguirão explorando o planeta vermelho por até 500 dias. Some tudo e significa que o MAV deverá permanecer operacional e pronto para partir por pelo menos quatro anos depois do pouso inicial em Marte. “Sentado no ambiente de Marte”, disse Rucker. “Sentado na poeira. Existe radiação UV intensa. Como a mobília no seu jardim fica após ficar tanto tempo embaixo do sol? Isso na Terra, onde temos uma proteção consideravelmente maior do que lá.” Mas qual vestimenta? As que os astronautas usarão para explorar a superfície de Marte – trajes de atividade extraveicular – são pesadas e grandes. Se os usarem dentro do MAV, os engenheiros terão que aumentar a cabine. Também existe o problema da poeira marciana presa aos trajes. Isso não é o tipo de coisa que os astronautas deveriam trazer de volta para casa sem protocolos de proteção planetária adequados. Rucker acredita que a melhor solução é deixar os trajes grandes em Marte, onde uma missão futura poderia recuperá-las em partes. Assim, os astronautas usariam trajes de “atividade intraveicular” (IVA), roupas grandes e alaranjadas que a tripulação usou em sua nave espacial durante o lançamento e reentrada. Os trajes IVA pesam menos, são um pouco mais flexíveis e podem ser mantidos livres de poeira ao restringir a exposição ao ambiente marciano externo. Os astronautas deixariam seu habitat e entrariam no rover pela porta de acoplagem. Enquanto estiverem no rover, trocariam seus trajes IVA limpos e dirigiriam para o MAV, por onde entrariam por um túnel pressurizado. A desvantagem de trazer um túnel para Marte é que ele seria um peso a mais de um equipamento que seria usado somente uma vez. Mas Rucker acredita que o túnel poderia ter outros usos. Finalmente, é hora de ir. O interior do MAV será espartano para diminuir peso. É um táxi para uma viagem sem volta, não um habitat. Na verdade, talvez os engenheiros nem coloquem assentos – nesse caso os astronautas terão que ficar de pé durante toda a viagem. A subida movida por foguete vai durar sete minutos, mas a jornada não termina ali. Os astronautas terão que queimar mais combustível para manobrar em direção a uma órbita que os permita acoplar ao Veículo de Retorno à Terra (ERV, na sigla em inglês). Isso significa que os astronautas podem ficar no MAV por até 43 horas, considerando que o ERV esteja estacionado e “órbita de um sol” – uma órbita elíptica a uma altitude de 250 a 34 mil quilômetros acima da superfície marciana. Mas, disse Rucker, isso permanece como uma questão não resolvida entre os planejadores da missão em Marte. “Os caras que acreditam na solução de fazer combustível no espaço, querem um habitat grande e bom para transitar, assim como nós,” ela disse. “Eles não querem mergulhar no poço de gravidade de Marte. Eles adorariam ficar de cinco a dez sols e fazer o veículo de ascensão subir até eles”. O problema disso, disse Rucker, é que uma estadia mais longa no MAV exigiria instalações adicionais. “Você pode ficar no seu traje espacial, e pode ficar sem uma sopa quente ou banheiro por 43 horas, provavelmente”, ela disse. “Mas se isso começar a durar três dias, ou cinco dias, ou sete dias, tem que começar a adicionar mais coisas e o tamanho do veículo aumenta.”
Os planos compreendem propostas não apenas de aterrissar, mas também de eventualmente se estabelecer no planeta Marte, seus satélites, Fobos e Deimos e terraformar o planeta. Trabalhos preliminares para missões têm sido executados desde os anos 50, com missões planejadas tipicamente ocorrendo de 10 a 30 anos no futuro. A lista de planos de missões tripuladas a Marte no século XX mostra as várias propostas que tem sido apresentadas por várias organizações e agências espaciais nesse campo da exploração espacial. Em 2004 a administração dos Estados Unidos anunciou a nova Vision for Space Exploration apresentando a missão tripulada a Marte como uma de suas maiores conquistas. Nenhum plano concreto foi decidido então, e a proposta vem sendo atualmente discutida por políticos, cientistas, e pelo público. Em 2010, uma nova proposta de lei foi assinada permitindo uma missão tripulada para Marte por volta de 2030. Atualmente, entre as várias agências espaciais, a SpaceX está se destacando das demais. Dentre seus projetos, um em especial, é a fixação de uma base de pesquisa no Planeta Vermelho no ano de 2028, ou ao menos iniciar sua construção. Segundo a NASA, a hipótese de missões tripuladas a Marte em 2030 apresenta-se inviável e sem precedentes. Há vários desafios decisivos que uma missão tripulada para Marte deverá superar: efeitos físicos da exposição a raios cósmicos de alta energia e outros tipos de radiação ionizante. efeitos físicos da permanência prolongada num ambiente de baixa gravidade efeitos físicos da permanência prolongada num ambiente de baixa luminosidade efeitos psicológicos do isolamento da Terra efeitos psicológicos da falta de comunidade devido à falta de conexões em tempo real com a Terra efeitos sociais de vários humanos vivendo em um ambiente tumultuado por mais de um ano terrestre inacessibilidade às instalações médicas terrestres Alguns desses problemas foram estimados estatisticamente no estudo HUMEX. Ehlmann e outros têm revisto preocupações econômicas e políticas, bem como aspectos de viabilidade tecnológica e biológica. Apesar de o combustível ser um problema para uma viagem de ida e volta, metano e oxigênio poderiam ser produzidos se utilizando H2O marciano (preferivelmente gelo de água ao invés de água associada a outras substâncias químicas) e CO2 atmosférico com uma tecnologia evoluída. Uma das principais considerações para uma viagem da Terra para Marte ou vice-versa é a energia necessária para a transferência entre as sua órbitas. A cada 26 meses terrestres uma transferência de baixa energia entre a Terra e Marte se abre, assim as missões são geralmente planejadas de forma a coincidirem com uma dessas janelas. Ainda, as janelas de baixa energia variam mais ou menos num ciclo aproximado de 15 anos. Por exemplo, houve um mínimo nas janelas de 1969 e 1971, chegando ao ponto máximo no final dos anos 70, atingindo outra baixa em 1986 e 1988, e então repetindo o mesmo intervalo. Propostas do século XX No decorrer do último século, um número de conceitos de missões para tais expediçãoes tem sido propostos. O volume histórico de David Portree Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950 – 2000 discute vários destas concepções.
Proposta de Wernher von Braun (1947 à década de 1950) Wernher von Braun foi a primeira pessoa a fazer um estudo técnico detalhado de uma missão para Marte. Detalhes foram publicados em seu livro Das Marsprojekt (1952); em português O Projeto Marte (1962) e várias obras subsequentes, tendo aparecido também na Collier’s magazine em uma série de artigos começando em março de 1952. Uma variante do conceito de missão de Von Braun foi popularizada em inglês por Willy Ley no livro The Conquest of Space (1949), contendo ilustrações de Chesley Bonestell. O projeto Marte de Von Braun’s Mars concebeu quase mil de veículos em três estágios com o objetivo de manufaturar partes da missão a Marte a ser construída numa estação na órbita terrestre. A missão em si seria composta de uma frota transportando 70 pessoas cada, trazendo três naves de excursão pela superfície que iriam aterrissar horizontalmente na superfície de Marte (aterrissagem com veículos de asa era considerada possível porque naquela época acreditava-se que a atmosfera marciana era muito mais densa do que se descobriu mais tarde). Na visão revisada de 1956 do Plano Marte, publicada no livro The Exploration of Mars de Wernher Von Braun e Willy Ley, o tamanho da missão foi reduzido, passando a requerer apenas 400 lançamentos para montar duas naves, ainda carregando dois veículos com asas. Versões posteriores da proposta da missão, retratada na série “Man In Space” da Disney, mostra veículo de propulsão iônica movidos a energia nuclear sendo utilizados nas viagens interestelares. Case for Mars (1981–1996) Posterior às missões Viking para Marte, entre 1981 e 1996 uma série de conferências chamadas The Case for Mars foram realizadas na Universidade do Colorado em Boulder. Essas conferências advogavam uma exploração por humanos em Marte, apresentavam conceitos e tecnologias, e promoveram uma série de oficinas para desenvolver um conceito básico para a missão. O conceito base se destacava pelo fato de propor a utilização de recursos in-situ para manufaturar foguetes propelentes para a viagem de retorno utilizando os recursos de Marte. Os estudos da missão foram publicados em uma série dos seguintes volumes publicados pela Sociedade Astronáutica Americana. Conferências posteriores nessa série apresentaram um número de conceitos alternativos, incluindo o conceito “Mars Direct” de Robert Zubrin e David Baker; a proposta “Footsteps to Mars” (Passos para Marte) de Geoffrey A. Landis, que advogava passos intermediários antes da aterrissagem em Marte, incluindo missões tripuladas a Fobos; e a proposta “Great Exploration” (Grande Exploração) do Laboratório Nacional de Lawrence Livermore, entre outras.
Iniciativa para Exploração do Espaço da NASA (1989) Em resposta a uma iniciativa presidencial, a NASA conduziu um estudo de um projeto para a exploração humana da Lua e de Marte como uma proposta fase seguinte para o projeto da Estação Espacial Internacional. Esse estudo resultou em um relatório, chamado 90-day study, no qual a agência propôs um plano de longo termo consistindo na conclusão da Estação Espacial como um “passo crítico em todas as nossas incursões espaciais” retornando à Lua e estabelecendo uma base permanente, e então enviando astronautas para Marte. Esse relatório foi criticado como sendo muito elaborado e de custos muito elevados, e todo o orçamento para exploração humana foi cancelado pelo Congresso.
Mars Direct (início dos anos 90) Devido à distância entre Marte e a Terra, a missão a Marte seria muito mais arriscada e custosa que missões passadas para a Lua. Suprimentos e combustível teriam de ser armazenados para uma viagem de 2 a 3 anos de ida e volta e a espaçonave deveria ser projetada com no mínimo um escudo parcial para se proteger da intensa radiação solar. Um artigo de 1990 de Robert Zubrin e David A. Baker, então do Martin Marietta, propôs reduzir a massa (e consequentemente o custo) com uma missão projetada para manufaturar propelentes a partir da atmosfera marciana. Essa proposta se inspirou em muitos conceitos desenvolvidos na antiga série de conferências “Case for Mars”. No decorrer da próxima década, essa proposta foi desenvolvida por Zubrin em um conceito de missão, Mars Direct, a qual ele desenvolveu no livro The Case for Mars (1996). A missão é advogada pela Sociedade de Marte como um plano prático e econômico para uma missão tripulada a Marte. Vision for Space Exploration (2004) O então presidente dos Estados Unidos George W. Bush anunciou uma iniciativa para uma missão especial tripulada em 14 de janeiro de 2004, conhecida como Vision for Space Exploration. Ela incluía desenvolvimento preliminar de planos para um posto avançado na Lua por volta de 2012 e o estabelecimento da base em 2020. Missões precursoras que ajudariam a desenvolver a tecnologia necessária durante a década 2010-2020 foram descritos por Adringa e outros. Em 24 de setembro de 2007, Michael Griffin, então Administrador da NASA, sugeriu que a agência seria capaz de lançar uma missão tripulada para Marte por volta de 2037. Os fundos necessaries viriam do redirecionamento de $11 bilhões de missões científicas espaciais para a Vision for Human Exploration.
