Depois de ter sido abandonado em Marte, o personagem de Matt Damon no thriller espacial O Marciano lutou para viver no planeta vermelho, enfrentando problema após problema. Mas na vida real, ele teria descoberto que chegar a Marte e se adaptar à vida lá seria um desafio antes de ser deixado para trás.
Além da radiação, do tempo passado no espaço e dos problemas de saúde mental, existem outros desafios importantes que os astronautas enfrentam em missões da vida real a Marte.
10 O dia marciano um pouco mais longo
Um dia marciano é 40 minutos a mais que um dia terrestre. Embora possa parecer uma bênção ter 40 minutos extras todos os dias, o ritmo circadiano humano é definido em 24 horas. Os 40 minutos extras por dia em Marte logo resultariam em jet lag perpétuo para os astronautas, deixando-os constantemente exaustos.
A NASA sentiu o gostinho disso quando os controladores da missão tiveram que trabalhar no “horário de Marte”, porque os primeiros rovers de Marte tiveram que operar durante os dias marcianos. Todo o controle da missão do Sojourner manteve o mesmo tempo que o rover. Depois de um mês, os controladores ficaram fartos.
Para os rovers de Marte posteriores, os controladores da missão permaneceram com sucesso no horário de Marte por três meses, mas ainda estavam completamente exaustos no final. Parece que os humanos só conseguem suportar o tempo de Marte por curtos períodos. Para os astronautas que permanecerem em Marte por meses, não haveria como fugir do tempo de Marte.
Aparentemente, estudos anteriores do sono tinham mostrado que o corpo humano tinha um ritmo circadiano natural de 25 horas, mas esses estudos estavam errados. Quando estudos mais recentes foram realizados, nenhum dos ritmos circadianos dos participantes mudou para acomodar o horário de Marte.
9 Baixa gravidade superficial em Marte
Embora os cientistas possam facilmente simular a viagem a Marte colocando astronautas na Estação Espacial Internacional por longos períodos de tempo, o efeito no corpo humano da exposição prolongada à gravidade de Marte , que representa apenas 38 por cento da gravidade superficial da Terra, é desconhecido.
A gravidade parcial permitirá que os humanos mantenham a densidade muscular e óssea crítica? Se não, o exercício ajudará? Dado que qualquer missão potencial a Marte pode fazer com que os astronautas passem meses na gravidade marciana, esta é uma questão crítica.
Usando simuladores imperfeitos, dois estudos em ratos descobriram que a perda óssea e muscular na gravidade marciana pode ser tão grave quanto a encontrada na gravidade zero. O primeiro estudo descobriu que mesmo um ambiente com 70% da gravidade da Terra não foi capaz de prevenir a perda muscular e óssea.
No segundo estudo, os pesquisadores detectaram pelo menos 20% de perda óssea em ratos devido à menor gravidade. Mas lembre-se, estes estudos são apenas simulações. Até que os astronautas pousem realmente em Marte, não teremos como saber exatamente como os seus corpos se adaptarão à menor gravidade.
8 Terreno rochoso marciano
Como Neil Armstrong descobriu durante a sua descida à superfície da Lua, o seu local de aterragem estava cheio de pedras gigantescas que representavam um perigo para o seu módulo de aterragem. Um problema semelhante poderia acontecer com os astronautas pousando na superfície de Marte . Eles teriam pouco tempo acima de qualquer local de pouso para detectar e evitar perigos como grandes rochas ou dunas de areia .
Pedregulhos ou encostas podem fazer com que um módulo de pouso marciano com pernas de pouso caia ao atingir a superfície. Mesmo grandes características no terreno podem ser difíceis de ver em órbita, então os planejadores da missão podem perdê-las.
Pequenas trincheiras ou colinas podem enganar os sensores e fazê-los liberar o módulo de pouso de seus pára-quedas antes do planejado ou confundir os sistemas automatizados quanto à velocidade de pouso. As chances de um módulo de pouso falhar devido a problemas de terreno são surpreendentemente altas. Um estudo estimou a possibilidade em até 20%.
