Os 10 principais problemas de exploração espacial de longo prazo que ainda precisamos resolver

Todos estão entusiasmados com a possibilidade de uma missão tripulada a Marte . Existe até especulação de que os primeiros humanos pousarão em Marte na década de 2030. Bem! Isso pode ser verdade. Mas na verdade é mais difícil do que parece. Uma missão tripulada a Marte poderia continuar a ser um sonho, considerando a tecnologia atual e as tendências políticas, especialmente nos Estados Unidos.

Existem também vários problemas sobre os quais não temos controle. Isto muitas vezes envolve os nossos corpos e as condições do próprio Marte. Parece que Marte pretende matar os primeiros humanos que pisarem nele – uma opinião partilhada por várias pessoas, incluindo Elon Musk, que pode revolucionar as viagens espaciais. No entanto, manteremos os dedos cruzados.

10 Dinheiro

Crédito da foto: futurism.com

A NASA não pode pagar uma missão tripulada a Marte. Isto foi revelado em julho de 2017, quando William Gerstenmaier, chefe de voos espaciais humanos da NASA, revelou que a agência não recebe financiamento suficiente do governo dos EUA para tornar realista o primeiro pouso da NASA em Marte, programado para a década de 2030.

A NASA, as agências espaciais privadas e as organizações sem fins lucrativos fornecem números muito diferentes ao estimar o custo de uma missão tripulada a Marte. Isso varia de US$ 1 trilhão distribuídos ao longo de 25 anos (conforme proposto pela organização sem fins lucrativos Mars Institute) a US$ 100 bilhões distribuídos ao longo de 30 a 40 anos (conforme proposto pela NASA). No entanto, a NASA não pode pagar a sua estimativa.

A NASA recebeu US$ 19,5 bilhões em financiamento para o ano fiscal de 2017. Essa quantia parece muito até percebermos que a agência divide esse dinheiro entre diversas missões espaciais, programas e pesquisas. Considerando as tendências atuais, é improvável que a seca de financiamento da NASA termine tão cedo. O seu orçamento cresceu apenas míseros 2% ao ano nos últimos anos. [1]

9 Solidão

Crédito da foto: National Geographic

Os humanos são criaturas sociais e muitas vezes requerem interação. Os pesquisadores temem que isso possa se tornar um problema durante uma expedição a Marte. Há alguns anos, pesquisadores fizeram com que um grupo de pessoas vivesse em um habitat isolado no deserto do Arizona por um período considerável de tempo.

Eles notaram que alguns participantes logo sofreram de depressão e alterações de humor . Alguns também se tornaram hostis e a maioria não se falou durante 18 meses. Suas poucas interações limitaram-se a breves conversas sobre o funcionamento da instalação. Embora a equipe posteriormente tenha contado com psicólogos para ajudá-los, os astronautas em Marte não terão o mesmo privilégio.

Os resultados deste teste fizeram com que alguns investigadores questionassem os planos futuros de enviar apenas dois astronautas a Marte numa única nave espacial. Os astronautas provavelmente ficarão entediados, deprimidos e poderão até começar a não gostar uns dos outros, o que poderá levá-los à ruína. No entanto, alguns pesquisadores acham que é improvável que isso aconteça se os dois astronautas tiverem personalidades compatíveis. [2]

8 A tempestade de poeira

Crédito da foto: NASA

Em janeiro de 2004, o rover espacial Opportunity da NASA pousou em Marte para uma missão de 90 dias (nos dias de Marte) para encontrar evidências de água no Planeta Vermelho . O Opportunity completou sua missão quase imediatamente e completou mais missões ao longo de 15 anos. A sua surpreendente sequência de sobrevivência terminou em junho de 2018, quando perdeu contacto com a NASA durante uma tempestade de poeira.

O Opportunity muitas vezes hibernava à noite porque funcionava com energia solar . No entanto, provavelmente mudou para a bateria reserva depois que a poeira da tempestade cobriu seus painéis solares. O Opportunity funcionou com suas baterias até morrer. A NASA teme que um incidente repetido possa acontecer com as estações movidas a energia solar usadas pelos astronautas em Marte.

Marte experimenta dois tipos de tempestades de poeira. As primeiras e mais comuns são as tempestades regulares que podem cobrir grandes extensões de terra tão largas como um continente inteiro na Terra. Felizmente, essas tempestades são leves e duram apenas algumas semanas. O outro tipo – como aquele que matou o Opportunity – é a “tempestade de poeira global”, mais rara, mas mais forte, que cobre todo o planeta.

As tempestades globais de poeira ocorrem a cada 5,5 anos terrestres (três anos marcianos) e podem durar meses. Além de cobrir os painéis solares, eles também poderiam impedir que a luz solar chegasse a Marte, o que poderia colocar em risco as estações e os astronautas. Felizmente, é improvável que as tempestades de poeira de Marte causem sérios danos físicos às estações. Eles são mais uma brisa do que uma tempestade, apesar do nome. [3]

7 Comida

Crédito da foto: upi.com

Um estudo realizado por estudantes de doutorado do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) revelou que uma colônia humana em Marte poderia morrer de fome . O grupo baseou seu estudo na missão tripulada planejada pela Mars One.

