Decodificando Rochas Espaciais com IA: A Revolução dos Meteoritos

A inteligência artificial (IA) está transformando a maneira como fazemos as coisas, não apenas na Terra, mas também no Espaço.

Ao ser usada em tarefas que vão desde a navegação autônoma de espaçonaves e análise de dados até a otimização da utilização de recursos e apoio a descobertas científicas, a tecnologia está permitindo missões espaciais mais eficientes, autônomas e perspicazes.

Por exemplo, a NASA tem explorado o poder da IA há muitos anos. Desde rovers autônomos em Marte até iniciativas impulsionadas por IA para encontrar novos exoplanetas, a agência tem aproveitado essa tecnologia para aprimorar sua compreensão do espaço.

Recentemente, a agência federal dos EUA demonstrou como a IA pode ajudar satélites em órbita a coletar dados mais direcionados. A IA permitiu que um satélite, pela primeira vez, previsse sua trajetória orbital, processasse e avaliasse imagens com IA e decidisse onde direcionar um instrumento, tudo isso em menos de dois minutos e sem intervenção humana.

“A ideia é fazer a espaçonave agir mais como um humano: Em vez de apenas ver os dados, ela pensa sobre o que os dados mostram e como responder”, disse Steve Chien, pesquisador técnico em IA no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) e investigador principal do projeto Dynamic Targeting.

Há alguns anos, a SpaceX de Elon Musk também lançou um satélite equipado com IA para permitir que a espaçonave participe de missões de espaço profundo.

Nesse contexto, cientistas desvendaram os segredos do meteorito usando essa tecnologia. Esse material específico desafia as regras de fluxo de calor ao agir tanto como cristal quanto como vidro.

Com a ajuda da IA, os pesquisadores foram capazes de descobrir a capacidade do mineral de manter condutividade térmica constante, um grande avanço que pode revolucionar a ciência dos materiais ao transformar a gestão de calor na tecnologia e na indústria. Também poderia ajudar a reduzir as enormes emissões de carbono na produção de aço. 

Como a IA está Desvendando os Segredos dos Meteoritos

Meteoroides são os flashes de luz que às vezes vemos riscando o céu.

Essas rochas espaciais podem ser tão pequenas quanto grãos de poeira ou tão grandes quanto pequenos asteroides. A maioria delas são fragmentos de corpos maiores que se romperam. Algumas vêm de asteroides, outras de cometas, e algumas até vêm da Lua, Marte ou de outros planetas.

Esses são chamados de meteoroides enquanto ainda estão no espaço. Quando entram na atmosfera da Terra ou de qualquer outro planeta e sobrevivem à passagem, são chamados de meteoros.

Ao entrar na atmosfera, eles o fazem em alta velocidade e, à medida que a pressão supera a resistência do objeto, ele se desintegra, o que o faz queimar e gerar um brilho intenso, daí o nome “estrelas cadentes”. Quando aparecem particularmente brilhantes, são chamadas de “bóias de fogo”.

Esses meteoros podem parecer raros, mas segundo estimativas da NASA, cerca de 48,5 toneladas desse material caem na Terra todos os dias.

Por fazerem parte do espaço, essas rochas podem ajudar a fornecer insights valiosos sobre a composição, formação e história de asteroides, planetas e do nosso sistema solar. 

Um meteorito é composto por vários materiais, incluindo rocha, metal ou uma combinação de ambos.

Esses meteoritos são estudados por cientistas em grande detalhe usando várias técnicas, como observações fotográficas e telescópicas, detecção por radar, microscopia, espectroscopia, magnetometria e outras.

Recentemente, a IA também está sendo usada para compreender meteoritos espaciais automatizando sua detecção por meio de imagens de drones, aprimorando a classificação de seus tipos através de aprendizado de máquina, identificando possíveis locais de impacto e até revelando a composição dos materiais dentro dos meteoritos. 