A NASA também discutiu planos para o lançamento de missões a Marte a partir da Lua para reduzir os custos.
Programa Aurora (início dos anos 2000) A Agência Espacial Europeia possui uma visão de longo termo para o envio de uma missão tripulada a Marte por volta de 2030. Iniciado em 2001, a linha do tempo do projeto começaria com a exploração robótica, uma simulação de prova de conceito de como manter os seres humanos em Marte, e eventualmente uma missão tripulada; no entanto, objeções de nações participantes da ESA e outros atrasos põem o cronograma em questão.
Proposta russas para uma missão (atuais) Um número de conceitos de missões e propostas tem sido postas apresentadas por cientistas russos. Datas declaradas para um lançamento variam entre 2016 e 2020. A sonda marciana transportaria uma equipe de quatro a cinco cosmonautas, que passariam um período de quase dois anos no espaço.
Em 2011, as agências espaciais russa e europeia terão completado com sucesso a base terrestre MARS-500. O experimento biomédico simulando um voo tripulado para Marte foi concluído pela Rússia em julho de 2009.
Sociedade de Marte da Alemanha – European Mars Mission (EMM) (2005) A Sociedade de Marte da Alemanha propôs uma missão tripulada para Marte utilizando vários lançamentos de uma versão aperfeiçoada do Ariane 5. Aproximadamente 5 lançamentos seriam necessário para enviar uma equipe de 5 pessoas em uma missão de 1200, com uma carga útil de 120,000kg. Chegar a Marte na metade da década de 2030 Em um importante discurso no Centro Espacial Kennedy em 15 de abril de 2010, o presidente dos Estados Unidos Barack Obama projetou uma missão tripulada a Marte a metade da década de 2030, seguida de uma aterrissagem:
“ Na metade dos anos 2030, eu acredito que poderemos enviar humanos à órbita de Marte e retorná-los com segurança à Terra. E uma aterrissagem em Marte se prosseguirá. E eu espero ainda estar por aqui para ver isso acontecer. ” Em 11 de outubro de 2016 Obama reafirmou que os Estados Unidos pretendem enviar humanos para Marte na década de 2030 e que trabalha em conjunto com iniciativa privada para alcançar este objetivo. O congresso dos Estados Unidos apoiou uma missão tripulada para a Lua, seguida pela exploração de um asteroide em 2025 e Marte na década de 2030. Preparação Um número de nações e organizações possuem intenções de longo termo de enviar humanos a Marte. O estado de o quanto cada um está preparado é sumarizado abaixo. Os Estados Unidos possuem um número de missões atualmente explorando Marte, com o retorno de amostras em um futuro próximo. Os Estados Unidos não tem um lançador capaz de enviar humanos a Marte, apesar de a nave especial Orion, atualmente em fase de desenvolvimento pela NASA, poderia lançar astronautas a partir da Terra para que estes se juntassem à expedição na órbita terrestre e então retornassem à superfície terrestre quando a expedição tiver retornado de Marte. A NASA tem utilizado a cratera Haughton na Ilha Devon como um local de treinamento devido à similaridade da cratera com a geologia marciana. De acordo com a New Scientist, um foguete VASIMR baseado em plasma de argônio poderia reduzir o tempo de trânsito a menos de 40 dias. A Agência Espacial Europeia tem enviado sondas robóticas, e possui planos de longo prazo para o envio de humanos mas ainda não construiu uma instalação capaz de lançar seres humanos ao espaço. Há uma proposta para converter o já existente Veículo de Transferência Automatizado (ATV) para lançamentos tripulados. A Rússia (e previamente a União Soviética) enviou um grande número de sondas. Ela é capaz de enviar humanos à órbita terrestre e possui extensiva experiência em voos orbitais de longo termo devido aos seus programas espaciais. A Rússia não possui um lançador capaz de enviar humanos a Marte, apesar do programa Kliper proposto como um equivalente da Rússia e da Europa à sonda espacial Orion. Uma simulação de uma missão a Marte, chamada Mars-500, foi concluída pela Rússia em julho de 2009. As missões robóticas do Japão falharam até o momento. A China planeja cooperar com a Rússia no envio de missões robóticas com retorno de amostras a Fobos. A China foi o terceiro país após os Estados Unidos e a Rússia a lançar humanos à órbita da Terra. Críticas Alguns cientistas tem argumentado que a tentativa de voos tripulados para Marte seria contra produtiva para a ciência. Em 2004, o Comitê Especial Para o Financiamento da Astrofísica, um comitê da Sociedade Americana de Física, declarou que “mudar as prioridades da NASA para missões custosas e arriscadas para a Lua e Marte significará a negligência dos esforços da ciência espacial mais promissores”.
O rover Perseverance foi pioneiro em mais uma atividade em solo marciano. Depois de gravar o primeiro vídeo de Marte e fazer o primeiro helicóptero autônomo decolar por lá, ele agora é o primeiro equipamento feito pelo ser humano a produzir oxigênio no planeta. A conquista foi confirmada recentemente pelo Jet Propulsion Lab, o setor da NASA responsável pela construção e movimentação do veículo, depois de o experimento ser realizado no dia anterior. O responsável pelo procedimento é um componente que fica na lateral superior direita da Perseverance, batizado de MOXIE. A sigla, em português e com tradução livre, significa Experimento de Utilização de Recursos In Situ de Oxigênio em Marte. Gerar oxigênio a partir de uma substância já presente em Marte é vista como uma enorme conquista pela agência espacial. Esse processo é muito mais seguro, barato e rápido do que transportar enormes quantidades do elemento a partir de foguetes, por exemplo. Ao todo, nesse primeiro experimento, foram produzidas 5 gramas de oxigênio — o que seria equivalente a uma reserva de ar respirável de 10 minutos para um astronauta. A capacidade máxima do equipamento é de gerar 10 gramas/hora. Esse procedimento possui duas grandes possibilidades de uso. Uma delas é a mais óbvia: gerar reservas de ar para que os astronautas (e eventuais futuros colonizadores) respirem a partir de um ambiente controlado ou traje espacial. A segunda é ter oxigênio suficiente para permitir uma decolagem de um foguete de Marte — algo que exige a queima de altas quantidades desse elemento. Por enquanto, a capacidade de extração do equipamento não é o suficiente para garantir nenhuma dessas funções, mas a própria NASA compreende que este é apenas o primeiro passo de uma série de experimentos. A Perseverance não é capaz de “criar” oxigênio. Na verdade, o que ela faz é coletar o dióxido de carbono (CO2) que existe em abundância na atmosfera marciana, separando os elementos a partir de processos químicos e que usam eletricidade. Como resultado o oxigênio (O) é armazenado, enquanto o monóxido de carbono (CO) restante é devolvido para Marte. A MOXIE é uma caixa do tamanho da bateria de um automóvel que tem uma composição bastante especial: ela precisa ser capaz de suportar a alta temperatura gerada pelo processo de extração — 800 ºC. Por isso, ela é feita de ligas de níquel impressas em 3D e um aerogel que impede a dissipação de calor. Uma camada leve e externa de ouro reflete o calor e permite que o resto da Perseverance não suba de temperatura e seja danificada.
A corrida espacial impulsionada pela Guerra Fria foi responsável pelas primeiras missões rumo a Marte, e agora chegamos ao marco de seis décadas de falhas e acertos nas tentativas de explorar o planeta, com algumas novas missões sendo lançadas neste mês de julho. A seguir, destacamos algumas das missões mais marcantes dos últimos 60 anos quando o assunto é a exploração de Marte. Na acirrada competição promovida pela Guerra Fria, os soviéticos saíram na frente, fazendo os primeiros lançamentos de sondas espaciais já em 1960, apenas três anos depois de colocarem em órbita seu primeiro satélite artificial, o Sputnik-1. A primeira missão soviética para Marte tinha como objetivo investigar o espaço entre a Terra e o Planeta Vermelho, estudando a superfície marciana por meio de imagens obtidas ao se sobrevoar o planeta. Esperava-se também estudar os efeitos de longas viagens espaciais sobre os instrumentos de bordo e ainda explorar comunicação via rádio a longas distâncias. As sondas Marsnik 1 e 2, contudo, sequer conseguiram alcançar a órbita da Terra. Quatro anos mais tarde, a sonda Zond 2 foi a primeira a se aproximar de Marte, ainda que não tenha sido possível investigar o planeta. 1965: o primeiro contato Menos de um ano depois do lançamento de Zond-2 pela União Soviética, os Estados Unidos passaram à frente na corrida: em 15 de julho de 1965, a sonda Mariner 4, da NASA, conseguiu alcançar Marte, enviando de volta à Terra aproximadamente vinte imagens da superfície desértica do planeta, que hoje já nos é tão familiar. Alguns anos mais tarde, as Mariner 6 e 7 repetiram o sucesso de sua antecessora, aumentando o acervo de fotografias de Marte. 1971: chegamos para ficar Depois das sondas na década anterior, Mariner 9 foi o primeiro satélite artificial a alcançar a órbita de Marte, no ano de 1971. Graças ao satélite, foi possível fazer um detalhado mapeamento fotográfico da superfície do planeta, registrando inclusive traços de atividade vulcânica e erosão fluvial. Ainda neste mesmo ano, tivemos o primeiro pouso em Marte, desta vez feito pelos soviéticos: Mars-3 foi a primeira nave a aterrissar no planeta, mas infelizmente o contato se perdeu por completo cerca de vinte segundos depois. 1976: as primeiras missões completas Foram necessários mais cinco anos de preparativos e estudos para termos as primeiras missões de exploração da superfície de Marte plenamente bem sucedidas. Viking 1 e Viking 2, também da NASA, tinham objetivos que iam muito além de fotografar o território: foram conduzidas também experiências no campo da biologia, averiguando a possibilidade de sinais de vida extraterrestre. Os experimentos verificaram atividades químicas inesperadas no solo marciano, mas não foi encontrada qualquer evidência conclusiva da presença de microorganismos no entorno das zonas de aterrissagem.
