Espaço
Descobrindo a Atmosfera de Marte – Entender Eventos Passados é Fundamental para Colonização
A exploração espacial é uma oportunidade de trilhões de dólares. De acordo com as estimativas da McKinsey, a economia espacial global será de $1,8 trilhão até 2035 (considerando a inflação), um aumento em relação aos $630 bilhões em 2023.
Um dos pontos altos que impulsiona os investidores a se juntarem à banda da exploração espacial é a colonização de Marte. O aumento do conhecimento científico e dos dados sobre Marte e seu comportamento levou a mais estudos focados na construção potencial em Marte. Mas antes de mergulhar mais fundo na última pesquisa sobre a compreensão de Marte, vamos ter uma visão geral de como a missão a Marte progrediu ao longo do tempo.
Um Breve Histórico das Missões Importantes a Marte
Mais de cinco décadas atrás, em 1965, a sonda Mariner 4 da NASA chegou a Marte e enviou 21 fotos do planeta de volta à Terra. Seis anos depois, em 1971, a sonda de pouso Mars 3 da URSS completou um pouso suave em Marte. No mesmo ano, a sonda Mariner 9 da NASA descobriu vulcões e Valles Marineris, e enquanto capturava milhares de fotos, eventualmente as enviou de volta da órbita de Marte.
Fonte: NASA
Em 1976, as sondas Viking 1 e Viking 2 chegaram a Marte e enviaram seus módulos de pouso à superfície. Embora cada espaçonave pudesse retornar com segurança anos de dados, elas não puderam provar a existência de microorganismos em Marte.
Depois de 1976, levou mais de duas décadas para alcançar um avanço significativo na Missão Marte. Foi em 1997 que a sonda de pouso Pathfinder da NASA e o rover Sojourner chegaram à superfície de Marte.
Fonte: Research Gate
Em 2001 a sonda Mars Odyssey da NASA começou. Até agora, tem sido uma das empreitadas mais significativas focadas em Marte com mais de duas décadas de retransmissão de dados do planeta vermelho para a Terra.
As viagens a Marte não se limitaram aos esforços dos Estados Unidos. Muitos outros países se juntaram ao caminho nos anos subsequentes. Por exemplo, em 2014, a missão Orbiter da Índia chegou a Marte. Em 2021, a primeira missão interplanetária dos Emirados Árabes, a Hope Orbiter, chegou a Marte. Em 2021, a missão Tianwen-1 da China chegou à órbita. Três meses depois, a China foi bem-sucedida na implantação da sonda e do rover.
Como está agora, uma série de países e empresas estão fortemente engajados em suas respectivas missões para conhecer Marte melhor. Organizações de pesquisa renomadas estão fazendo o seu melhor também. Uma delas é a missão realizada pelo MIT, cujo estudo mais recente mostra que a atmosfera desaparecida de Marte pode não estar ‘desaparecida’. Ela pode estar escondida à vista de todos.
O Mistério por trás da ‘Atmosfera Desaparecida’ de Marte
Para falar em termos estritamente científicos, o estudo, publicado por Joshua Murray e Oliver Jagoutz, quantificou os efeitos da alteração ultramáfica no ciclo de carbono do Marte primitivo.
Eles calcularam a capacidade de argilas de idade Noachiana de armazenar carbono orgânico. Seus cálculos, a parte numérica dos quais veremos mais tarde, poderiam ajudar a calcular o volume do reservatório que seria usado como fonte de energia para missões de longo prazo. Os resultados do estudo também ilustraram o controle das reações água-rocha na evolução atmosférica dos planetas.
Enquanto tudo isso pode soar muito científico para o homem comum para entender e compreender, o que os cientistas propuseram por meio de seu estudo foi que grande parte da atmosfera desaparecida de Marte pode estar presa na crosta coberta de argila do planeta. Além disso, os cientistas destacaram a possibilidade de a água, enquanto ainda estava presente no planeta, infiltrar-se por certos tipos de rochas e desencadear uma cadeia lenta de reações que progressivamente tirariam dióxido de carbono da atmosfera e o converteriam em metano.
O metano era a forma de carbono que poderia permanecer armazenada por éons na superfície de argila do planeta. O que foi o resultado mais útil dessa pesquisa para a comunidade científica interessada em Marte foi a possibilidade desse carbono marciano sequestrado ser recuperado e convertido em propelente para abastecer futuras missões entre Marte e a Terra.
De acordo com o autor do estudo, Oliver Jagoutz, professor de geologia no Departamento de Ciências da Terra, Atmosférica e Planetária (EAPS) do MIT:
“Esse metano ainda pode estar presente e talvez até ser usado como fonte de energia em Marte no futuro.”
A Importância de Conhecer a História do Planeta
Embora a pesquisa e seus resultados tenham um grande potencial para o nosso futuro, a descoberta não poderia ter sido alcançada pelos cientistas se eles não tivessem estudado a história e a composição do planeta.