Ao analisar vastos conjuntos de dados e reconhecer padrões que os humanos podem perder, a IA melhora a eficiência e a precisão da pesquisa de meteoritos, o que, por sua vez, fornece insights críticos sobre as origens da vida.

Por exemplo, pesquisa¹ do final do ano passado encontrou evidências de água líquida em Marte há 742 milhões de anos com a ajuda de um meteorito.

Então, um asteroide atingiu Marte há onze milhões de anos e enviou fragmentos do planeta vermelho viajando pelo espaço. Um desses fragmentos colidiu com a Terra, nos fornecendo um meteorito que pode ser rastreado diretamente a Marte. 

Ele foi chamado de Meteorito Lafayette e, após investigação, os pesquisadores descobriram que, enquanto estava em Marte, interagiu com água. Recentemente, uma colaboração internacional de cientistas determinou a idade dos minerais no meteorito que se formaram quando havia água líquida. 

“Podemos identificar meteoritos estudando quais minerais estão presentes neles e as relações entre esses minerais dentro do meteorito.”

– Autora principal Marissa Tremblay, professora assistente do Departamento de Ciências da Terra, Atmosfera e Planetas (EAPS) na Purdue University

Ela ainda observou que meteoritos tendem a ser mais densos que rochas na Terra, são magnéticos e contêm metal. No entanto, encontrar meteoritos não é tão fácil. 

A probabilidade de encontrar um é realmente muito baixa. Como resultado, os pesquisadores têm usado IA junto com drones para fazer a descoberta. 

Em 2022, pesquisadores da Curtin University na Austrália recuperaram um meteorito, que seguia uma elipse entre as órbitas de Júpiter e Vênus, no remoto interior australiano, usando aprendizado de máquina e dois drones.

A tecnologia permite que caçadores de meteoritos realizem tarefas repetitivas sem perder a atenção. De fato, as máquinas aprendem a lidar com falsos positivos por meio da repetição. 

“O santo graal da caça a meteoritos atualmente é um drone que pode dividir uma área geográfica em grades, observar o solo e encontrar meteoritos com IA.”

– Mike Hankey, The American Meteor Society

A Escola de Ciências da Terra e Planetárias da universidade, junto com o Observatório de Paris, o International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) e outras instituições, colaboraram para resolver o enigma dos asteroides ricos em carbono, que, embora comuns no espaço, representam menos de 5% dos meteoritos que chegam à Terra.

Este estudo², que desvendou o mistério de longa data na ciência espacial, foi publicado este ano. Para isso, os cientistas analisaram quase 8.500 eventos de meteoroides e meteoritos.

O que o estudo descobriu é que o Sol e a atmosfera da Terra agem como filtros gigantes que destroem meteoroides carbonáceos antes que alcancem o solo. Esses meteoritos são importantes porque contêm aminoácidos, moléculas orgânicas e água.

Embora já fosse sabido que material rico em carbono não sobrevive à entrada atmosférica, a pesquisa mostrou que muitos meteoroides “nem chegam tão longe”, se fragmentando ao passar perto do Sol. 

“Os que sobrevivem ao cozimento no espaço têm mais probabilidade de também atravessar a atmosfera da Terra.”

– Coautor Dr. Hadrien Devillepoix, do Space Science and Technology Centre da Curtin e do Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA)

Além disso, constatou que meteoroides formados por rupturas de maré são particularmente frágeis e quase nunca sobrevivem à entrada atmosférica. Segundo o Dr. Patrick Shober, do Observatório de Paris:

“Essa descoberta pode influenciar futuras missões a asteroides, avaliações de risco de impacto e até teorias sobre como a Terra recebeu sua água e compostos orgânicos que permitiram o surgimento da vida.”

Enquanto isso, um estudo³ do início deste ano usou IA para descobrir que “marsquakes”, uma das principais forças que moldam a superfície do planeta, são causados por atividade sísmica de impactos de meteoroides.