A organização pretende estabelecer uma colónia humana de 25 a 40 indivíduos em Marte até 2025. A alimentação será fornecida por culturas cultivadas dentro do habitat dos colonos. Um estudo do MIT para simular esse habitat revelou que os astronautas terão de escolher entre obter comida ou oxigénio suficientes.

Os níveis de alimento e oxigênio no habitat estão ligados porque as plantas produzem oxigênio como subproduto. Em Marte, esse oxigênio será usado para sustentar a vida dos astronautas. O estudo do MIT revelou que as plantas produzirão oxigênio excessivo se produzirem alimentos suficientes para alimentar todos no habitat.

Isto será claramente prejudicial para a vida dos astronautas porque respirar quantidades excessivas de oxigénio pode matá-los. Porém, os níveis de oxigênio seriam equilibrados se as plantas produzissem menores quantidades de alimentos, o que não seria suficiente para alimentar a todos. Os pesquisadores afirmam que esse problema poderia ser resolvido com o desenvolvimento de um “sistema de remoção de oxigênio”, que por enquanto não existe. [4]

6 Nave espacial

Crédito da foto: businessinsider.com

A corrida para pousar o primeiro humano em Marte é atualmente liderada pela NASA, SpaceX e Blue Origin. Na verdade, todas as três organizações já possuem naves espaciais que poderiam nos levar a Marte. No entanto, os seus foguetes utilizam combustíveis perigosos e levariam muito tempo para chegar a Marte do ponto de vista da segurança humana.

A NASA está tentando resolver isso desenvolvendo o Sistema de Lançamento Espacial que usa hidrogênio líquido e alguns outros produtos químicos como combustível. A SpaceX está considerando alterar sua espaçonave para usar metano líquido como combustível, enquanto a Blue Origin está se contentando com hidrogênio líquido. No entanto, alguns ainda duvidam que estas novas naves espaciais e combustíveis nos levarão a Marte. [5]

Um deles é Chris Hadfield, ex-astronauta da NASA, que comparou viajar a Marte – mesmo nas mais recentes naves espaciais em desenvolvimento – a cruzar um oceano numa canoa. Hadfield acredita que os perigos do espaço e a imprevisibilidade das naves espaciais matarão a maioria dos astronautas muito antes de pousarem em Marte.

Curiosamente, esta opinião é partilhada pelo CEO da SpaceX, Elon Musk, que uma vez mencionou que a primeira missão tripulada a Marte provavelmente levará à morte .

5 Cirurgia

À medida que a possibilidade de missões espaciais tripuladas de longo prazo à Lua e até mesmo a Marte se torna uma realidade, os cientistas começaram a lidar com os problemas colocados pela realização de cirurgias no espaço. O ambiente único do espaço significa que os astronautas doentes têm maior probabilidade de morrer de ferimentos leves e infecções lá do que na Terra.

Os astronautas enviados para a Estação Espacial Internacional (ISS) são frequentemente treinados para realizar certos procedimentos médicos, como administrar injeções, costurar feridas e até mesmo extrair um dente. No entanto, precisariam de regressar rapidamente à Terra numa nave espacial permanentemente ancorada na ISS se tivessem problemas médicos mais graves.

Isso ocorre porque a enfermaria da ISS não é melhor do que um kit de primeiros socorros. Mesmo que a enfermaria atingisse o mesmo padrão de um hospital e tivesse um médico permanente (o que não acontece), a falta de gravidade seria um verdadeiro desafio.

Entre outros problemas, o sangue da ferida ou da incisão cirúrgica pode flutuar e obstruir a visão do médico. Pior, poderia contaminar toda a cabine. Além disso, a anestesia não funciona tão bem como na Terra, o que significa muita dor para o astronauta.

Estes problemas poderiam ser piores em explorações espaciais de longo prazo na Lua e em Marte. Uma sugestão é usar cirurgiões robôs controlados em tempo real por médicos humanos na Terra. Embora isto pudesse funcionar na Lua, seria impossível em Marte, onde a informação leva 20 minutos para chegar à Terra e vice-versa. [6]

4 Poeira Tóxica de Marte

Crédito da foto: newscientist.com

Marte está cheio de poeira tóxica que pode dificultar uma missão tripulada ao Planeta Vermelho. A poeira de Marte existe como partículas redondas, finas e eletricamente carregadas de silicato que grudam nos trajes dos astronautas. A poeira será difícil de remover, levantando preocupações de que possa entrar na base dos astronautas e entupir instrumentos e sistemas cruciais, incluindo purificadores de água e filtros de ar.