1997: a retomada Depois de um longo período sem novidades, os anos 1990 marcaram o retorno das atividades de exploração de Marte. Mas não foi fácil: sete sondas foram perdidas nas primeiras tentativas. Quando a NASA finalmente teve sucesso, ele veio em dose dupla. O ano de 1997 foi marcado pela missão Pathfinder, que levou o rover Sojourner a Marte em segurança para uma exploração detalhada do território ao seu redor. Em paralelo, o satélite Surveyor se estabeleceu na órbita marciana, com a missão de estudar toda a superfície de Marte, bem como sua atmosfera e o interior do planeta. 2003: ESA se junta ao time A Agência Espacial Europeia (ESA) lança a sonda Mars Express, que permanece em atividade até hoje, circulando Marte. A missão, contudo, não foi de todo bem-sucedida: ela também incluía a sonda Beagle-2, que deveria explorar a superfície do planeta. Beagle-2 jamais enviou qualquer sinal de volta à Terra e sua situação permaneceu um mistério até 2015, quando enfim foi avistada. 2004: os rovers Spirit e Opportunity Os rovers Spirit e Opportunity foram levados a Marte pela NASA para conduzir observações de caráter geológico por períodos consideravelmente longos: os dois estiveram na ativa até 2010 e 2018, respectivamente. O Opportunity, inclusive, tem até hoje o marco da mais longa distância percorrida em outro planeta: o rover cobriu 45 quilômetros, enviando de volta à Terra mais de 200 mil fotos. Ele também foi responsável pela descoberta de umidade na atmosfera marciana. 2012: rover Curiosity (e uma dose de Brasil em Marte) Também uma iniciativa da norte-americana NASA, o rover Curiosity aterrissou em Marte há oito anos, sendo o único veículo robótico operando atualmente na superfície do planeta. Ainda em plena atividade, o Curiosity revolucionou nosso conhecimento sobre o Planeta Vermelho, comprovando, por exemplo, que Marte teve condições de abrigar vida microbiana em seu passado remoto. Dados recentes indicam que o planeta pode já ter tido água o suficiente para dar origem à vida como a conhecemos. Por sinal, Ivair Gontijo, físico brasileiro, faz parte da equipe da NASA e se dedica a projetos de exploração de Marte — incluindo o rover Curiosity. Há mais de dez anos, ele ajudou a construir os transmissores e receptores do radar utilizado para o pouso do rover na superfície marciana. Ele também tem envolvimento com o rover Perseverance, que faz parte da missão Mars 2020, chegando ao seu destino em fevereiro de 2021 para buscar por bioassinaturas. 2014: Índia chega com menos gastos e mais agilidade Primeiro país asiático a se juntar à exploração de Marte, a Índia tem uma sonda orbitando Marte desde setembro de 2014. A Mars Orbiter Mission, como é chamada, tem por objetivo medir a presença de metano na atmosfera do planeta, tendo sido produzida em velocidade recorde, com custos reduzidos.
2020: uma nova era na exploração de Marte A década de 2020 é promissora para a exploração de Marte. O cenário da pandemia de COVID-19, contudo, afetou o andamento de alguns projetos. A nova fase da missão ExoMars, desenvolvida em uma parceria entre a ESA e a Agência Espacial Federal Russa, tem como principal objetivo averiguar se já houve vida no Planeta Vermelho com o rover Rosalind Franklin. Seu lançamento estava previsto para este ano, mas dificuldades técnicas e o atual cenário global fizeram com que a missão fosse adiada para 2022. Ainda assim, três outras missões estão sendo lançadas em julho: os Emirados Árabes Unidos lançaram sua primeira sonda marciana com a missão Hope Mars, enquanto a China também teve sucesso ao lançar a sonda Tianwen-1, em uma missão envolta em mistérios. Enquanto isso, os Estados Unidos continuam trabalhando nos preparativos da missão Mars 2020, que, tal qual a ExoMars, tem por objetivo encontrar bioassinaturas na superfície de Marte. A missão partirá nesta quinta-feira (30) e levará ao Planeta Vermelho o rover Perseverance e um helicóptero chamado Ingenuity.
Além do momento histórico e das possibilidades de estudo do planeta, o momento envolveu também um mistério. O engenheiro responsável pela equipe de pouso, descida e reentrada da Perserverance em solo marciano, Allen Chen, disse em uma coletiva de imprensa que o equipamento da sonda continha uma mensagem secreta — e desafiou os entusiastas a encontrar e decifrar o código. A mensagem codificada da Perseverance estava na ilustração no topo do paraquedas da sonda, que aparentemente parecia um desenho abstrato e sem padrão definido. O desenho é, na verdade, um conjunto de três círculos concêntricos, ou seja, que dividem o mesmo centro com dimensões diferentes. A cada círculo, foi possível formar uma palavra a partir de códigos binários e letras em ASCII. A frase final é “Dare Mighty Things”, ou “Ouse Coisas Poderosas”, em uma tradução livre para o português. Quem confirmou que o código foi desvendado e liberou uma explicação visual para a resposta correta foi Adam Steltzner, engenheiro-chefe da NASA. Além de ser uma frase inspiradora e que resume bem a ousadia da Perseverance, esse é um slogan não oficial do Jet Propulsion Laboratory (JPL), a divisão da NASA responsável pelo controle da missão — inclusive registrada em algumas paredes do local. Já o anel externo do paraquedas traz números que formam as seguintes coordenadas geográficas: 34°11’58” N 118°10’31” W. Elas se referem exatamente à sede da JPL, que fica no sul do estado norte-americano da Califórnia. O resultado foi obtido em menos de seis horas por um grupo de usuários no Reddit. A Perseverance foi lançada em julho de 2020 e vai enviar à Terra materiais em forma de imagem, além de registros de áudio e vídeo do planeta. Ela vai estudar principalmente a região conhecida como cratera de Jezero, que pode conter evidências a respeito da formação geológica do local e até evidências de vida.
Depois da Terra, Marte é o planeta mais habitável do sistema solar e tem sido considerado como um dos principais candidatos à colonização humana extensiva e permanente, não apenas por estar mais próximo ao nosso planeta mas também pelas condições da sua superfície – que são mais semelhantes às da Terra, comparativamente a outros planetas do Sistema Solar -, destacando-se, por exemplo, a disponibilidade de águas superficiais, embora congeladas, em Marte, mas em 2018 foi descoberto água em estado líquido embaixo do gelo de marte. Embora a Lua, devido à sua proximidade, tenha sido proposta como o primeiro local para a colonização humana, a gravidade lunar corresponde apenas a 16% da gravidade da Terra, enquanto a gravidade de Marte é mais substancial: corresponde a 38%. Há mais água presente em Marte do que na Lua, e Marte tem uma atmosfera tênue. Esses fatores dão a Marte maior capacidade potencial de abrigar a vida orgânica e a colonização humana. A habitação humana permanente, em um corpo planetário que não seja a Terra, é um dos temas mais frequentes na ficção científica. Como a tecnologia tem avançado e as preocupações sobre o futuro da humanidade na Terra têm aumentado, a tese de que a colonização do espaço é uma meta alcançável e válida ganha impulso. Embora o vizinho mais próximo da Terra seja Vênus considerando a distância no espaço, Marte é muito mais similar à Terra. As razões incluem: O dia Marciano é mais parecido com o da Terra. Um dia solar em Marte tem 24 horas, 39 minutos e 35,244 segundos. Marte tem uma área de superfície similar em 28,4% a da Terra, somente menor no quesito porção de terra arenosa (que são de 29,2% da superfície da Terra). Marte tem uma inclinação axial de 25,19°, comparada com os 23,44° da Terra. Por causa disto, Marte tem estações muito parecidas como a Terra, embora elas durem o dobro por causa do ano marciano durar cerca de 1,88 vezes o ano terrestre. Um calendário foi criado para ser usado no planeta (o calendário dariano). O pólo norte Marciano aponta para Cygnus, em vez da Ursa Menor como a Terra. Marte tem uma atmosfera. Embora muito menor, cerca de 0,7% da atmosfera terrestre, isto permite alguma proteção contra a radiação solar e a radiação cósmica e tem sido usada com sucesso como aero freio para espaçonaves. Recentes observações feitas pelo Mars Exploration Rover (carro robô de exploração de Marte) da NASA e do Mars Express da ESA confirmam a presença de água em Marte. O planeta parece ter uma significante quantidade de todos os elementos Químicos necessários para o suporte à vida. Porém, Marte também apresenta diferenças ao nosso planeta: A gravidade superficial em Marte é apenas um terço a da Terra. Não se sabe se este nível é bastante alto para causar problemas de saúde associados à perda de peso. Marte é mais frio que a Terra, isto significa temperaturas entre 18 °C e -140 °C. Por Marte estar mais longe do Sol, o nível de energia solar que alcança a superfície (a chamada constante solar) é apenas a metade da Terra ou da Lua. A órbita de Marte é mais excêntrica do que a Terra, exacerbando a temperatura e constantes variações solares. A pressão atmosférica em Marte é inferior à necessária para humanos sobreviverem, sendo necessário trajes de descompressão (controle da pressão); e as estruturas habitacionais em Marte necessitariam de câmeras de descompressão similares às das espaçonaves, capazes de suportar a pressão de um bar. A atmosfera marciana consiste principalmente de dióxido de carbono. Entretanto a pressão parcial de CO2 na superfície de Marte é 52 vezes mais alta do que na Terra, possivelmente permitindo o suporte a vida em Marte. Marte tem dois satélites e eles são muito menores e mais próximos do planeta em relação a distancia da Lua à Terra. Fobos e Deimos podem provar serem úteis como testes para a conceituação da colonização de asteroides. Marte quase não tem campo magnético para refletir o vento solar. Diferente dos polos da Terra, Marte tem seus polos cobertos de CO2 congelado (gelo seco). Fisiologicamente, a atmosfera de Marte pode ser considerada vácuo. Um ser humano desprotegido perderia a consciência em cerca de 20 segundos e não sobreviveria mais do que um minuto na superfície sem um traje espacial. As condições em Marte são mais habitáveis do que outros planetas que têm temperaturas mais altas e baixas que ele, como Mercúrio, ou a superfície superaquecida de Vênus, ou o frio criogênico do espaço sideral. Somente a uma altitude acima da malha de nuvens, Vênus é melhor em condições de habitabilidade do que Marte. Há condições na Terra exploradas por humanos próximas às condições de Marte. As altitudes mais altas atingidas por um balão em ascensão, como um registro em maio de 1961, onde foi atingido 34,668 metros (113,740 pés). A pressão nesta altitude é a mesma da superfície de Marte. O frio extremo no Ártico e Antarctica são semelhantes à mais extrema temperatura em Marte. Também há desertos na Terra muito similares ao terreno marciano, como o Deserto de Kaʻū, no Havaí. Terraformação de