Colonização de Marte: 10 Avanços Tecnológicos que Precisamos

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A tecnologia avança a passos largos, e é melhor que continue assim se vamos enviar pessoas para viver em Marte nas próximas décadas. Um fato é que a NASA planeja enviar sua primeira missão tripulada à Marte até 2030. Mas existem algumas peças-chave da tecnologia humana que terão de melhorar antes que possamos esperar uma chegada com segurança ao planeta vermelho. Precisamos de avanços tecnológicos para a colonização de Marte.

10. Extratores de Água

marte torneira agua planeta
Apesar da recente descoberta de água em estado líquido em Marte, colonizadores futuros dependerão da água congelada presa no solo marciano. Essa água pode ser extraída fisicamente por meio de escavação, ou pode ser que seja necessário o uso de microondas para vaporizar a água e trazê-la à superfície em forma de gás. Enquanto máquinas para fazer tais coisas já foram testadas na Terra, há extratores de água em grande escala que ainda não foram testados em Marte, de fato.
E isso é definitivamente importante para se certificar de que máquinas funcionem antes de estabelecer uma base permanente em Marte. Isso não é apenas para que os colonizadores não morram de desidratação. Alguns especialistas sugeriram o uso da água para fornecer oxigênio através da separação dos átomos de hidrogênio e oxigênio, que compõem as moléculas da água. Se esse plano for usado e as máquinas de extração de água se romperem, os colonizadores estariam correndo risco de morte por falta de oxigênio.

Mas mesmo se um sistema alternativo de fornecimento de oxigênio for utilizado (como quebrar o dióxido de carbono da atmosfera marciana) seria necessário água para a produção de combustível, como também para beber. Esse tipo de equipamento vital deve ser testado no ambiente de Marte, permitindo que as falhas sejam identificadas antes que a vida das pessoas dependam disso.

9. Trajes Marcianos

marte traje espacial
O ambiente de Marte apresenta alguns desafios interessantes. Existem muitos perigos que podem não matar os colonizadores de imediato, mas podem causar graves problemas de saúde a longo prazo. Sendo assim, a exploração de Marte exigiria trajes especiais ainda mais avançados do que os que já temos.

Para começar, Marte é frequentemente banhado em radiação espacial que é mortal. Na Terra, estamos protegidos contra estes raios cósmicos pela atmosfera e um campo magnético conhecido como magnetosfera. Uma espaçonave em orbita como a Estação Espacial Internacional (ISS) está dentro da magnetosfera, portanto, apenas alguns astronautas se expõe a uma total radiação espacial em breves missões além da baixa órbita da Terra. Uma viagem a Marte levaria muito mais tempo, fazendo com que uma proteção contra radiação seja vital.

Isso é particularmente complicado para trajes marcianos, que têm de ser leves o suficiente e ao mesmo tempo proporcionar uma proteção adequada. Trajes com material em nanotubos de nitreto de boro hidrogenados (BNNTs) podem ser uma solução. Originalmente desenvolvido para proteger espaçonaves, os pesquisadores têm realmente feito BNNTs em fios, o que pode ser misturado com o tecido das roupas espaciais para fornecer proteção contra radiação.

Outro problema é que o corpo humano tende a se quebrar sem a pressão da gravidade da terra. Astronautas da ISS sofrem de atrofia muscular e podem perder até 2% de massa óssea por mês. Na ISS isto é remediado através de exercícios físicos, mas para missões de longo prazo como a Marte, pesquisadores do MIT desenvolveram um traje chamado de ‘Gravity Loading Countermeasure Skinsuit’ que imita os efeitos da gravidade da Terra, pressionando ligeiramente o corpo. O traje é como um segunda pele, permitindo que ele seja usado debaixo de trajes espaciais maiores, como um traje de exploração para a superfície de Marte. Sem isso, a colonização de Marte nem começaria.

8. Espaçonaves


Colocar uma pessoa em Marte é significativamente mais desafiador do que pousar um robô não tripulado. Até agora, nós só conseguimos fazer breves missões tripuladas para a Lua, que é cerca de 200 vezes mais perto da Terra do que Marte.

Mas a NASA está sonhando alto com a cápsula espacial Orion. Projetada para uma missão a Marte, é esperada que a espaçonave Orion seja capaz de viagens espaciais de longa duração, transportar até quatro astronautas em uma viagem de seis a nove meses até Marte.