Os esforços para descobrir essa história levaram a várias percepções cruciais. Por exemplo, algumas medições remotas da superfície de Marte sugeriram que pelo menos parte da crosta do planeta continha rochas ígneas ultramáficas. O processo de formação dessas rochas foi semelhante ao que levou à produção de esmectitas na Terra.
A esmectita – um tipo de mineral de argila de superfície – é conhecida por ser uma armadilha altamente eficaz para o carbono. Um único grão de esmectita vem com uma multidão de dobras para o carbono permanecer inalterado por bilhões de anos.
Os efeitos da alteração ultramáfica em Marte foram semelhantes. As argilas de idade Noachiana formadas devido a essa alteração poderiam armazenar carbono orgânico. Até 1,7 bar de CO2 poderiam ser plausivelmente absorvidos nas superfícies de argila. A combinação da metanogênese abiótica com as melhores estimativas da história de δ13C de Marte levou os cientistas a prever um reservatório de 0,6 a 1,3 bar de CO2 equivalente.
Os cientistas investigaram mais a fundo esse fenômeno de rochas ultramáficas. Eles exploraram a possibilidade de a água reagir com as rochas ultramáficas profundas de Marte de uma maneira que produziria argilas que cobrem a superfície hoje. Sua pesquisa os levou a acreditar que a rocha era rica no mineral olivina.
Eles também examinaram as perspectivas e o potencial dessas rochas ricas em olivina para armazenar carbono, o que os levou a afirmar a possibilidade de a olivina reagir com a água que passa pela crosta. A olivina – sendo um mineral rico em uma forma reduzida de ferro – poderia ter se ligado ao oxigênio presente na água, liberando hidrogênio como resultado e formando o ferro oxidado vermelho, que dá ao planeta sua cor.
Por fim, o hidrogênio livre da água se combinaria com o dióxido de carbono na água para formar metano.
O trabalho, apoiado em parte pela National Science Foundation, pode ser um divisor de águas, pois os cientistas envolvidos fizeram várias afirmações significativas.
“Nesse momento da história de Marte, pensamos que o CO2 está em todos os lugares, em todos os cantos, e a água que passa pelas rochas está cheia de CO2 também.”
– Joshua Murray
Elaborando a importância da pesquisa, Bruce Jakosky, professor emérito de geologia da Universidade do Colorado e investigador principal da missão Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), que tem orbitado e estudado a atmosfera superior de Marte desde 2014, disse o seguinte:
“Murray e Jagoutz examinam a interação química das rochas com a atmosfera como um meio de remover CO2. No alto nível de nossas estimativas de quanto intemperismo ocorreu, isso pode ser um processo importante na remoção de CO2 da atmosfera primitiva de Marte.”
Para resumir, a pesquisa escavou a história do planeta vermelho para entender para onde foi o CO2 de uma atmosfera primitiva mais espessa. A pergunta é, sem dúvida, fundamental para entender a atmosfera de Marte, seu clima e a habitabilidade de microrganismos.
Além das instituições de pesquisa, há empresas interessadas em explorar Marte. Uma delas é a SpaceX.
#1. SpaceX
Missão Marte da SpaceX trabalha com a visão de pavimentar o caminho para tornar a humanidade multiplanetária. Elon Musk, o conhecido fundador da SpaceX, uma figura globalmente discutida no campo da exploração espacial e além, é imensamente ambicioso com a missão de Marte de sua empresa.
“Você quer acordar de manhã e pensar que o futuro será ótimo – e é isso que significa ser uma civilização espacial. É sobre acreditar no futuro e pensar que o futuro será melhor do que o passado. E não consigo pensar em nada mais emocionante do que ir lá e estar entre as estrelas.”
– Musk, enquanto delineava sua visão
Solução da SpaceX para Marte: Starship
Starship é a espaçonave da SpaceX e Super Heavy rocket combinados. A combinação é um sistema de transporte totalmente reutilizável projetado para levar tripulações e cargas para a órbita da Terra, a Lua, Marte e além. Ele ganhou a reputação de ser o veículo de lançamento mais poderoso já desenvolvido, capaz de transportar até 150 toneladas métricas totalmente reutilizáveis e 250 toneladas métricas descartáveis.
A SpaceX afirma oficialmente que leva seis meses para chegar a Marte e entrará na atmosfera de Marte a 7,5 quilômetros por segundo. Ele desacelerará aerodinamicamente. É capaz de reabastecimento em órbita, permitindo transportar até 100 toneladas para Marte.
Com uma capacidade de reutilização alta incorporada, o navio-tanque tem o potencial de reduzir o custo da missão, pois o custo principal seria apenas o do oxigênio e metano, um assunto de baixo custo.
O motivo pelo qual a SpaceX está interessada em Marte é multidimensional. A empresa vê Marte como um dos vizinhos habitáveis mais próximos da Terra, com luz solar decente. Embora reconheça o frio do planeta, está confiante de poder aquecê-lo.