Marte Marte é um fortíssimo candidato à terraformação. Em sua terraformação, o desafio será adensar a atmosfera de 0,008 atm a 1 atm, que corresponde a um aumento de efeito estufa, nivelando a temperatura diurna de -50 °C a 20 °C, logo após um breve aumento de escudo contra radiação solar. Mesmo assim não podemos esquecer que a terraformação é um processo com alto risco de erro, extremamente caro, e demorado (neste caso, uma visão otimista engloba dois séculos), mas cálculos apontam que a terraformação de Marte será a mais fácil do Sistema Solar, por exemplo, a da Lua e de Ceres, será preciso criar a atmosfera, a de Mercúrio, engrossar a atmosfera com gases que ajudam ao máximo o resfriamento da superfície, e a de Vênus (a mais difícil), será preciso diminuir a pressão da atmosfera de 92 atm para 1 atm, isso provavelmente pode durar até um milênio numa visão realista. Mas vale lembrar que a terraformação é um passo muito posterior a colonização, tendo que sua necessidade só ocorrerá, ao término do povoamento de toda a Lua e de habitações espaciais. Marte não tem nenhum campo geomagnético global parecido com o da Terra. Combinado com a sua fina atmosfera, isto permite que uma significante porção de radiação ionizada e erupções solares atinjam a superfície de Marte. A espaçonave 2001 Mars Odyssey levou um instrumento, o Mars Radiation Environment Experiment (MARIE), para medir quanto isto seria perigoso para humanos. MARIE descobriu que os níveis de radiação na órbita de Marte são 2,5 vezes maiores do que na Estação Espacial Internacional. A dose média foi de 22 milirads por dia (220 micrograys por dia ou 0,8 gray por ano). Uma exposição de três anos em tais níveis atingiria os limites de segurança adotados pela NASA. Os níveis na superfície de Marte podem variar significativamente para diferentes locais dependendo da altitude e do campo magnético local. Ocasionais SPEs (solar proton events) ou erupções solares produzem altas doses de radiação. Astronautas em Marte podem ser avisados dos SPEs por sensores próximos ao Sol e presumivelmente se abrigar durante estes eventos. Alguns SPEs foram observados por MARIE que não foram observados por sensores próximos da Terra confirmando o fato dos SPEs serem direcionais. Isto implicará na necessidade de uma rede de espaçonaves em órbita do Sol para assegurar que todas as SPEs que ameacem Marte sejam detectadas. E em casos de emergência como esses os colonos precisariam ser avisados o mais rápido possível, tornando assim necessário ambientes blindados ou subterrâneos. O que acabaria tornando ainda mais difícil a colonização do planeta, já que levar materiais que bloqueiam a radiação torna a missão mais cara por conta do seu peso. Falta muita informação sobre a radiação espacial. Em 2003, O Lyndon B. Johnson Space Center da NASA abriu uma instalação, a NASA Space Radiation Laboratory, no Brookhaven National Laboratory que emprega aceleradores de partículas para simular a radiação espacial. A instalação estudará os efeitos em organismos vivos juntamente com técnicas de proteção destes. Há algumas evidências que este tipo de radiação de baixo nível, ou radiação crônica não é perigosa como se pensava; e do que a radiação hormesis. O consenso geral entre aqueles que estudam o assunto é que os níveis de radiação, com a exceção do SPEs, que seriam experimentados na superfície de Marte, e enquanto se viaja para lá, são certamente preocupantes, mas não são intransponíveis se for usada a tecnologia atual. A comunicação com a Terra é relativamente direta até meio-dia quando a Terra está acima do horizonte Marciano. A NASA e a ESA incluem equipamentos de comunicação para retransmissão em vários de seus equipamentos que orbitam Marte, assim Marte já tem satélite de comunicação. Entretanto, eles se tornaram gastos e necessitam ser substituídos durante a preparação da expedição de colonização. A Comunicação pode ser dificultada em alguns dias no período sinódico, e parcialmente pela conjunção superior (planetas formando um a linha aparente) quando o Sol está diretamente entre a Terra e Marte. A viagem de ida e volta para a retransmissão da comunicação na velocidade da luz varia em cerca 6,5 minutos na aproximação mais próxima a 44 minutos na conjunção superior. A conversação em tempo real com a Terra como o telefone ou a mensagem instantânea não é possível com o presente conhecimento cientifico, considerando que para que haja uma comunicação entre Terra e Marte, haveria uma demora de mais ou menos 30 minutos para enviar e 30 minutos para voltar, com o uso de ondas de rádio. Deve ser lembrado que a grande maioria das colonizações e explorações da Terra foram conduzidas sem o beneficio das comunicação em tempo real com o “lar”. Região Polar O pólo norte e sul de Marte atraíram grande interesse como locais para a colônia por causa da variação periódica da calota de gelo polar muito observada por telescópios da Terra. A Mars Odyssey achou uma grande concentração de água perto do pólo norte, mas foi encontrada água também em latitudes mais baixas, fazendo dos pólos competidores pobres como local da colônia. Como na Terra, em Marte se vê o sol da meia-noite nos pólos durante o verão e a noite polar tem a duração do seu inverno.
Depois da Terra, Marte é o planeta mais habitável do sistema solar e tem sido considerado como um dos principais candidatos à colonização humana extensiva e permanente, não apenas por estar mais próximo ao nosso planeta mas também pelas condições da sua superfície – que são mais semelhantes às da Terra, comparativamente a outros planetas do Sistema Solar -, destacando-se, por exemplo, a disponibilidade de águas superficiais, embora congeladas, em Marte, mas em 2018 foi descoberto água em estado líquido embaixo do gelo de marte. Embora a Lua, devido à sua proximidade, tenha sido proposta como o primeiro local para a colonização humana, a gravidade lunar corresponde apenas a 16% da gravidade da Terra, enquanto a gravidade de Marte é mais substancial: corresponde a 38%. Há mais água presente em Marte do que na Lua, e Marte tem uma atmosfera tênue. Esses fatores dão a Marte maior capacidade potencial de abrigar a vida orgânica e a colonização humana. A habitação humana permanente, em um corpo planetário que não seja a Terra, é um dos temas mais frequentes na ficção científica. Como a tecnologia tem avançado e as preocupações sobre o futuro da humanidade na Terra têm aumentado, a tese de que a colonização do espaço é uma meta alcançável e válida ganha impulso. Embora o vizinho mais próximo da Terra seja Vênus considerando a distância no espaço, Marte é muito mais similar à Terra. As razões incluem: O dia Marciano é mais parecido com o da Terra. Um dia solar em Marte tem 24 horas, 39 minutos e 35,244 segundos. Marte tem uma área de superfície similar em 28,4% a da Terra, somente menor no quesito porção de terra arenosa (que são de 29,2% da superfície da Terra). Marte tem uma inclinação axial de 25,19°, comparada com os 23,44° da Terra. Por causa disto, Marte tem estações muito parecidas como a Terra, embora elas durem o dobro por causa do ano marciano durar cerca de 1,88 vezes o ano terrestre. Um calendário foi criado para ser usado no planeta (o calendário dariano). O pólo norte Marciano aponta para Cygnus, em vez da Ursa Menor como a Terra. Marte tem uma atmosfera. Embora muito menor, cerca de 0,7% da atmosfera terrestre, isto permite alguma proteção contra a radiação solar e a radiação cósmica e tem sido usada com sucesso como aero freio para espaçonaves. Recentes observações feitas pelo Mars Exploration Rover (carro robô de exploração de Marte) da NASA e do Mars Express da ESA confirmam a presença de água em Marte. O planeta parece ter uma significante quantidade de todos os elementos Químicos necessários para o suporte à vida. Porém, Marte também apresenta diferenças ao nosso planeta: A gravidade superficial em Marte é apenas um terço a da Terra. Não se sabe se este nível é bastante alto para causar problemas de saúde associados à perda de peso. Marte é mais frio que a Terra, isto significa temperaturas entre 18 °C e -140 °C. Por Marte estar mais longe do Sol, o nível de energia solar que alcança a superfície (a chamada constante solar) é apenas a metade da Terra ou da Lua. A órbita de Marte é mais excêntrica do que a Terra, exacerbando a temperatura e constantes variações solares. A pressão atmosférica em Marte é inferior à necessária para humanos sobreviverem, sendo necessário trajes de descompressão (controle da pressão); e as estruturas habitacionais em Marte necessitariam de câmeras de descompressão similares às das espaçonaves, capazes de suportar a pressão de um bar. A atmosfera marciana consiste principalmente de dióxido de carbono. Entretanto a pressão parcial de CO2 na superfície de Marte é 52 vezes mais alta do que na Terra, possivelmente permitindo o suporte a vida em Marte. Marte tem dois satélites e eles são muito menores e mais próximos do planeta em relação a distancia da Lua à Terra. Fobos e Deimos podem provar serem úteis como testes para a conceituação da colonização de asteroides. Marte quase não tem campo magnético para refletir o vento solar. Diferente dos polos da Terra, Marte tem seus polos cobertos de CO2 congelado (gelo seco). Fisiologicamente, a atmosfera de Marte pode ser considerada vácuo. Um ser humano desprotegido perderia a consciência em cerca de 20 segundos e não sobreviveria mais do que um minuto na superfície sem um traje espacial. As condições em Marte são mais habitáveis do que outros planetas que têm temperaturas mais altas e baixas que ele, como Mercúrio, ou a superfície superaquecida de Vênus, ou o frio criogênico do espaço sideral. Somente a uma altitude acima da malha de nuvens, Vênus é melhor em condições de habitabilidade do que Marte. Há condições na Terra exploradas por humanos próximas às condições de Marte. As altitudes mais altas atingidas por um balão em ascensão, como um registro em maio de 1961, onde foi atingido 34,668 metros (113,740 pés). A pressão nesta altitude é a mesma da superfície de Marte. O frio extremo no Ártico e Antarctica são semelhantes à mais extrema temperatura em Marte. Também há desertos na Terra muito similares ao terreno marciano, como o Deserto de Kaʻū, no Havaí. Terraformação de Marte Marte é um fortíssimo candidato à terraformação. Em sua terraformação, o desafio será adensar a atmosfera de 0,008 atm a 1 atm, que corresponde a um aumento de efeito estufa, nivelando a temperatura diurna de -50 °C a 20 °C, logo após um breve aumento de escudo contra radiação solar. Mesmo assim não podemos esquecer que a terraformação é um processo com alto risco de erro, extremamente caro, e demorado (neste caso, uma visão otimista engloba dois séculos), mas cálculos apontam que a terraformação de Marte será a mais fácil do Sistema Solar, por exemplo, a da Lua e