A tecnologia avança aos trancos e barrancos, e é melhor continuar a fazê-lo se quisermos enviar pessoas para viver em Marte nas próximas décadas. Na verdade, a NASA planeia enviar a sua primeira missão tripulada a Marte já na década de 2030. Mas existem algumas peças-chave de tecnologia que a humanidade terá de melhorar antes de podermos alcançar o planeta vermelho com segurança.
10 Extratores de água
Apesar da recente descoberta de alguma água líquida em Marte , os futuros colonizadores dependerão da água congelada presa no solo marciano. Extrair essa água pode envolver escavá-la fisicamente ou pode significar o uso de microondas para vaporizar a água e trazê-la à superfície na forma de gás. Infelizmente, embora máquinas para fazer ambas as coisas tenham sido testadas na Terra, ainda não foram testados extratores de água em grande escala em Marte.
E é definitivamente importante garantir que o maquinário funcione antes de considerarmos estabelecer uma base permanente em Marte. Não é só para que os colonizadores não morram de desidratação. Alguns especialistas sugeriram usar a água para fornecer oxigênio , separando os átomos de hidrogênio e oxigênio que constituem as moléculas de água. Se esse plano for utilizado e a maquinaria de recolha de água avariar, os colonizadores correriam o risco de morrer por falta de oxigénio. Mas mesmo que fosse utilizado um sistema alternativo de fornecimento de oxigénio (como a decomposição do dióxido de carbono da atmosfera marciana), seria necessária água para produzir combustível e também para beber. Esses equipamentos vitais deveriam ser testados no ambiente de Marte, permitindo que falhas fossem identificadas antes que a vida das pessoas dependesse deles.
9 Trajes de Marte
O ambiente de Marte apresenta alguns desafios interessantes, com muitos perigos que podem não matar os colonizadores imediatamente, mas podem causar graves problemas de saúde no futuro. Como tal, explorar Marte exigiria trajes especiais ainda mais avançados do que os trajes espaciais atuais.
Para começar, Marte é frequentemente banhado por radiação espacial mortal. Na Terra, estamos protegidos desses raios cósmicos pela atmosfera e por um campo magnético conhecido como magnetosfera. As naves espaciais em órbita como a Estação Espacial Internacional (ISS) estão dentro da magnetosfera, por isso apenas alguns astronautas arriscaram a exposição total à radiação espacial em breves missões além da órbita baixa da Terra. Uma viagem a Marte levaria muito mais tempo, tornando vital a proteção contra radiação.
Isso é particularmente complicado para os trajes de Marte, que precisam ser leves o suficiente para serem usados e, ao mesmo tempo, fornecer proteção adequada. Um candidato pode ser os nanotubos de nitreto de boro hidrogenado (BNNTs). Originalmente desenvolvidos para proteger naves espaciais, os pesquisadores transformaram BNNTs em fios, que poderiam ser misturados com o tecido de trajes espaciais para fornecer proteção contra radiação.
Outro problema é que o corpo humano tende a entrar em colapso sem a pressão da gravidade da Terra. Os astronautas da ISS sofrem de atrofia muscular e podem perder até 2% da massa óssea por mês. Na ISS, isso é administrável por meio de exercícios, mas para missões de longo prazo a Marte, pesquisadores do MIT desenvolveram o Gravity Load Countermeasure Skinsuit , que imita os efeitos da gravidade da Terra, apertando suavemente o corpo. O traje é colante ao corpo, permitindo que seja usado sob trajes espaciais maiores fora de uma espaçonave ou na superfície de Marte.
8 Naves espaciais
Nem é preciso dizer que colocar uma pessoa em Marte será significativamente mais desafiador do que pousar um veículo espacial não tripulado como o Curiosity. Até agora, conseguimos apenas algumas breves missões tripuladas à Lua, que está cerca de 200 vezes mais perto da Terra do que Marte.
Mas a NASA está sonhando alto com a cápsula espacial Orion . Projetado com uma missão a Marte em mente, o Orion será capaz de realizar viagens espaciais de longo prazo, transportando até quatro astronautas em uma viagem de seis a nove meses até Marte.