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No entanto, a missão da Orion à Marte não acontecerá, pelo menos até a década de 2030. Em primeiro lugar, a Nasa pretende testá-la com missões à Lua e pelo menos até um asteróide. A agência também está desenvolvendo um novo foguete enorme para o sistema de lançamento espacial, que será capaz de impulsionar Orion. Os primeiros testes tripulados estão agendados para 2021, embora é provável que eles sejam adiados até 2023, pelo menos.

Entretanto, Orion fez seu primeiro vôo não tripulado em dezembro de 2014. A missão foi designada para testar a cápsula e recolher informações sobre os efeitos da radiação. No momento, a radiação de raios cósmicos galácticos impediria os seres humanos de gastar mais do que 150 dias fora da órbita baixa da Terra. Uma missão a Marte e voltar levaria muito mais tempo do que isso, então o desenvolvimento de escudos eficazes de radiação para Orion será fundamental para a colonização de Marte.

7. Combustível


Até o momento, Orion é relativamente uma pequena espaçonave, mas manter astronautas vivos e sãos na jornada de meses de duração a Marte exigirá a adição de um “módulo de habitat” muito maior. Impulsionar uma grande espaçonave por todo o caminho até Marte exigiria uma grande quantidade de combustível. Combustível esse que seria em si peso adicional ao shuttle, assim exigindo ainda mais esforço para sair da atmosfera da Terra.

Uma solução seria encontrar um tipo mais eficiente de combustível. No momento, a maioria das espaçonave são alimentadas por um sistema de propulsão química. No entanto, a NASA está trabalhando em um tipo de sistema de propulsão conhecido como propulsão elétrica solar (SEP). Ele aproveita a energia do sol e a usa para acelerar átomos de xenônio em uma pluma de escape que impulsiona a espaçonave. Esse tipo de sistema seria muito mais leve do que qualquer motor de propulsão química.

No entanto, há um problema. No momento, painéis solares não podem converter energia suficiente para os motores SEP e fornecer o mesmo impulso que os motores químicos, o que significa que uma espaçonave com motores SEP levaria mais tempo para chegar a Marte. Este é um grande problema para uma missão tripulada, já que a espaçonave também precisa manter os astronautas vivos por seis meses. Esse é o tempo mínimo que seria necessário para chegar a Marte.
Como resultado, alguns especialistas sugeriram que os motores SEP deveriam ser usados para o transporte de suprimentos e equipamentos para Marte. E assim que os suprimentos pesados desembarcassem com segurança, os astronautas poderiam então fazer uma viagem mais rápida em uma espaçonave movida a combustível. Essa espaçonave seria apenas para levá-los a marte com segurança e rapidez.

6. Equipamento de Aterrissagem

marte planeta lateral
Mesmo que tivéssemos uma espaçonave que podesse levar seres humanos e suprimentos para Marte, ainda há um problema intratável: Nós simplesmente não temos a tecnologia para pousar com segurança. Nós podemos pousar uma sonda na Lua, onde há essencialmente nenhuma atmosfera. E podemos facilmente pousar na Terra, que tem uma atmosfera muito mais espessa do que Marte. Mas a atmosfera do planeta vermelho apresenta desafios únicos que fazem o desembarque muito mais desafiador, mesmo sendo robótico. Não existe atualmente nenhum método para pousar com segurança uma espaçonave suficientemente grande de transporte humano.

A NASA está trabalhando arduamente neste problema e está atualmente testando uma combinação de um enorme pára-quedas supersônico e um freio de ar em forma de rosca. O teste feito em 2015 não foi um sucesso, com o pára-quedas sendo rasgada depois de ter falhado a inflado. No entanto, o teste forneceu dados valiosos, que a NASA pretende utilizar para melhorar o design. Desde então a missão da NASA a Marte está provisoriamente prevista para 2030, eles têm bastante tempo para trabalhar nesse problema.

Enquanto isso, o controverso projeto Mars One, espera estabelecer uma colônia privada em Marte, esse projeto tem como plano usar uma espaçonave que diminui sua velocidade aos poucos, usando foguetes e sem pára-quedas. Isso nunca foi feito antes, e os especialistas descreveram o projeto Mars One, em geral, como “loucura”.