de Ceres, será preciso criar a atmosfera, a de Mercúrio, engrossar a atmosfera com gases que ajudam ao máximo o resfriamento da superfície, e a de Vênus (a mais difícil), será preciso diminuir a pressão da atmosfera de 92 atm para 1 atm, isso provavelmente pode durar até um milênio numa visão realista. Mas vale lembrar que a terraformação é um passo muito posterior a colonização, tendo que sua necessidade só ocorrerá, ao término do povoamento de toda a Lua e de habitações espaciais. Marte não tem nenhum campo geomagnético global parecido com o da Terra. Combinado com a sua fina atmosfera, isto permite que uma significante porção de radiação ionizada e erupções solares atinjam a superfície de Marte. A espaçonave 2001 Mars Odyssey levou um instrumento, o Mars Radiation Environment Experiment (MARIE), para medir quanto isto seria perigoso para humanos. MARIE descobriu que os níveis de radiação na órbita de Marte são 2,5 vezes maiores do que na Estação Espacial Internacional. A dose média foi de 22 milirads por dia (220 micrograys por dia ou 0,8 gray por ano). Uma exposição de três anos em tais níveis atingiria os limites de segurança adotados pela NASA. Os níveis na superfície de Marte podem variar significativamente para diferentes locais dependendo da altitude e do campo magnético local. Ocasionais SPEs (solar proton events) ou erupções solares produzem altas doses de radiação. Astronautas em Marte podem ser avisados dos SPEs por sensores próximos ao Sol e presumivelmente se abrigar durante estes eventos. Alguns SPEs foram observados por MARIE que não foram observados por sensores próximos da Terra confirmando o fato dos SPEs serem direcionais. Isto implicará na necessidade de uma rede de espaçonaves em órbita do Sol para assegurar que todas as SPEs que ameacem Marte sejam detectadas. E em casos de emergência como esses os colonos precisariam ser avisados o mais rápido possível, tornando assim necessário ambientes blindados ou subterrâneos. O que acabaria tornando ainda mais difícil a colonização do planeta, já que levar materiais que bloqueiam a radiação torna a missão mais cara por conta do seu peso. Falta muita informação sobre a radiação espacial. Em 2003, O Lyndon B. Johnson Space Center da NASA abriu uma instalação, a NASA Space Radiation Laboratory, no Brookhaven National Laboratory que emprega aceleradores de partículas para simular a radiação espacial. A instalação estudará os efeitos em organismos vivos juntamente com técnicas de proteção destes. Há algumas evidências que este tipo de radiação de baixo nível, ou radiação crônica não é perigosa como se pensava; e do que a radiação hormesis. O consenso geral entre aqueles que estudam o assunto é que os níveis de radiação, com a exceção do SPEs, que seriam experimentados na superfície de Marte, e enquanto se viaja para lá, são certamente preocupantes, mas não são intransponíveis se for usada a tecnologia atual. A comunicação com a Terra é relativamente direta até meio-dia quando a Terra está acima do horizonte Marciano. A NASA e a ESA incluem equipamentos de comunicação para retransmissão em vários de seus equipamentos que orbitam Marte, assim Marte já tem satélite de comunicação. Entretanto, eles se tornaram gastos e necessitam ser substituídos durante a preparação da expedição de colonização. A Comunicação pode ser dificultada em alguns dias no período sinódico, e parcialmente pela conjunção superior (planetas formando um a linha aparente) quando o Sol está diretamente entre a Terra e Marte. A viagem de ida e volta para a retransmissão da comunicação na velocidade da luz varia em cerca 6,5 minutos na aproximação mais próxima a 44 minutos na conjunção superior. A conversação em tempo real com a Terra como o telefone ou a mensagem instantânea não é possível com o presente conhecimento cientifico, considerando que para que haja uma comunicação entre Terra e Marte, haveria uma demora de mais ou menos 30 minutos para enviar e 30 minutos para voltar, com o uso de ondas de rádio. Deve ser lembrado que a grande maioria das colonizações e explorações da Terra foram conduzidas sem o beneficio das comunicação em tempo real com o “lar”. Região Polar O pólo norte e sul de Marte atraíram grande interesse como locais para a colônia por causa da variação periódica da calota de gelo polar muito observada por telescópios da Terra. A Mars Odyssey achou uma grande concentração de água perto do pólo norte, mas foi encontrada água também em latitudes mais baixas, fazendo dos pólos competidores pobres como local da colônia. Como na Terra, em Marte se vê o sol da meia-noite nos pólos durante o verão e a noite polar tem a duração do seu inverno.
Terra média A exploração da superfície de Marte está em plena marcha. Os dois Rovers de Exploração para Marte, Spirit e Opportunity, encontraram solos bem diferentes e rochas características. Isto sugere que a aterrissagem é muito variável e a localização ideal para uma colônia será melhor determinada quando se tiver mais dados disponíveis. Como na Terra, quanto mais próximo do equador, menor é a variação climática.
Valles Marineris Valles Marineris, o “Grand Canyon” de Marte, tem cerca de 3 000 km de distância e em média 8 km de profundidade. A pressão atmosférica no fundo deve ser 25% mais alta do que a média na superfície, 0,9 kPa contra 0,7 kPa. O cânion se estende para o meio oeste, assim as sombras de suas encostas não devem interferir na coleta de energia solar. Canais de rios dirigem-se para o cânion, indicando que ele já foi submerso em algum momento da história geológica de Marte. Satélites Marcianos Embora eles não sejam estritamente parte do próprio Marte, os satélites têm a sua atração para a colonização. O delta-v das luas para uma trajetória de retorno a Terra é menor, e as luas possuem propelentes de foguetes tais como a rochas de gelo seco. Desta forma, elas podem se tornar pontos de reabastecimento para veículos de volta para a Terra, e podem ser economicamente viáveis em recargas periódicas de propelente e outros materiais. Isto poderá pagar a colonização da superfície Marciana. Alguns se preocupam sobre a contaminação do planeta com a vida terrestre. A questão de se a vida existiu alguma vez ou existe agora em Marte não foi totalmente esclarecida. Veja vida em Marte. Os níveis de radiação durante as viagens a Marte são muito altos, além de significativamente aumentarem o risco de câncer, e se mulheres grávidas forem enviadas haveria possibilidade de surgirem defeitos de nascimento. Muitos acreditam que seria mais econômico explorar Marte com robôs, embora argumentem que isto não necessariamente leve à colonização posterior. Outros sugerem a Lua como um local mais lógico para a primeira colonização planetária, talvez usando-a como uma área de passagem para futuras missões para Marte, a despeito da pobreza da Lua em vários elementos-chaves requeridos para a vida, sendo o mais notável o hidrogênio, nitrogênio e carbono (50 – 100 ppm). É desconhecido se a gravidade marciana pode suportar a vida humana por longo prazo (todas as experiências são ou em 1 g ou na gravidade zero). Os pesquisadores de medicina espacial teorizam sobre se há benefícios na saúde com aumento lento ou rápido da gravidade, do sem peso à gravidade total da Terra. A experiência no Bio satélite de gravidade Marciana se tornou a primeira experiência para testar os efeitos da gravidade parcial, gerada artificialmente na 0,38 g comparável a gravidade de Marte, sobre a vida dos mamíferos, especificamente os ratos, por um ciclo de vida (concepção até a morte). A velocidade de escape de Marte é de 5 km/s, razoavelmente alta. Isto faz a comercialização com os outros planetas mais cara e mais difícil para uma colônia. Estar em um planeta (até então sem vida), com pessoas que você não conhece e tendo que se submeter as mais diferentes sensações, pode causar stress excessivo e até desenvolver traumas, como a claustrofobia e a síndrome de adaptação ao espaço, mas isso pode ser combatido com a mistura de competência e compatibilidade. Alimentação dos colonos Com os projetos em andamento, estudantes têm se dedicado a possibilidade da cultivação em Marte. Uma fonte de alimentos sustentáveis para os colonos. A equipe Seed ganhou a disputa para mandar um agrião a bordo da missão do planeta vermelho, a equipe, formada por estudantes de Portugal, Holanda e Espanha, crêem que é possível cultivar e plantar sementes em Marte. A espécie Arabidopsis thaliana passará por diversos experimentos. Os integrantes da Seed se antecipariam, deste modo, pelo menos dois anos ao projeto da Nasa com o mesmo propósito de levar vegetais a Marte,como a Mars Plant Experiment. Ao se deparar perante uma ilha deserta, uma das primeiras ações do homem, deverá ser a de criar um abrigo para garantir a sua sobrevivência. O mesmo acontece em Marte, e aos primeiros humanos a habitá-lo, que enfrentarão um ambiente adverso e necessitarão de encontrar forma de se proteger dos raios cósmicos e obter água e oxigénio. No momento em que a NASA anuncia que existe verdadeiramente água neste planeta, deixou-se de questionar “se” vamos colonizar Marte, mas sim “quando”. O conceito da colonização do planeta vermelho refere-se à proposta de instalação de assentamentos humanos permanentes neste. Porquê Marte? Depois da Terra, Marte é o planeta mais habitável do sistema solar, uma vez que está mais próximo do nosso planeta, mas também porque as condições da sua superfície, são as que mais se assemelham à do planeta azul. Nomeadamente, o ano marciano ser 1.88 vezes o ano terrestre, as estações são muito parecidas em ambos os planetas, e o planeta vermelho tem cerca de 0,7% da atmosfera do planeta azul, o que permite alguma proteção contra a radiação solar e cósmica, dando ainda indícios de possuir uma significante quantidade de todos os elementos químicos necessários para o suporte à vida.
Um outro conceito muito atual, é a terraformação de Marte, um processo que parte do pressuposto de que se pode alterar por meios artificiais o ambiente do planeta, em que a atmosfera seria alterada até possuir uma composição e pressão atmosféricas semelhantes à da Terra, permitindo então a colonização da vida humana no planeta vermelho. A aliança entre estes conceitos da terraformação e colonização de Marte com o avanço da tecnologia e as preocupações com o futuro da humanidade na Terra, representa para o arquiteto o desafio ideal, numa fase em que se discute muito que hoje em dia já não é possível fazer nada de novo, de original na arquitetura, algo que alguém não tenha já pensado. Elon Musk, empreendedor e visionário, defende que temos de começar por qualquer lado, temos de começar pelo sonho, e algures no tempo as coisas tornar-se-ão reais, o que implica resolver diversos problemas, e é perante esta realidade que a arquitetura se torna essencial e necessária a este novo planeta.