A equipe de pesquisadores da Universidade de Berna e do Imperial College London utilizou IA para identificar novos impactos em dezenas de milhares de imagens orbitais de dados entre dezembro de 2018 e 2022 e então cruzou esses dados com informações sísmicas. Isso ajudou os pesquisadores a encontrar 123 crateras novas para cruzamento, e das 123, 49 foram potenciais correspondências com terremotos.

Os dados recém-analisados revelaram que em Marte, impactos de meteoroides ocorrem cerca de duas vezes mais frequentemente do que se estimava anteriormente.

Isso, observou o Professor Tom Pike, da equipe Imperial, demonstra “o poder de analisar profundamente múltiplos conjuntos de dados de Marte. Sem os dados sísmicos, não saberíamos onde procurar um impacto nas imagens orbitais, e sem as imagens orbitais, não poderíamos localizar a fonte da energia sísmica.”

A IA mudou o jogo para os pesquisadores ao detectar um impacto em um único pixel de uma câmera orbital de baixa resolução usada para monitoramento diário do clima. “O poder e a velocidade da IA significam que conseguimos encontrar a proverbial agulha no palheiro!” acrescentou.

O algoritmo de máquina que desempenhou um papel fundamental aqui foi desenvolvido no JPL, que pode filtrar enormes quantidades de dados, como imagens. 

IA Confirma Híbrido Cristal-vidro

Agora, o estudo mais recente⁴ de cientistas da Columbia Engineering usou IA para fazer outra descoberta maravilhosa. Eles confirmaram as propriedades térmicas “híbridas” de um mineral espacial, que não segue as regras típicas de fluxo de calor. O meteorito age tanto como cristal quanto como vidro. 

Isso é uma descoberta porque as propriedades de condução de calor de cristais e vidros são completamente opostas entre si. As condutividades térmicas realmente variam fortemente em ambos. A condutividade térmica dos materiais varia drasticamente dependendo da estrutura atômica. Veja como materiais cristalinos, vítreos e híbridos se comparam:

Essas tendências desempenham um papel fundamental em diversas tecnologias, incluindo sistemas de recuperação de calor residual, miniaturização e eficiência de dispositivos eletrônicos, e a vida útil de escudos térmicos para aplicações aeroespaciais.

Otimizar o desempenho e a durabilidade dos materiais usados nessas aplicações requer uma compreensão profunda de como sua estrutura atômica e composição química determinam a capacidade de condução de calor do material.

Michele Simoncelli, professor assistente de física aplicada e matemática aplicada na Columbia Engineering, adotou a abordagem de primeiros princípios e a combinou com aprendizado de máquina para identificar o material único com propriedades térmicas distintas.

Técnicas de aprendizado de máquina permitiram à equipe superar os desafios computacionais dos métodos de primeiros princípios e simular propriedades atômicas que afetam o transporte de calor com precisão ao nível quântico. 

O material é o primeiro de seu tipo, que foi descoberto em meteoritos e identificado em Marte. 

Entender a física fundamental que impulsiona esse comportamento especial pode avançar nossa compreensão e nos ajudar a projetar materiais que gerenciam o calor durante diferenças extremas de temperatura.

Agora, a condução térmica, que é a transferência de calor através de matéria estacionária por contato físico, depende da estrutura atômica de um material. Portanto, se um material é vítreo, com estrutura desordenada e não cristalina, ou cristalino, com uma rede ordenada de átomos, isso influencia como o calor flui ao nível quântico.

Basicamente, a condução térmica aumenta em vidros com o aumento da temperatura e diminui em cristais ao aquecer.

Para capturar essa tendência oposta de condutividade térmica em vidros e cristais, Simoncelli, em colaboração com Francesco Mauri da Sapienza University of Rome e Nicola Marzari do Swiss Federal Institute of Technology, derivou uma única equação em 2019.

Notavelmente, a equação descreve o comportamento intermediário de materiais parcialmente desordenados. Isso inclui materiais usados em revestimentos de barreira térmica para escudos de calor, células solares de perovskita e termelétricos para recuperar calor desperdiçado.