7 Diâmetro da Carenagem de Carga Útil
Ao projetar um módulo de pouso tripulado em Marte, uma questão técnica surge repetidamente – o diâmetro da carenagem de carga útil do foguete no qual o módulo de pouso em Marte será lançado. Embora a maior carenagem em consideração tenha impressionantes 8,4 metros (27,6 pés) de diâmetro, tem sido extremamente difícil para a NASA ajustar uma carenagem de carga útil ao projeto de um módulo de pouso tripulado em Marte.
O escudo térmico rígido necessário para proteger uma carga útil pesada é muito grande para caber na carenagem da carga útil. Portanto, a NASA precisa usar uma tecnologia de escudo térmico inflável que seja experimental neste momento.
Usando os projetos existentes para uma missão a Marte, o menor módulo de pouso da NASA ficaria extremamente apertado na carenagem de 8,4 metros. Qualquer um dos maiores módulos de pouso da NASA não caberia na carenagem.
Mesmo que a NASA utilize o módulo de aterragem mais pequeno, precisarão de fazer remodelações estranhas, que incluem virar de cabeça para baixo um rover de Marte para os astronautas e redesenhar os tanques de combustível. O tamanho da carenagem não pode ser aumentado porque desestabilizaria o foguete.
6 Retropropulsão Supersônica
A retropropulsão supersônica pode ser uma forma de desacelerar uma sonda marciana durante sua descida final à superfície do planeta. Isso envolve disparar foguetes na direção da viagem enquanto a espaçonave ainda está viajando mais rápido que a velocidade do som.
Na fina atmosfera marciana, a retropropulsão supersônica é obrigatória. Mas disparar foguetes em velocidade supersônica poderia criar ondas de choque que danificariam um módulo de pouso em Marte. A NASA quase não tem experiência com esse procedimento, o que complica ainda mais suas chances de sucesso.
Existem três problemas principais com esta técnica. Primeiro, as interações entre a corrente de ar e a coluna de exaustão do foguete podem abalar o módulo de pouso . Em segundo lugar, o calor gerado pela exaustão do foguete pode aquecer o módulo de pouso em Marte. Terceiro, pode ser difícil manter o módulo de pouso estável enquanto os retrofoguetes disparam.
Embora tenham sido realizados testes de pequena escala em túneis de vento, é necessária uma extensa série de testes maiores utilizando hardware real. Esta é uma proposta cara e de longo prazo.
Mas a NASA pode ter outra maneira de investigar a retropropulsão supersônica. Recentemente, observou-se um teste da SpaceX para retornar seu primeiro estágio ao solo, que rendeu dados valiosos .
5 Eletricidade estática
Você conhece aqueles choques que você sente ao tocar em uma maçaneta ou outro objeto de metal? É apenas uma irritação para nós na Terra. Mas em Marte, a eletricidade estática pode causar sérios problemas aos nossos astronautas.
Na Terra, a maioria das descargas estáticas é causada pelas propriedades isolantes dos sapatos de borracha. Em Marte, essa substância isolante seria o próprio solo de Marte . Apenas andando por Marte, um astronauta poderia acumular uma carga estática forte o suficiente para fritar componentes eletrônicos delicados se tentasse abrir as comportas de ar ou tocar a parte externa da espaçonave.
O solo marciano é fino e seco, o que o torna um material isolante ideal . O solo é até 50 vezes mais fino que a poeira da Terra. À medida que o astronauta caminhava, a terra se acumulava em seu traje. Quando o vento marciano o soprasse, o astronauta acumularia uma carga elétrica crescente.
Os rovers de Marte usam agulhas ultrafinas para liberar essa carga elétrica. Mas uma missão tripulada a Marte exigiria trajes espaciais isolantes para proteger os astronautas e o equipamento.
4 Disponibilidade de veículos de lançamento
O Sistema de Lançamento Espacial (SLS) é o maior foguete de lançamento em desenvolvimento no futuro próximo. Será o foguete que lançará uma missão tripulada a Marte, peça por peça.
De acordo com os planos atuais da NASA, uma dúzia de foguetes SLS serão necessários para uma missão tripulada a Marte. Mas a atual infra-estrutura terrestre que suporta o SLS foi reduzida aos seus requisitos mínimos: uma instalação para montagem de foguetes, um enorme rastreador para transportar o foguete até a plataforma de lançamento e uma plataforma de lançamento.