O robô Perseverance carrega instrumentos para, além de coletar amostras, observar a geologia e transformar dióxido de carbono em oxigênio para viabilizar uma missão com humanos no planeta.
Ele explicou que o foguete está “quase na rota de Marte”. Ainda será necessária outra “queima de motor” para, então, o foguete sair da sombra da Terra, encontrar o Sol e os cientistas poderem fazer contato com a nave.
“Uma vez que fizermos isso, estaremos, de fato, a caminho de Marte”, explicou Braun.
Entenda a Mars 2020
Os cientistas acreditam que Marte tinha, entre 3 e 4 bilhões de anos atrás, um lago onde hoje existe uma cratera. É lá que irá aterrissar a nova missão da agência espacial americana (Nasa), a Mars 2020, para coletar amostras em busca de vida. O local tem sedimentos similares aos encontrados na Terra que podem conter vestígios de organismos.
O Perseverance é o mais recente robô da linha de enviados a Marte. O primeiro foi o Sojourner, em 1997, seguido por Spirit e Opportunity, que desembarcaram no planeta em 2004. O último foi o Curiosity, que está no planeta desde 2012. Todos eles tiveram os nomes escolhidos em concursos nacionais.
De acordo com a agência espacial americana, o Perseverance é um “cientista robô” que pesa pouco mais de 1 tonelada. Ele conta com uma série de instrumentos: câmeras de engenharia, equipamentos nos braços, uma broca, uma estação meteorológica, instrumento de laser, câmeras para fazer panoramas coloridos, entre outros.
Pouso
O local da chegada a Marte foi escolhido especialmente por ter mais chance de encontrar indícios de vida. A cratera Jezero foi um lago bilhões de anos atrás, e contém um depósito rico em argila. O nome significa, inclusive, “lago” em diferentes línguas, como tcheco e esloveno.
As amostras coletadas em solo retornarão, no entanto, em uma missão futura. Os instrumentos irão empacotar as rochas em pedaços do tamanho de um giz e colocá-los em tubos. Uma parceria da Nasa e da Agência Espacial Europeia (ESA) trará o material de volta para análise dos cientistas na Terra, com equipamentos de maior capacidade para investigação científica.
Geologia e oxigênio
Os instrumentos enviados também precisam abrir espaço para a chegada do homem ao planeta vermelho. Será acoplado o Ingenuity junto ao Perseverance, um helicóptero de 1,8 kg com hélices que giram cerca de 8 vezes mais rápido do que um helicóptero comum.
O terreno será fotografado como nunca no planeta — são 19 câmeras — para trazer informações sobre o clima e a geologia de Marte. O instrumento MOXIE deverá produzir oxigênio com base na atmosfera de dióxido de carbono. Essa conversão será um dos passos para conseguir levar astronautas em uma missão tripulada no futuro. Além disso, outras missões para a Lua deverão “preparar o caminho” para conseguir chegar lá.
Brasileiro Participa da Missão
Daniel Nunes, um astrônomo e físico brasileiro, garantiu os ajustes finais da missão Mars 2020 em casa, de quarentena. O carioca trabalha na Nasa desde 2014 e é responsável pela produção de um radar de penetração do solo do planeta vermelho. Ele disse que tudo é possível com “muito trabalho e dedicação”, mas que é um ambiente “bem competitivo” e “as coisas raramente vêm na primeira vez”.
“Eu tenho duas funções. A primeira é a de investigador científico do instrumento, um radar de penetração do solo, e representar os interesses da missão durante o desenvolvimento. Também sou um co-investigador que deve acompanhar os dados desse instrumento”.
Cerca de 96% da atmosfera marciana é composta de dióxido de carbono, um gás extremamente tóxico para os seres humanos. Diante dessa barreira natural para a atividade do homem em Marte, os engenheiros criaram uma possível solução.
O fato é que uma elevada concentração atmosférica de dióxido de carbono possibilita também a produção de oxigênio por meio de um processo chamado decomposição. Esse processo, que separa o oxigênio do carbono, seria um caminho viável para criar uma atmosfera respirável.
Desse modo, quando o oxigênio for liberado na atmosfera marciana, as condições no planeta serão mais propícias para sua colonização. E cientistas de diferentes universidades do mundo já demonstraram que isso é possível.
Para esse propósito, será usado plasma em baixa temperatura, um método tão seguro quanto eficiente, que não só permite separar as moléculas de oxigênio, mas que também pode ser utilizado para produzir o combustível utilizado pelos equipamentos e foguetes que operarem em Marte.
É verdade que as missões da NASA já forneceram muitas informações sobre Marte. Nós sabemos que, provavelmente, o planeta já foi maior e que conta com muita água. Mas, até agora, sinais de vida não foram encontrados. No entanto, uma descoberta feita pelo rover Curiosity pode ser mais uma pista rumo a descoberta desse mistério.
Em um novo post no blog, o Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa descreve a descoberta “de níveis surpreendentes de metano no ar de Marte”. De acordo com eles, a medida é de aproximadamente 21 partes por bilhão de volume, fato que não prova que existe ou já existiu vida no planeta, mas ainda assim é empolgante.
Bom, talvez você queira saber qual a relação do metano com algum sinal de vida no planeta. Por enquanto, sabemos que esse tipo de gás pode ter duas origens: vir de vários mecanismos geológicos ou ser um subproduto obtido através de organismos microbianos.
“Com nossas descobertas atuais, não conseguimos dizer se a fonte de metano é biológica ou geológica, ou mesmo se é antiga ou nova”, disse em comunicado Paul Mahaffy, principal pesquisador do Sample Analysis at Mars, instrumento laser construído na Curiosity.
Antes que os cientistas possam determinar o que significa a quantidade do componente no planeta, eles precisam saber se a medição foi um acaso. Essa não é a primeira vez que o Curiosity detectou metano, mas a concentração deu um grande salto desde a última vez.
Os pesquisadores agora vão tentar determinar se os níveis de metano estão ligados a mudanças sazonais, e talvez, até medir quanto tempo dura essa elevação nos níveis do gás. Essas informações podem proporcionar novas pistas sobre a fonte do gás e se ele está ligado à atividade biológica ou geológica.
O programa espacial russo é ambicioso, já que a Lua também está no pacote. Os planos para explorar nosso satélite natural incluem um pouso para 2019, testes com tecnologias que podem ser usada em uma base permanente em 2023, retorno para a Terra com solo lunar em 2025 e estabelecimento da tão sonhada base por volta dos anos 2040 e 2050.
Esse plano parece muito mais promissor que a ideia de ir para Marte. Isso porque não é tão simples sair voando e chegar no Planeta Vermelho. Além de toda tecnologia, é preciso esperar a hora certa. Um momento em que as órbitas dos dois planetas se coincidam, com apenas 56 milhões de quilômetros separando Marte e a Terra.
O momento, conhecido como janela de lançamento, ocorre a cada 26 meses. A próxima começa em maio e se encerra em junho deste ano. A NASA pretende, inclusive, aproveitar para lançar a missão Insight Lander no dia cinco de maio, viajando por sete meses até chegar ao nosso vizinho, no dia 25 de novembro.
Depois disso, somente na metade de 2020. Ou seja, se a Rússia realmente quiser mandar uma missão para marte, seu foguete teria que pegar um caminho mais longo, dando uma volta pelo Sol e percorrer uma distância de 401 milhões de quilômetros. Alguém manda um recado para o Putin: é melhor esperar uns meses a mais.
Em 2012 a Agência Espacial Americana, a NASA, enviou ao planeta Marte uma sonda robotizada com a missão de explorar o desconhecido astro, analisando as suas formações rochosas, solo, atmosfera e tudo mais, a procura da existência ou não de vidas passadas (muito provavelmente seres vivos microbianos) e estudar a formação do planeta afim de saber se o seu ambiente alguma vez na história já possa ter sido conveniente para a formação da vida como nós a conhecemos hoje.
Essa sonda recebeu o nome de Curiosity e é o primeiro laboratório móvel completo enviado a outro a planeta; terá por função estudar o solo marciano por cerca de dois anos. Essa sonda está equipada com um braço mecânico capaz de fazer furos, câmeras, sensores térmicos e de movimentos, etc, mas um de seus componentes mais importantes são as antenas, que são usadas para a transmissão de dados para a Terra. Existem três diferentes antenas acopladas à sonda: uma de baixo ganho, uma de alto ganho e uma antena do tipo UHF (Ultra High Frequency; Frequência Ultra Alta).
A primeira antena está ligada a um rádio lento, de baixa potência UHF. Ele é capaz de transmitir uma pequena taxa de dados para outras sondas orbitantes em Marte ou também diretamente para a Terra. Foi projetado para ser usado em situações de emergência, quando os demais dispositivos de transmissão falharem.
A segunda antena está ligada a um rádio UHF de alta velocidade. Este por sua vez transmite as informações rapidamente para as sondas orbitantes do planeta (Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter e Mars Express), a taxas entre 256 kbits/s a 2 Mbits/s e possui um consumo de apenas 15 watts. É o principal meio de comunicação, estima-se que cerca de 31 megabytes de dados cheguem à Terra por dia através deste canal.
Por fim, a antena de alto ganho. Ela conecta diretamente a sonda Curiosity com os cientistas e engenheiros aqui na Terra e por tal motivo este canal só se encontra disponível durante três horas do dia, devido ao alinhamento dos planetas e questões de energia. Esta antena usa um rádio que consome 40 watts e transmite apenas 12 kilobits por segundo. Existe um atraso de 20 minutos na transmissão das informações, pois o sinal precisa percorrer a distâncias superiores entre 100 a 400 milhões de quilômetros entre a Terra e Marte. Por ser um canal de comunicação direto, a NASA o utiliza para enviar comandos a sonda e também para receber dados críticos.
Na Terra, os sinais são captados por antenas de até 70 metros de diâmetro, que fazem parte da Deep Space Network (utilizada também para comunicação com todos os outros satélites e outras missões espaciais).
Pesquisar os 144 milhões de quilômetros quadrados da superfície de Marte não é tarefa fácil. É 100 milhões de km² a mais que todos os continentes terrestres somados. A missão é ainda mais desafiadora se considerar que os métodos atuais são extremamente lentos, como a sonda Curiosity, que se locomove a 0,14 km/h.
A NASA, porém, encontrou a solução, e ela vem pelo alto. A Agência Espacial Americana promete lançar em julho de 2020 um mini-helicóptero autônomo , chamado Marscopter, que vai sobrevoar o vizinho da Terra em missões de reconhecimento. A chegada deve ficar para fevereiro de 2021.