No entanto, a missão da Orion a Marte não acontecerá pelo menos até 2030. Primeiro, a NASA planeja testá-lo com missões à Lua e a pelo menos um asteroide. A agência também está desenvolvendo um enorme novo foguete chamado Sistema de Lançamento Espacial para impulsionar Orion. Os primeiros testes tripulados estão provisoriamente agendados para 2021, embora agora pareça provável que sejam adiados pelo menos até 2023 .
Entretanto, a Orion realizou o seu primeiro voo não tripulado em dezembro de 2014. A missão foi concebida para testar a cápsula e recolher informações sobre os efeitos da radiação. Neste momento, a radiação dos raios cósmicos galácticos impediria os humanos de passar mais de 150 dias fora da órbita baixa da Terra. Uma missão a Marte e de volta levaria muito mais tempo do que isso, portanto, o desenvolvimento de escudos de radiação eficazes para Orion será fundamental.
7 Combustível
No momento, Orion é uma espaçonave relativamente pequena, mas manter os astronautas vivos e sãos durante a viagem de meses até Marte exigirá a adição de um “ módulo de habitat ” muito maior. Impulsionar uma espaçonave tão grande até Marte exigiria uma enorme quantidade de combustível. Esse combustível aumentaria o peso do ônibus espacial, limitando o espaço para instrumentos e exigindo ainda mais esforço para sair da atmosfera terrestre.
Uma solução seria encontrar um tipo de combustível mais eficiente. No momento, a maioria das espaçonaves é movida 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). Isso aproveita a energia do Sol e a utiliza para acelerar os átomos de xenônio em uma nuvem de exaustão que impulsiona a espaçonave para frente. Este sistema seria muito mais leve que qualquer motor de propulsão química.
No entanto, há um problema. Neste momento, os painéis solares simplesmente não conseguem produzir energia suficiente para que os motores SEP forneçam o mesmo impulso que os motores químicos, o que significa que uma nave movida a SEP demoraria mais tempo a chegar a Marte . Este é um grande problema para uma missão tripulada, uma vez que já estamos a lutar para manter os astronautas vivos e sãos durante os seis meses mínimos que seriam necessários para chegar a Marte.
Como resultado, alguns especialistas sugeriram que motores SEP com baixo consumo de combustível deveriam ser usados para transportar suprimentos e equipamentos para Marte. Depois que os suprimentos pesados pousarem com segurança, os astronautas poderão fazer uma viagem mais rápida em uma espaçonave desmontada e com propulsão química, projetada apenas para levá-los até lá com segurança e rapidez.
6 Equipamento de pouso
Mesmo que tivéssemos uma nave capaz de transportar humanos e suprimentos para Marte, ainda haveria um problema intratável: simplesmente não temos a tecnologia para pousá-la com segurança . Podemos pousar naves espaciais na Lua, onde essencialmente não há atmosfera. E podemos pousar facilmente na Terra, que tem uma atmosfera muito mais espessa que a de Marte. Mas a fina atmosfera do planeta vermelho apresenta desafios únicos que tornam o pouso de sondas robóticas leves uma enorme dificuldade. Atualmente não existe nenhum método para pousar com segurança um navio grande o suficiente para transportar humanos.
A NASA está trabalhando arduamente no problema e atualmente está testando uma combinação de um enorme pára-quedas supersônico e um freio a ar em forma de donut. Um teste em 2015 não foi um sucesso, com o pára-quedas sendo rasgado após não conseguir inflar. No entanto, o teste forneceu dados valiosos, que a NASA planeja usar para melhorar o design . Como a missão da NASA a Marte está prevista para a década de 2030, eles têm muito tempo para trabalhar no problema.
Enquanto isso, o polêmico projeto Mars One, que espera estabelecer uma colônia privada em Marte, planeja usar uma espaçonave que reduz a velocidade usando foguetes e sem pára-quedas. Isto nunca foi feito antes, e os especialistas descreveram o projeto Mars One em geral como “ insano ”.