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5. Agricultura

Green plant in a child hands on dark background
Green plant in a child hands on dark background
Na recente adaptação cinematográfica Perdido em Marte, o personagem de Matt Damon (Mark Watney) é retratado como um gênio botânico, capaz de cultivar batatas no solo vermelho de Marte. Na vida real, o equivalente mais próximo do Watney é Bruce Bugbee, o cientista da Universidade do Estado de Utah por trás da alface cultivada recentemente na ISS. De acordo com Bugbee, conceitos básicos do filme Perdido em Marte estavam corretos, mas o filme subestima a dificuldade de cultivo de plantas em Marte e, segundo Bugbee, isso seria um grande obstáculo para a colonização de Marte.

Para começar, Marte só recebe 60% da luz solar da Terra. E o habitat blindado contra radiação do filme estaria bloqueando ainda mais a luz. Na vida real, Bugbee diz, uma fazenda em Marte precisaria de uma fonte de luz artificial ou um sistema de espelhos e fibras ópticas para concentrar luz solar de Marte.

Bugbee também diz que seria extremamente difícil cultivar plantas no solo marciano. Apropriadamente, o planeta vermelho é realmente muito enferrujado, na medida em que o solo está cheio de óxidos de ferro. Este solo oxidado não é o ideal para a vida das plantas, sendo assim, seria necessário que os colonizadores de Marte cultivassem suas plantas num sistema hidropônico, ou então tratassem o solo para remover os óxidos de ferro, assim, aumentando a fertilidade do solo.

Mas graças ao trabalho de Bugbee e outros, futuros marcianos devem ser equipados com tudo o que precisam para cultivar plantas comestíveis na viagem até Marte e também sobre o próprio planeta. Apenas alguns meses atrás, o astronauta Scott Kelly tornou-se a primeira pessoa a provar alface cultivada no espaço. Aparentemente, estava deliciosa.

4. Robôs Construtores

marte robos construtores
Não podemos simplesmente despejar as pessoas em Marte sem uma infra-estrutura no planeta e esperar que elas mesmas construam tudo o que precisam. Todos os planos de colonização realistas, primeiro é necessário o envio de espaçonave não tripuladas carregados de suprimentos, juntamente com robôs que farão o trabalho de preparação antes dos seres humanos chegarem. Por exemplo, os robôs poderiam construir habitats e começar a extrair água do solo muito antes do primeiro pé humano ser colocado em solo marciano. O problema é que ainda não construíram esses robôs construtores, e os robôs que temos atualmente são bastante limitados.

Neste momento, a NASA está trabalhando em conjunto com duas universidades em um robô humanóide chamado de R5. No entanto, alguns questionaram se um robô bípede é o melhor caminho a percorrer, argumentando que quatro pernas ou de preferência com pneus seria mais resistente. Também existem argumentos contra colocar muita pressão sobre os nossos trabalhadores mecânicos. Em vez disso, eles argumentam que deveríamos simplesmente fazer o máximo de trabalho possível na Terra. Por exemplo, abrigos infláveis pré-construídos poderiam ser criados, poupando-nos ao trabalho de criar um robô para construir o abrigo de matérias-primas. Isso deixaria os robôs livres para se concentrarem em tarefas simples que não necessitam de habilidades de resolução de problemas ou controle motor preciso.

3. Moradias


Claramente, um passo chave para a colonização de Marte é criar habitats especializados para os colonizadores. Estes habitats terão de ser pressurizados para níveis próximos da Terra. Eles também precisam de proteção contra tempestades de poeira, radiação e condições climáticas frias. E eles precisam ser caseiros, já que os futuros colonizadores marcianos provavelmente,gastarão muito tempo em ambientes fechados.

E a vida em Marte poderia representar desafios ainda mais inesperados. Por exemplo, parece intuitivo que colonizadores marcianos cultivarão plantas comestíveis em seus habitats. O problema é que plantas produzem oxigênio, e que em ambientes fechados como o de Marte pode tornar o ar tóxico para os seres humanos ou fazer tudo explodir em chamas. E é difícil expelir esse excesso de oxigênio sem também perder nitrogênio, que é um componente vital na atmosfera. Portanto, antes de quaisquer possíveis explorações espaciais, os engenheiros terão que desenvolver um sistema robusto para remover o excesso de oxigênio sob condições marcianas.