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“A NASA tem uma orgulhosa história de ser pioneira”, disse o administrador da NASA, Jim Bridenstine. “A idéia de um helicóptero voando pelos céus de outro planeta é emocionante. O Marscopter é muito promissor para as nossas futuras missões de ciência, descoberta e exploração em Marte. ”
O projeto do helicóptero marciano prevê um equipamento de apenas quatro quilos e cerca de 30 centímetros de circunferência, o equivalente à metade de uma bola de futsal.
Para que consiga levantar voo na praticamente inexistente atmosfera de Marte, onde a pressão do ar na superfície do planeta é menor do que na altitude máxima de um helicóptero quando voando acima da Terra, suas duas hélices precisam girar dez vezes mais rápido que o necessário para se sustentar por aqui. São 3 mil rotações por minuto.
O maior desafio dos engenheiros é o sistema de comunicação com o computador. Mesmo se as instruções vindas da Terra viajar até Marte na velocidade da luz, seriam alguns minutos para chegar lá. Controlar o helicóptero daqui, portanto, é impossível. Por isso, ele precisa ser, pelo menos parcialmente, autônomo.
Entre os objetivos da missão está procurar zonas de pouso ideais na superfície, verificar o planeta em busca de sinais de vida ou perigos que possam ser importantes para os futuros astronautas que finalmente se aventurarem por lá. Ele também ajudará na pesquisa geológica que está sendo feita atualmente pela Curiosity e a Opportunity.
O Falcon Heavy vai ser lançado da mesma plataforma utilizada pela maioria das missões Apollo, destinadas à lua, e terá a maior capacidade de elevação de qualquer espaçonave americana desde a Saturn V, da Apollo.
O atual foguete da companhia, Falcon 9, lança cargas para a Estação Espacial Internacional e coloca satélites em órbita. Os primeiros estágios do foguete frequentemente são reutilizados em outros lançamentos.
O novo Falcon Heavy é uma versão extrema deste foguete, construída para suportar mais carga e ir mais longe: os três primeiros estágios do Falcon 9 irão impulsionar o Heavy para o espaço, e a SpaceX tentará pousar todos os três. Dois serão colocados em terra, enquanto o central, que irá viajar mais longe, pousará em uma grande barca no mar.
O Heavy tem 70 metros de altura e será o foguete operacional mais poderoso do mundo, capaz de levantar cargas úteis de até 57 toneladas métricas em órbita. Para este lançamento, no entanto, terá uma carga útil menor: o carro de Elon Musk, um Tesla Roadster vermelho. Além de CEO da SpaceX, Musk também é CEO da empresa de automóveis elétricos Tesla.
Se tudo der certo, o carro acabará em uma órbita em torno do sol longe o suficiente para alcançar Marte, e vai levar câmeras que devem fornecer “vistas épicas”.
Alto risco
Musk enfatizou que este é um lançamento de alto risco, estabelecendo expectativas baixas para um voo inaugural bem-sucedido.
Os 27 motores do primeiro estágio do veículo terão que acender no momento certo, por exemplo, e o primeiro estágio central sofrerá muito estresse durante o lançamento.
Dito isso, o Falcon Heavy já fez um teste de fogo dos seus motores bem-sucedido, no qual todos do primeiro estágio se acenderam por cerca de 10 segundos na plataforma de lançamento.
“Se algo der errado, espero que vá mal no meio da missão, para pelo menos aprendermos tanto quanto for possível ao longo do caminho. Eu consideraria uma vitória se simplesmente não explodisse no lançamento”, Musk afirmou.
Reconstruir a plataforma de lançamento demoraria de 8 a 12 meses, o que seria um fator limitante para realizar um novo teste rapidamente. “Vamos nos divertir, não importa o que aconteça. Será emocionante de uma forma ou de outra – ou um sucesso emocionante ou um fracasso emocionante”, disse Musk. [Space.com, SpaceX]
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O evento foi visto por milhões de pessoas na internet e chegou a derrubar o site da companhia.
O palco principal foi a plataforma 39A, do Centro Espacial Kennedy, da Nasa, a agência espacial dos EUA. De lá, desde 1973 não subia um lançador com capacidade comparável à do Falcon Heavy.
Com efeito, o único a batê-lo em poder de inserção orbital em toda a história do programa espacial americano foi o Saturn V, que levou o homem à Lua nos anos 1960 e 1970.
Uma diferença fundamental separa os dois lançadores, contudo: enquanto o venerável foguete projetado por Wernher von Braun para bater os soviéticos na corrida espacial do século passado foi financiado por um brutal aporte de recursos governamentais – a Nasa então consumia cerca de 5% de todo o orçamento federal -, o Falcon Heavy foi desenvolvido pela SpaceX com dinheiro privado, e seu custo é uma fração do que consumia seu predecessor.
A diferença poderia ser tida como um sinal dos tempos, mas não é só a evolução tecnológica que explica a mudança. Atualmente, a mesma Nasa desenvolve um foguete de alta capacidade similar ao Saturn V, o SLS, e seu custo estimado é de cinco a dez vezes maior que o do Falcon Heavy.
Enquanto um lançamento do novo foguete da SpaceX pode sair por US$ 90 milhões (custo mínimo), um SLS (ainda sem preço exato definido) está mais perto de US$ 1 bilhão.
Essa é a medida do quanto a SpaceX está mudando a noção do custo de acesso ao espaço e incomodando a concorrência, nos EUA e fora dele. De onde vem a diferença? A palavra-chave é inovação, e é o que explica os eventos testemunhados nesta terça na Flórida.
MUDANDO AS REGRAS
O Falcon Heavy tem três propulsores no primeiro estágio, e um no segundo. Todos são baseados nos sistemas desenvolvidos para o Falcon 9, o foguete “velho de guerra” da SpaceX. Na verdade, a melhor definição para o primeiro estágio dele seria a de três primeiros estágios do Falcon 9 amarrados.
Pois bem, esses propulsores não só sobem ao espaço com uma potência incrível como retornam a pousam suavemente após cumprirem sua missão.
Com isso, podem ser reutilizados, algo que inverte completamente a lógica de como transporte espacial tem sido feito até hoje, e o aproxima mais de outras modalidades de transporte criadas pelo ser humano. Ninguém joga fora um helicóptero depois de um único voo. O mesmo se aplica a um avião. Por que jogariam fora um foguete após um único voo?
Musk estava determinado a provar que era possível recuperar as partes do lançador descartadas durante a subida e reutilizá-las. Isso está mais que cabalmente demonstrado a essa altura.
Por sinal, os dois propulsores laterais do Falcon Heavy vieram de missões anteriores do Falcon 9. Fizeram duas viagens ao espaço, portanto, a segunda nesta terça. E pousaram suavemente, ao mesmo tempo, em plataformas em solo. Feito inédito.
O propulsor central do primeiro estágio desceu numa balsa no oceano, mas não conseguiu fazer um pouso suave e terminou seu voo num evento que Musk costuma descrever como RUD, sigla para “Rapid Unscheduled Disassembly”, ou “Desmontagem Rápida Não Agendada”. Eufemismo para destruição completa (e geralmente explosiva).
De toda forma, o segundo estágio já confirmou os dois disparos necessários para colocar numa órbita alta ao redor da Terra. Uma terceira queima, marcada para a 1h de quarta-feira, colocaria o carro Tesla Roadster de Elon Musk e um boneco chamado Starman, em homenagem à música de David Bowie, a caminho de uma trajetória interplanetária na direção da órbita de Marte.
“Reinício do estágio superior normal, apogeu atingido de 7.000 km”, escreveu Musk no Twitter pouco após o lançamento. “Ele vai passar 5 horas sendo banhado pelos cinturões [de radiação] de Van Allen e então tentará o disparo final para Marte.”
Enquanto isso, a SpaceX transmitia imagens ao vivo pelo YouTube do veículo cor cereja da meia-noite girando pacificamente ao redor da Terra — que acabou de ficar um pouquinho menor e menos isolada no Universo depois deste lançamento.
O sonho de povoar Marte habita a mente humana há tempos, mas sempre esbarrou nas dificuldades de se montar as primeiras colônias no planeta vermelho. No entanto, agência espacial da Alemanha, a DLR, pode ter encontrado uma solução: Justin, um robô autônomo capaz de iniciar a construção das primeiras unidades habitacionais fora da Terra. Feito para resolver tarefas de alta complexidade, a máquina pode agora pode tomar decisões por conta própria.
Com formato humanoide, Justin já é um projeto antigo no país europeu. Por anos, os cientistas desenvolveram a capacidade do robô de manusear ferramentas, fotografar, superar barreiras no caminho e até pegar objetos voadores. Agora, uma atualização da sua inteligência artificial que permitiu que a máquina “pensasse” de forma autônoma, dispensando uma programação prévia do que deveria ser feito em Marte.
Nasa vai enviar robô à lua de Saturno que tem condições de abrigar vida
Em testes recentes, Justin foi capaz de consertar um painel solar de um laboratório localizado em Munique, Alemanha. De acordo com a publicação da Wired, o robô usará reconhecimento de objetos e computação visual para tarefas como limpeza e manutenção de maquinário, inspeção de equipamentos e transporte de objeto. Durante as tarefas, a máquina pode ser inspecionada a distância por um astronauta
Demonstrado pela primeira vem em 2006, o Justin tem 1,92 metro de altura e peso de cerca de 200 KG, podendo levantar até 15 Kg em cada braço. O robô conta ainda com duas câmeras de alta definição e sensores na cabeça para gerar imagens em 3D do ambiente. Além disso, ele é capaz de continuar suas tarefas e guardar informações ainda que a comunicação com a terra acabe.
Os terráqueos que têm o hábito de brincar no Google Street View agora podem explorar um terreno bem mais interessante que a sua vizinhança. Criado em parceria com a Nasa, o mapa 3D AccessMars permite que você navegue pelo poeirão e conheça de perto cada cratera do planeta vermelho – sem precisar sair do conforto de sua cadeira. Todo o percurso é feito nas costas da Curiosity, sonda que a Nasa mantém em Marte, e pode ser melhorada com ajuda de óculos de realidade virtual ou fones de ouvido.
A Curiosity explora o planeta vermelho há cinco anos, doida para achar qualquer evidência que nos permita continuar sonhando com a colonização do território marciano. Não deixe esse aspecto de carrinho de controle remoto enganar você: a máquina tem cerca de 900 kg – mais ou menos do tamanho de um carro popular. Além disso, ela está equipada com 17 câmeras, estrategicamente posicionadas para gerar imagens de alta qualidade de seu entorno. Foi combinando essas imagens que o Google criou a nova ferramenta.