No entanto, de acordo com a admissão de Musk, a missão a Marte permanece um assunto caro. De acordo com sua própria postagem no X do início deste mês:
“Atualmente, custa cerca de um bilhão de dólares por tonelada de carga útil para a superfície de Marte. Isso precisa ser melhorado para $100k/ton para construir uma cidade autossustentável lá, então a tecnologia precisa ser 10.000 vezes melhor. Extremamente difícil, mas não impossível.”
A SpaceX trabalha em colaboração com a NASA. Em 26 de setembro de 2024, a NASA convidou o público a participar como convidados virtuais no lançamento da missão Crew-9 da NASA e da SpaceX, enquanto o astronauta da NASA Nick Hague, comandante, e o cosmonauta russo Aleksandr Gorbunov, especialista de missão, embarcariam em um voo a bordo de uma espaçonave Dragon da SpaceX, lançando não antes de 13h17 (horário de Brasília) do sábado, 28 de setembro, a partir do Space Launch Complex-40 na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida.
A SpaceX é vista como uma das empresas privadas mais cruciais e secretas lá fora que cresceu a partir de uma receita de $2 bilhões para, supostamente, $9 bilhões em 2023 com um projeto de $15 bilhões em 2024 e $3 bilhões em lucros.
#2. Blue Origin
Outra empresa que é famosamente operante no mesmo espaço de mercado que a SpaceX é a Blue Origin de Jeff Bezos. Ela trabalha com a missão de ‘construir uma estrada para o espaço para que nossos filhos possam construir o futuro.’
Fundada com a visão de permitir que milhões de pessoas vivam e trabalhem no espaço para o benefício da Terra, a Blue Origin vislumbra um futuro onde a humanidade pode aproveitar os recursos ilimitados do espaço e realocar as indústrias prejudiciais além de nosso planeta para preservar a Terra – nossa origem.
A empresa tem sua visão dividida em componentes de missão alcançáveis, que incluem aumentar o acesso ao espaço por meio de foguetes reutilizáveis, ela deseja desenvolver veículos espaciais do futuro que serão nada mais do que veículos de lançamento reutilizáveis e sistemas em órbita que sejam seguros, de baixo custo, e atendam às necessidades de todos os clientes civis, comerciais e de defesa.
A empresa tem realizado testes de voo de seu foguete New Shepard e seus sistemas de segurança redundantes desde 2012. Ela realizou 22 missões consecutivas bem-sucedidas até agora, incluindo três testes de escape bem-sucedidos. A empresa acredita que a reutilização operacional é a única maneira de reduzir o custo de acesso ao espaço, e tanto sua solução – New Shepard quanto New Glenn – foram projetadas com reutilização em mente desde o início.
Seria pertinente mencionar aqui que o Programa de Lançamento de Serviços da NASA (LSP) concedeu ao New Glenn o contrato ESCAPADE, parte do programa de Missões de Exploração Planetária Inovadoras e Pequenas (SIMPLEx) da NASA, uma missão de duas espaçonaves para estudar a magnetosfera de Marte.
De acordo com os relatórios mais recentes disponíveis, a Blue Origin arrecadou $596,4 milhões em 8 rodadas até agora, com a última rodada de financiamento sendo uma Subvenção – VII por $34,7 milhões em 25 de julho de 2023.
Pensamentos Finais
Não há dúvida de que os líderes empresariais mais visionários do mundo estão explorando Marte. Ao mesmo tempo, as melhores instituições de pesquisa e agências espaciais de muitos países também estão envolvidas. O objetivo é estabelecer uma rota segura e econômica para Marte.
No entanto, cada uma das partes interessadas está ciente de que o sucesso depende de uma compreensão eficaz dos eventos passados que ocorreram no planeta. De acordo com a admissão oficial da NASA, a agência, ao longo dos anos, ‘envolveu-se em um esforço sistemático para determinar a história inicial de Marte e como isso pode nos ajudar a entender a formação e evolução de mundos habitáveis, incluindo a Terra.’
No entanto, tais esforços exigiriam mais recursos, tanto financeiros quanto intelectuais. Por exemplo, o Programa de Retorno de Amostras da NASA, que busca designs inovadores para retornar amostras valiosas de Marte à Terra, será uma das missões mais complexas que a NASA já empreendeu. Ele tem um orçamento de US$ 11 bilhões.
De acordo com o administrador da NASA, Bill Nelson:
“Pousar e coletar as amostras com segurança, lançar um foguete com as amostras de outro planeta – o que nunca foi feito antes – e transportar as amostras com segurança por mais de 33 milhões de milhas de volta à Terra não é uma tarefa fácil. Precisamos pensar fora da caixa para encontrar uma maneira de seguir em frente que seja tanto acessível quanto retorne as amostras em um prazo razoável.”
Com todas essas missões gigantescas em andamento, também é importante lembrar que a alocação de fundos para programas espaciais potenciais também pode significar uma escassez de recursos nos esforços para tornar nosso planeta Terra sustentável. Um equilíbrio precisa ser alcançado onde as missões espaciais significariam benefícios para a Terra e seus habitantes, a civilização humana, o reino animal e a natureza abundante que vivemos.