5 Polegares Verdes
Na recente adaptação cinematográfica de Perdido em Marte , o personagem de Matt Damon, Mark Watney, é retratado como um botânico genial, capaz de cultivar batatas no solo vermelho de Marte. Na vida real, o equivalente mais próximo de Watney é Bruce Bugbee , o cientista da Universidade Estadual de Utah por trás da alface que a NASA cultivou recentemente na ISS. Segundo Bugbee, os conceitos básicos de Perdido em Marte estavam corretos, mas o filme subestimou a dificuldade do cultivo de plantas em Marte.
Para começar, Marte recebe apenas 60% da luz solar da Terra. E o habitat protegido contra radiação de Watney teria bloqueado ainda mais luz. Na vida real, diz Bugbee, uma fazenda em Marte precisaria de uma fonte de luz artificial ou de um sistema de espelhos e fibra óptica para concentrar a luz solar que Marte recebe.
Bugbee também diz que seria extremamente difícil cultivar plantas em solo marciano. Apropriadamente, o planeta vermelho está bastante enferrujado, na medida em que o solo está cheio de óxidos de ferro. Este solo oxidado não é ideal para a vida vegetal, por isso os colonizadores marcianos precisariam de cultivar as suas culturas num sistema de hidroponia, ou então tratar o solo para remover os óxidos de ferro e aumentar a fertilidade.
Mas graças ao trabalho de Bugbee e outros, os futuros marcianos deverão estar equipados com tudo o que precisam para cultivar plantas comestíveis na viagem a Marte e no próprio planeta. Há apenas alguns meses, o astronauta Scott Kelly tornou-se a primeira pessoa a provar alface cultivada no espaço. Aparentemente, estava delicioso .
4 Construtores-Bots
Não podemos simplesmente despejar pessoas em Marte sem nenhuma infra-estrutura e esperar que elas próprias construam tudo o que precisam. Todos os planos de colonização realistas prevêem primeiro o envio de naves não tripuladas carregadas de suprimentos, juntamente com robôs para fazer o trabalho de preparação antes que os humanos possam chegar. Por exemplo, os robôs poderiam construir habitats habitáveis e começar a extrair água do solo muito antes de o primeiro ser humano pisar no solo vermelho marciano. O problema é que ainda não construímos esses bots construtores, e os robôs que podemos construir atualmente são bastante limitados no que podem alcançar em Marte.
Atualmente, a NASA está trabalhando em conjunto com duas universidades em um robô humanóide apelidado de R5 . No entanto, alguns questionaram se um robô bípede é a melhor opção, argumentando que quatro pernas ou, de preferência, bandas de rodagem seriam mais resistentes. Os céticos dos robôs também argumentaram contra colocar muita pressão sobre nossos trabalhadores mecânicos. Em vez disso, argumentam que deveríamos simplesmente fazer o máximo de trabalho possível na Terra. Por exemplo, poderiam ser montados abrigos insufláveis pré-construídos, poupando-nos o trabalho de criar um robô para construir o abrigo a partir de matérias-primas. Isso deixaria os bots livres para se concentrarem em tarefas simples que não exigiriam habilidades de resolução de problemas ou controle motor fino.
3 Casas
Claramente, um passo fundamental para a colonização de Marte será a concepção de habitats especializados para os colonos. Esses habitats precisarão ser pressurizados a níveis próximos à Terra. Eles também precisarão se proteger contra tempestades de poeira, radiação e condições climáticas frias. E precisarão ser caseiros, já que os futuros colonos marcianos provavelmente passarão muito tempo dentro de casa.
E a vida em Marte representaria desafios ainda mais inesperados . Por exemplo, parece intuitivo que os colonos marcianos cultivassem plantas comestíveis nos seus habitats. O problema é que as plantas produzem oxigênio, que se acumularia em um ambiente fechado até que o ar se tornasse tóxico para os humanos ou tudo pegasse fogo. E é difícil liberar o excesso de oxigênio sem perder também o precioso nitrogênio, um componente vital da atmosfera. Portanto, antes que qualquer exploração espacial seja possível, os engenheiros terão de desenvolver um sistema robusto para remover o excesso de oxigénio nas condições marcianas.