É possível navegar pelo desktop ou smartphone: basta sair deslizando o mouse (ou o dedo) no cenário, por onde sua intuição astronauta lhe guiar. Porém, em vez de se sujeitar à velocidade real de 3,8 cm por segundo da máquina, o usuário pode se deslocar bem mais rápido.
Com a ajuda de um mapa, é possível navegar 360º por vários pontos específicos, como o exato local onde o veículo aterrissou, no longínquo mês de agosto de 2012. É possível também, para aumentar o grau de realidade da experiência, que sua jornada parta da localização atual do Curiosity. Clicando em partes do veículo, por exemplo, é possível ouvir detalhes sobre seu design; apontando o curso para as vizinhanças, você recebe informações sobre a topografia e geologia do local.
Quem lhe acompanha pelo tour guiado é Katie Stack Morgan, cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, e dona da voz que tece os comentários sobre a viagem. De acordo com o site Quartz, a Nasa costuma manter os dados da missão sempre atualizados, o que permite gerar novas imagens dentro de uma semana – mais rápido do que a sua rua muda no Street View.
A probabilidade de que os astrônomos encontrem vida em Marte pode ter caído consideravelmente com a descoberta de que o planeta é coberto de tóxicos capazes de destruir qualquer organismo vivo. Segundo estudo publicado no periódico Scientific Reports, nesta quinta-feira, a combinação entre as substâncias químicas do solo marciano e a forte radiação ultravioleta que bombardeia a atmosfera seria fatal para microrganismos como as bactérias – ou seja, qualquer vida surgida no passado seria eliminada pelas condições atuais de Marte.
A descoberta, de acordo com os cientistas, deve ser considerada por futuras missões para a busca de vida no planeta, pois apenas organismos enterrados dois ou três metros sob a superfície estariam a salvo da radiação.
O estudo, feito por uma dupla de astrobiólogos da Universidade de Edinburgo, na Escócia, foi baseado na descoberta de percloratos, substâncias com alto conteúdo oxidantes, em solo marciano. Missões como a Viking, da Nasa, que pesquisou o planeta nos anos 1970, já havia encontrado indícios da substância, que teve a existência confirmada pela sonda Phoenix, em 2008, e pelas missões Curiosity e Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Até agora os cientistas acreditavam que, apesar de o químico ser altamente tóxico para microrganismos, eventuais bactérias marcianas poderiam ter encontrado uma maneira de utilizá-lo como fonte de energia.
Para verificar essa possibilidade, Jennifer Wadsworth e Charles Cockell resolveram simular o ambiente marciano em laboratório e submeter a ele bactérias Bacillus subtilis, que são encontradas no solo terrestre e costumam contaminar sondas espaciais. Inicialmente, as bactérias foram expostas a perclorato de magnésio e bombardeadas com radiação ultravioleta em níveis semelhantes aos de Marte. Os pesquisadores perceberam que, com a presença do químico, os microrganismos morriam duas vezes mais rapidamente.
Em uma segunda leva de testes, peróxidos e óxidos de ferro, que também são encontrados no solo marciano, foram adicionados à combinação. Com as novas substâncias, as bactérias desapareciam onze vezes mais rapidamente do que no ambiente compostos apenas de percloratos e radiação.
“Apesar de suspeitarmos dos efeitos tóxicos de oxidantes na superfície marciana há algum tempo, nossas observações mostram que o solo atual de Marte é altamente deletério para as células, resultado de um coquetel tóxico de oxidantes, óxidos de ferro, percloratos e radiação UV”, afirmam os pesquisadores no estudo.
Há vida em Marte?
O novo estudo, porém, não elimina a possibilidade de vida em Marte, segundo os cientistas. Isso porque ela pode ser encontrada no subsolo – onde estaria protegida das fortes radiações – ou mesmo se aproveitar das baixas temperaturas para se proteger. Quando Wadsworth e Cockell ajustaram a temperatura do experimento de 25°C para 4°C, a morte das bactérias foi sensivelmente reduzida, o que sugere que, em temperaturas amenas, talvez os microrganismos estariam a salvo. Em Marte, a média de temperatura fica em torno de -55°C. Além disso, as concentrações de perclorato não são uniformes na superfície marciana, o que poderia promover a existência de algumas áreas menos nocivas aos microrganismos.
Uma das possibilidades, de acordo com os astrobiólogos, seria encontrar vida no subsolo de Marte. Para confirmar essa hipótese, no entanto, as missões futuras ao planeta deveriam prever perfurações de até três metros na superfície.
Antes do oxigênio, havia o metano. Essa é, em essência, a mensagem de um novo trabalho realizado por cientistas americanos e britânicos.
O estudo, que envolveu análises de amostras de rocha da bacia da Gricualândia Ocidental, na África do Sul, e modelos teóricos da atmosfera terrestre antiga, sugere que a Terra já teve, há bilhões de anos e ao menos por curtos períodos de tempo, uma atmosfera similar à de Titã, a maior das luas de Saturno, com uma densa névoa de hidrocarbonetos.
A hipótese, se confirmada, ajudará a explicar de que maneira a atmosfera terrestre deu um salto expressivo e rápido na quantidade de oxigênio há 2,4 bilhões de anos, no chamado Grande Evento de Oxigenação.
O trabalho, que tem como primeiro autor Gareth Izon, da Universidade de St. Andrews, na Escócia, e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, se concentrou em investigar o padrão de distribuição de átomos de enxofre e de carbono orgânico ao longo de camadas sucessivas de rocha que remontam a até cerca de 2,8 bilhões de anos atrás.
Com base nessa análise, combinada a modelos atmosféricos, ficou claro que pelo menos um evento em que a atmosfera foi tomada por névoa de hidrocarbonetos aconteceu antes que o ar ganhasse quantidades apreciáveis de oxigênio.
A exemplo do que acontece em Titã, a névoa surge pela separação dos átomos nas moléculas de metano — o mais simples dos hidrocarbonetos — quando expostas à radiação ultravioleta solar. Experimentos em laboratório mostram como esse processo se dá. Mas existe uma diferença entre isso acontecer num recipiente fechado e na atmosfera.
No ar, sobretudo nas camadas mais altas, a destruição das moléculas também leva a grandes fugas de hidrogênio, o átomo mais leve que existe, para o espaço. O metano, CH4, é quebrado e o H escapa facilmente da gravidade do planeta, deixando apenas o carbono para trás.
Em Titã, esse processo é muito mais suave por conta da distância ao Sol, que resulta em nível de radiação menor e em energia contida nas moléculas e nos átomos, idem. Mas na Terra, sugerem os cientistas, essa perda de hidrogênio seria bastante relevante — e serviria como gatilho para o aumento posterior de oxigênio na atmosfera.
“Altos níveis de metano significavam que mais hidrogênio, o principal gás impedindo o aumento do oxigênio, podia escapar para o espaço, abrindo caminho para a oxigenação global”, disse Aubrey Zerkle, pesquisador da Universidade de St. Andrews e co-autor do estudo.
BIOLOGIA MOLDA O PLANETA
O curioso é que tanto o metano atmosférico quanto o posterior oxigênio atmosférico são produtos da vida na Terra. O primeiro é produzido pelos metanógenos — vida microbiana capaz de gerar o gás como subproduto de seu metabolismo — e o segundo pelas cianobactérias — vida microbiana capaz de fazer fotossíntese e converter CO2 em O2. (Em Titã, é importante ressaltar, o metano é muito provavelmente produto de reações não biológicas.)
OLHO NOS EXOPLANETAS
A importância de compreender a atmosfera da Terra no passado torna-se maior conforme passamos a investigar a composição do ar de exoplanetas lá fora, como os do recém-anunciado sistema Trappist-1. É comum mencionarmos a ambição de detectar uma atmosfera rica em oxigênio, como a nossa atual, indicativa da presença de vida.
Contudo, é igualmente possível que encontremos atmosferas em outras circunstâncias, e não necessariamente indicativas de um planeta morto. Pelo contrário, elas podem meramente representar etapas diferentes da vida, como as que o nosso próprio planeta já vivenciou. Saber como as coisas aconteceram por aqui é fundamental se quisermos interpretar corretamente as histórias que as atmosferas exoplanetárias tentarão nos contar nos próximos anos.
Com a cabeça na segunda metade do século 21, um grupo de cientistas da Nasa acaba de apresentar uma ideia audaciosa: criar um escudo magnético para proteger — e então adensar — a atmosfera de Marte. Em princípio, isso poderia tornar o planeta vermelho mais quente e, quiçá, habitável — como um dia ele já foi e no futuro distante tende a voltar a ser.
Marte, no passado remoto, já teve um campo magnético. E então, entre 4,2 bilhões e 3,7 bilhões de anos atrás, ele foi desligado, provavelmente por conta do rápido resfriamento interno do planeta, que tem pouco mais da metade do diâmetro da Terra. Com isso, o vento solar passou a agir desimpedido sobre sua atmosfera, paulatinamente destruindo-a. Hoje, ela tem apenas um centésimo da densidade da nossa, o que resulta em um efeito estufa muito modesto. De acordo com os cientistas, essa provavelmente foi a principal razão para Marte ter se convertido de um mundo hospitaleiro, rico em oceanos, rios e lagos, num deserto seco e frio.
Acredita-se que, no momento, a atmosfera de Marte esteja em equilíbrio com o vento solar. Ela continua sendo erodida (a sonda Maven, da Nasa, já mediu a taxa de perda atmosférica atual em pelo menos um quilo por segundo), mas acredita-se que outros mecanismos, como a sublimação do gelo de dióxido de carbono das calotas polares, estejam reabastecendo a atmosfera e mantendo-a no mesmo patamar de densidade.
Agora, o que aconteceria se pudéssemos de algum modo restituir certa proteção magnética a Marte, rebatendo as partículas carregadas — prótons e elétrons de alta energia — para longe da atmosfera, do mesmo modo que a magnetosfera terrestre faz, protegendo nosso próprio invólucro de ar?
A ideia seria colocar um satélite num lugar especial do espaço em que a gravidade do Sol e de Marte se contrabalançam perfeitamente, um ponto que os cientistas chamam afetuosamente de L1 (ou ponto lagrangiano 1, em homenagem a Joseph Lagrange, o matemático que calculou esses chamados pontos de libração pela primeira vez).
Lá, uma espaçonave poderia permanecer o tempo todo no caminho entre o Sol e Marte, a cerca de 1,1 milhão de km do planeta. E, com o equipamento apropriado (basicamente um ímã supercondutor caprichado), ela poderia gerar um campo magnético cuja cauda se estendesse até o planeta vermelho, efetivamente conferindo proteção contra as partículas do vento solar.
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