Agora, usando essa mesma equação, eles exploraram a relação entre a estrutura atômica e a condutividade térmica em materiais feitos de dióxido de silício (SiO2).

Também conhecido como sílica, o dióxido de silício é um composto químico natural composto por silício e oxigênio, dois dos elementos mais abundantes na Terra. É um dos principais componentes da areia. 

Os pesquisadores previram que a forma “tridimita” do dióxido de silício mostraria sinais de um material cristal‑vidro com condutividade térmica que não varia com a temperatura. 

Tridimita é uma forma cristalina de alta temperatura do dióxido de silício que ocorre principalmente em rochas vulcânicas e se forma sob condições de alta temperatura e baixa pressão. Também é encontrada em meteoritos.

O comportamento incomum de transporte térmico da Tridimita levou uma equipe de experimentadores liderada por Daniele Fournier, Massimiliano Marangolo e Etienne Balan da Sorbonne University, em Paris, a realizar testes em uma amostra de sílica tridimita obtida de um meteorito que caiu na Alemanha há trezentos anos.

Os experimentos confirmaram as previsões feitas pelos pesquisadores com medições.

A tridimita meteórica foi confirmada como tendo uma estrutura atômica que se situa entre o cristal ordenado e o vidro desordenado. Além disso, eles descobriram que sua condutividade térmica permanece constante entre 80 K e 380 K, a faixa de temperatura acessível experimentalmente.

Em análise adicional, a equipe previu que o material poderia se formar a partir do envelhecimento térmico em tijolos refratários, que servem como barreira térmica em fornos para produção de aço.

O aço versátil, durável e multifuncional é um dos materiais mais essenciais na sociedade moderna, sustentando diversas indústrias e infraestruturas. No entanto, a produção de aço é um processo intensivo em carbono, com apenas 1 kg de aço emitindo cerca de 1,3 kg de CO2. 

Com quase 1 bilhão de toneladas de aço produzidas anualmente, ele é responsável por muitas emissões de CO2, tanto que representa cerca de 7% das emissões de carbono nos EUA.

Como o estudo observou, a eficiência e o impacto ambiental disso são amplamente determinados por como o calor é gerenciado nos fornos, em particular através da condutividade térmica de materiais refratários que podem suportar temperaturas extremas.

Assim, materiais derivados da tridimita poderiam permitir um controle mais eficiente do intenso calor envolvido na produção de aço. Portanto, usando as descobertas do estudo, a condutividade dos refratários pode ser aumentada, reduzindo o tempo de queima dos fornos e, consequentemente, diminuindo a pegada de carbono da indústria siderúrgica.

Além de tudo isso, o grupo de Simoncelli na Columbia está explorando o uso dos mesmos mecanismos que determinam o fluxo de calor em materiais híbridos cristal‑vidro para entender o comportamento de outras excitações em sólidos, como magnons que transportam spin e elétrons que transportam carga.

Esses conceitos ajudam em tecnologias emergentes e energeticamente eficientes, incluindo dispositivos spintrônicos, dispositivos vestíveis e computação neuromórfica.

Para isso, a equipe de pesquisa está trabalhando na formulação de teorias de primeiros princípios para prever observáveis experimentais, desenvolvendo técnicas de simulação de IA para previsões quantitativamente precisas das propriedades dos materiais, e aplicando-as para descobrir e projetar materiais que atendam a desafios de engenharia e industriais.

Investindo em Pesquisa Espacial com IA

Quando se trata de exploração espacial, Lockheed Martin Corporation (LMT ) destaca-se por ser um grande contratante da NASA e do Departamento de Defesa. A empresa projeta sistemas de satélite baseados em IA e sondas planetárias para apoiar missões como a exploração de Marte.

A empresa global de aeroespacial e defesa tem um valor de mercado de US$ 101,23 bilhões, com suas ações atualmente negociadas a US$ 433,60, queda de 11% no ano. Possui um EPS (TTM) de 23,15 e um P/E (TTM) de 18,73. A Lockheed paga um rendimento de dividendos de 3,04%.