Em última análise, é muito cedo para dizer como seria uma casa em Marte. Mas algumas das possibilidades são de tirar o fôlego. Em 2015, a NASA realizou um concurso para projetar um habitat marciano. A inscrição vencedora foi uma das poucas a ignorar o solo vermelho do planeta. Em vez disso, os projetistas usaram um recurso igualmente abundante, propondo uma imponente estrutura triangular construída inteiramente com gelo marciano .
2 Maternidades
Geralmente, os astronautas estão proibidos de ter relações sexuais durante uma missão. Mas se você estiver enviando grupos de pessoas para Marte para o resto de suas vidas, é difícil imaginar todos eles permanecendo permanentemente celibatários. E com o sexo em Marte surge a possibilidade de gravidez em Marte. Este é um território completamente desconhecido e é provável que sejam necessárias precauções especiais para garantir a segurança da mãe e da criança.
O grande problema, como sempre, é a radiação. O DNA que controla o desenvolvimento embrionário é extremamente suscetível a danos causados pela radiação . Como resultado, uma criança concebida numa viagem a Marte seria quase certamente estéril e correria um elevado risco de retardo mental ou defeitos congénitos. Em Marte, a situação seria mais administrável, mas certamente teriam de ser tomadas precauções adicionais para proteger as mulheres grávidas da radiação. Foi até sugerido que os colonos deveriam estabelecer um habitat numa cratera na lua marciana Fobos, onde algumas paredes da cratera bloqueiam 90% da radiação cósmica.
Também está claro que uma criança criada em Marte pode desenvolver-se de maneiras diferentes daquela criada na Terra. Em um dos poucos experimentos sobre o assunto, ratas grávidas foram enviadas ao espaço e depois retornaram à Terra para dar à luz. Os novos ratos bebês não tinham uma noção adequada de cima e de baixo devido ao seu desenvolvimento em gravidade zero . Mas o efeito desapareceu após alguns dias, mostrando que os bebés espaciais podem ajustar-se à gravidade normal.
Com tudo isso dito, a gravidez espacial pode não ser uma questão tão urgente, afinal. O pesquisador Joe Tash sugeriu que longos períodos passados em baixa gravidade poderiam danificar gravemente os sistemas reprodutivos masculino e feminino. Se for este o caso, uma longa viagem a Marte tornaria os primeiros marcianos “ comprometidos reprodutivamente ”.
1 Um caminho para casa
O projeto Mars One propõe enviar colonos em uma viagem só de ida a Marte, sem planos de retorno à Terra. O que provavelmente é melhor, já que um relatório do MIT prevê que os colonos do Mars One morrerão quase imediatamente . E embora comprar uma passagem só de ida para Marte possa parecer romântico, prender pessoas no espaço provavelmente não é a melhor maneira de colonizar o sistema solar.
Felizmente, a NASA planeja que sua missão a Marte inclua uma viagem de volta . Claro, isso representa um enorme desafio técnico. Inesperadamente, a viagem de volta à Terra é a parte relativamente fácil – uma nave espacial chamada Veículo de Retorno à Terra permanecerá em órbita ao redor de Marte até a hora de transportar os astronautas para casa. A dificuldade é levar os astronautas ao Veículo de Retorno à Terra. Atravessar a atmosfera marciana e entrar em órbita requer uma enorme quantidade de propelente, que levaria anos para ser produzida.
A solução da NASA é uma nave espacial conhecida como Mars Ascent Vehicle (MAV), que será enviada a Marte anos antes dos astronautas. Assim que pousar, o MAV começará automaticamente a extrair dióxido de carbono da atmosfera e a convertê-lo em combustível. Provavelmente levará cerca de dois anos para o MAV encher seus tanques de combustível, e os astronautas não deixarão a Terra até que a NASA receba a confirmação de que foi produzido combustível suficiente para levá-los para casa novamente. Como resultado, o MAV precisa ser resistente o suficiente para sobreviver na inóspita paisagem marciana por até quatro anos. A NASA espera que seja o objeto mais pesado necessário para pousar em Marte para que a missão seja um sucesso. Mas valerá a pena garantir que os primeiros marcianos consigam voltar para casa.