Isto pode ser mortal porque as partículas finas de silicato podem infiltrar-se nos pulmões, onde reagirão com a água para formar produtos químicos nocivos. O efeito do pó piora quando percebemos que contém gesso e percloratos. O gesso não é perigoso por si só, mas a exposição a longo prazo pode causar problemas nos olhos, na pele e nos pulmões. Os percloratos podem causar problemas na glândula tireóide. [7]

3 Exposição a elementos espaciais

Crédito da foto: usatoday.com

O espaço está repleto de raios cósmicos perigosos e tempestades solares irregulares que podem causar radiação intensa. Os cientistas prevêem que os astronautas que viajam para Marte estarão expostos a níveis de radiação até 20% superiores aos que alguma vez receberão durante a sua vida na Terra. Esta radiação intensa pode causar problemas cardíacos, pulmonares e oculares, bem como distúrbios neurológicos e até cancro .

Isto poderia ser um grande problema porque uma viagem só de ida a Marte poderia durar seis meses. As tempestades solares também são imprevisíveis, o que piora a situação. Uma solução é desenvolver uma espaçonave que possa levar astronautas a Marte com muito mais rapidez. No entanto, os astronautas não estão livres destes riscos de radiação, mesmo quando chegam a Marte. [8]

Embora a atmosfera da Terra nos proteja de radiações perigosas, a atmosfera de Marte não oferece a mesma proteção. Os cientistas propõem resolver isto cobrindo o habitat humano em Marte com um material espesso anti-tempestade solar, tal como a blindagem de partes da ISS. Outros propõem que os humanos estarão protegidos da radiação se viverem em qualquer uma das numerosas cavernas de tubos de lava de Marte.

2 Nossos corpos não conseguem lidar

Crédito da foto: NASA

Os corpos humanos têm dificuldade em se ajustar aos níveis de gravidade zero experimentados na ISS próxima. Isto se tornaria ainda pior durante e após uma viagem ao distante Marte. Os astronautas teriam que lidar com três campos gravitacionais diferentes durante uma viagem a Marte.

Os astronautas experimentarão o primeiro campo gravitacional aqui na Terra (antes e depois da viagem). É o normal com o qual estamos acostumados. A segunda é a gravidade zero que os astronautas experimentam enquanto viajam a distância entre a Terra e Marte. O terceiro é o campo gravitacional de Marte, que representa um terço da gravidade da Terra.

Mover-se entre campos gravitacionais causa uma distorção nos nossos sentidos de equilíbrio e movimento. Também afeta a coordenação entre nossos olhos, cabeça e mãos. Os níveis de gravidade mais baixos fora da Terra farão com que os astronautas percam uma valiosa densidade óssea. Isso torna seus ossos suscetíveis a quebras quando retornam à Terra.

O nível de gravidade mais baixo fora da Terra também fará com que os fluidos corporais escapem para a cabeça. Isso pode causar uma infinidade de problemas, incluindo pedras nos rins, desidratação, perda de cálcio e problemas oculares. As drogas teriam reduzido os efeitos, exceto pelo fato de funcionarem de maneira diferente no espaço. [9]

1 A viagem de volta

Crédito da foto: National Geographic

Usando a tecnologia atual, uma expedição a Marte será uma viagem só de ida porque os astronautas que viajarem para Marte não poderão regressar à Terra. Embora a NASA já esteja desenvolvendo o Mars Ascent Vehicle (MAV) para tornar possível uma viagem de volta, a tecnologia tem seus próprios problemas.

Quando concluído, o MAV pesará 18 toneladas e carregará 33 toneladas extras de combustível para decolar de Marte. Este enorme peso significa que não será possível aterrar em segurança em Marte devido à fina atmosfera do planeta, o que poderá fazer com que o MAV queime na atmosfera ou se choque diretamente contra o solo. Para efeito de comparação, a coisa mais pesada que pousamos em Marte é o rover Curiosity, que pesa apenas uma tonelada.

A NASA pretende resolver isso reduzindo o peso do MAV e desenvolvendo um escudo térmico inflável que diminuirá a velocidade da nave durante sua descida a Marte. O MAV terá interior minimalista e poderá nem ter poltronas. No entanto, os astronautas não estarão de volta à Terra. Em vez disso, eles serão transportados para o Veículo de Retorno à Terra (ERV), que orbitará Marte e os devolverá à Terra. [10]

O ERV também foi criado para reduzir peso. Em vez de fabricar uma única nave espacial que decolará de Marte e trará os astronautas de volta à Terra, a NASA criará um sistema de duas partes composto pelo MAV e pelo ERV. O MAV decolará da superfície de Marte e transportará os astronautas até o ERV, que os trará de volta à Terra.

Os cientistas também reduzirão o peso do MAV fazendo com que ele crie o seu combustível a partir da atmosfera de Marte. O MAV extrairá metano (carbono e hidrogénio) e oxigénio, necessários para produzir o seu combustível, da água subterrânea e do abundante dióxido de carbono (CO 2 ) na atmosfera de Marte.

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