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Em última análise, é muito cedo para dizer o que uma casa em Marte pode parecer. Mas algumas das possibilidades são de tirar o fôlego. Em 2015, a NASA realizou um concurso para desenhar um habitat de Marte. O vencedor foi um dos poucos a ignorar o solo vermelho do planeta. Em vez disso, designers usaram um recurso igualmente abundantes, propondo uma imponente estrutura triangular construída inteiramente de gelo marciano.

2. Maternidade

marte casal acenando maternidade
Geralmente, os astronautas são proibidos de ter relações sexuais durante uma missão. Mas se você está enviando grupos de pessoas a Marte para o resto de suas vidas, é difícil imaginar todos virando permanentemente celibatários. E com o sexo em Marte vem a possibilidade de gravidez em Marte. Isso é um território completamente desconhecido e é provável que precauções especiais devem ser tomadas para garantir a segurança da mãe e da criança.

O grande problema, como sempre, é a radiação. O DNA que controla o desenvolvimento do embrião é extremamente susceptível a danos por radiação. Como resultado, uma criança concebida na viagem a Marte quase certamente seria estéril e correria alto risco de retardamento mental ou de defeitos de nascença. Já em Marte, a situação seria mais controlável, mas precauções extras certamente teriam de ser tomadas para proteger de radiação as mulheres grávidas. Foi sugerido que os colonizadores deveriam estabelecer um habitat em uma cratera na lua marciana Phobos, onde algumas paredes da cratera bloqueiam 90% da radiação cósmica.

É claro também que uma criança criada em Marte pode se desenvolver de maneira diferente de uma criada na Terra. Em uma das poucas experiências sobre o assunto, ratas grávidas foram enviadas para o espaço e em seguida, retornaram à Terra para darem à luz. Os novos bebê ratos não tinham um bom senso de cima e baixo devido à sua evolução em gravidade zero. Mas o efeito desapareceu depois de alguns dias, mostrando que bebés espaciais podem se ajustar à gravidade normal.
Dito tudo isso, gravidez no espaço pode não ser um problema tão urgente depois de tudo. O pesquisador Joe Tash sugeriu que longos períodos passados em baixa gravidade poderiam danificar gravemente ambos os sistemas reprodutivos masculino e feminino. Se este for o caso, uma longa viagem a Marte tornaria o primeiro marciano “reprodutivamente comprometido.”

1. O Caminho de Volta

marte caminho volta
O projeto Mars One propõe enviar colonizadores em uma viagem só de ida para Marte, e não há planos para um retorno à Terra. Que é provavelmente o melhor, uma vez que um relatório do MIT prevê que os colonizadores do Mars One morrerão quase imediatamente. Comprar um bilhete só de ida para Marte pode parecer romântico, manter as pessoas presas no espaço provavelmente não é a melhor maneira de colonizar o sistema solar.

Felizmente, a NASA tem planos de incluir uma viagem de volta em sua missão a Marte. É claro, isto apresenta um grande desafio técnico. Inesperadamente, voltar à Terra é a parte relativamente fácil – uma espaçonave chamada ‘Earth Return’ ficará em órbita de Marte até a hora de transportar os astronautas de volta pra casa. A dificuldade é receber o veiculo vindo de Marte com os astronautas nessa espaçonave ‘Earth Return’. Sair através da atmosfera marciana e ir órbita requer uma enorme quantidade de propulsão, o que levaria anos para produzir.

A solução da NASA é uma espaçonave conhecida como Mars Ascent Veículo (MAV), que será enviada a Marte anos antes dos astronautas. Assim que ela pousar, o MAV começará automaticamente a extrair o dióxido de carbono da atmosfera e convertê-lo em combustível. Ele provavelmente levará cerca de dois anos para encher seus tanques de combustível, e os astronautas não deixaram Terra até que a NASA recebe a confirmação de que o combustível suficiente foi produzido para levá-los de volta para casa. Como resultado, a MAV precisa ser forte o suficiente para sobreviver à inóspita paisagem marciana por até quatro anos. A NASA espera que ela seja o objeto mais pesado que terá de pousar em Marte para a missão ser um sucesso. Mas valerá a pena garantir que os primeiros marcianos terão um caminho para voltar para casa.

Fonte: Listverse.com



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