Lockheed Martin Corporation (LMT )

Nesta semana, a empresa anunciou seu novo satélite de alerta de mísseis, mais capaz e resistente. Durante os testes, o satélite Next-Gen OPIR GEO demonstrou sua capacidade de operar e suportar temperaturas extremas e condições de vibração violenta.

Para o 2º trimestre de 2025, reportou vendas de US$ 18,2 bilhões, acima dos US$ 18,1 bilhões no mesmo trimestre do ano passado. Seu lucro líquido no trimestre foi de US$ 342 milhões, ou US$ 1,46 por ação. A empresa também reportou perdas de programa de US$ 1,6 bilhão e outros encargos de US$ 169 milhões. Isso, segundo Reuters, foi devido a “dificuldades com um programa classificado em seu negócio de Aeronáutica e programas internacionais de helicópteros em sua unidade Sikorsky”.

Durante esse período, o caixa das operações foi de US$ 201 milhões, uma queda drástica em relação a US$ 1,9 bilhão no 2T24. Enquanto isso, o fluxo de caixa livre foi de -US$ 150 milhões, comparado a US$ 1,5 bilhão no mesmo trimestre do ano passado. A Lockheed também devolveu US$ 1,3 bilhão aos acionistas por meio de dividendos e recompra de ações. 

Seu CEO, Jim Taiclet, observou que os clientes dos EUA e aliados estão “nos pedindo para elevar e acelerar muitos programas‑chave”, incluindo a Força Espacial dos EUA solicitando satélites GPS IIIF adicionais. Ele acrescentou:

“Ao mesmo tempo, nosso processo contínuo de revisão de programas identificou novos desenvolvimentos que nos fizeram reavaliar a posição financeira de um conjunto de grandes programas legados. Como resultado, estamos assumindo uma série de encargos neste trimestre para lidar com esses riscos recém‑identificados.”

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Lockheed Martin Corporation (LMT)

Conclusão

A magia da IA está ultrapassando os limites da Terra para as profundezas do espaço, ajudando‑nos a descobrir padrões ocultos em rochas espaciais, desde marsquakes até comportamentos térmicos exóticos. Com essas descobertas, a IA está acelerando descobertas que transformarão nossa compreensão do universo, bem como o futuro dos materiais.

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Referências:

1. Tremblay, M.M., Mark, D.F., Barfod, D.N., Cohen, B.E., Ickert, R.B., Lee, M.R., Tomkinson, T., & Smith, C.L. Datação da atividade aquosa recente em Marte. Geochemical Perspectives Letters, 32, publicado em 6 de novembro de 2024. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2443
2. Shober, P.M., Devillepoix, H.A.R., Vaubaillon, J., et al. História de periélio e sobrevivência atmosférica como principais impulsionadores do registro de meteoritos da Terra. Nature Astronomy, 9, 799–812 (junho de 2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02526-6
3. Charalambous, C., Pike, W.T., Fernando, B., Wójcicka, N., Kim, D., Froment, M., Lognonné, P., Woodley, S., Ojha, L., Bickel, V.T., McNeil, J., Collins, G.S., Daubar, I.J., Horleston, A., & Banerdt, B. Novos impactos em Marte: Desvendando caminhos de propagação sísmica através de uma detecção de impacto em Cerberus Fossae. Geophysical Research Letters, publicado primeiro em 3 de fevereiro de 2025. https://doi.org/10.1029/2024GL110159
4. Simoncelli, M., Fournier, D., Marangolo, M., Balan, E., Béneut, K., Baptiste, B., Doisneau, B., Marzari, N., & Mauri, F. Condução de calor cristal‑vidro invariante à temperatura: De meteoritos a refratários. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(28), e2422763122 (11 de julho de 2025). https://doi.org/10.1073/pnas.2422763122