Se pelo menos um desses componentes quebrar, isso poderá representar problemas significativos para a disponibilidade do veículo lançador. Este gargalo de disponibilidade pode representar vários perigos para uma missão tripulada a Marte.
Por exemplo, quaisquer atrasos na montagem e verificação do enorme SLS teriam um impacto significativo no calendário de lançamento. O mesmo poderia acontecer com questões tão mundanas como o clima ou pequenos problemas técnicos.
Além disso, o acoplamento orbital para a montagem de uma espaçonave em Marte exige que o foguete seja lançado dentro de um período de tempo específico (a “janela de lançamento”). As oportunidades favoráveis para as naves com destino a Marte deixarem a órbita da Terra também são limitadas.
Os cientistas desenvolveram modelos de lançamento usando dados históricos sobre a disponibilidade de lançamento de ônibus espaciais. Eles mostram que a NASA não pode ter certeza de que o foguete SLS será capaz de ser lançado dentro de janelas de lançamento especificadas, o que potencialmente compromete qualquer plano de missão a Marte.
3 Solo marciano tóxico
Em 2008, a sonda Phoenix automatizada da NASA fez uma descoberta desagradável : encontrou sais de perclorato na superfície marciana. Embora essas substâncias tóxicas tenham uso industrial, elas podem causar problemas na glândula tireoide em doses extremamente pequenas.
Em Marte, os percloratos constituem pelo menos 0,5% do solo, uma quantidade venenosa para os humanos . Com os astronautas andando e rastreando o solo até seus habitats, eles não conseguirão evitar a contaminação com percloratos.
Utilizando tecnologia derivada de operações mineiras perigosas na Terra, os procedimentos de descontaminação podem mitigar o problema até certo ponto. Mas mudanças drásticas na saúde ainda podem ocorrer quando a glândula tireoide é prejudicada.
Os percloratos também têm sido associados a vários distúrbios sanguíneos. No entanto, os cientistas não fizeram muitas pesquisas sobre os efeitos dos percloratos no corpo humano, tornando difícil prever as consequências a longo prazo.
Os astronautas podem ter de tomar hormonas artificiais para manter o seu metabolismo a funcionar enquanto lutam com os efeitos a longo prazo da exposição ao perclorato.
2 Armazenamento de longo prazo de combustível de foguete
O combustível do foguete é necessário para nos levar a Marte e voltar. Os combustíveis de foguete mais eficientes atualmente em uso são o hidrogênio líquido e o oxigênio líquido, que são propelentes criogênicos.
Esses combustíveis precisam ser congelados para armazenamento. No entanto, mesmo com uma preparação extensiva, o hidrogénio ainda escapa dos tanques de combustível a uma taxa de 3% a 4% do total todos os meses. Seria um desastre se os astronautas em Marte descobrissem que não têm combustível suficiente para voltar para casa.
Os astronautas podem precisar evitar que os propelentes criogênicos fervam por vários anos enquanto completam sua missão no planeta vermelho. Combustível adicional poderia ser fabricado em Marte, mas mantendo o combustível resfriado exigiria isolamento e refrigeradores elétricos. Serão necessários voos para testar tecnologias de armazenamento de longo prazo antes de qualquer astronauta embarcar em missões a Marte.
1 Romances e separações
Em uma longa viagem em um espaço confinado, romances entre astronautas são bem possíveis. No final das contas, os humanos precisam de contato físico e intimidade. Mas embora isso pareça doce e romântico, também pode acabar mal .
Em 2008, um grupo de pessoas ficou trancado em um ambiente apertado por um longo período para simular uma missão a Marte. Os acontecimentos ficaram fora de controle quando um dos falsos astronautas ficou chateado porque sua namorada astronauta se recusava a fazer sexo com ele e passava mais tempo com um terceiro astronauta.
Estressado e cansado, o primeiro astronauta estalou e quebrou a mandíbula do terceiro astronauta. Se esta tivesse sido uma missão real, este comportamento teria sido extremamente prejudicial para a missão.
Infelizmente, a NASA nem sequer está a tentar lidar com estas possibilidades. De acordo com um relatório recente da Academia Nacional de Ciências, a NASA não investigou por muito tempo a questão das relações sexuais em missões a Marte e os tipos de personalidade que poderiam conviver melhor em locais apertados.
