Explicado: por que Marte é tão interessante para os cientistas e para o aventureiro que vive em todos nós?

O Perseverance Rover Mars 2020 da NASA pousou na superfície marciana na madrugada de sexta-feira. Os resultados dos experimentos do Perseverance provavelmente definirão as próximas décadas de exploração de Marte. Um cientista da NASA explica por que e como.

O Perseverance é o laboratório móvel mais avançado, caro e sofisticado enviado a Marte. (Foto: Twitter / @@ NASAPersevere)

Perseverança não é apenas mais uma missão Rover. O Perseverance é o laboratório móvel mais avançado, caro e sofisticado enviado a Marte. Os resultados dos experimentos do Perseverance provavelmente definirão as próximas décadas de exploração de Marte - isso determinará o curso da busca por vida e uma futura missão tripulada a Marte.

Mars Science nos últimos 30 anos

Percorremos um longo caminho para compreender Marte desde a época das missões da primeira geração na década de 1960. As missões Viking em meados dos anos setenta realizaram a primeira análise química do solo marciano, bem como quatro experimentos de biologia para detectar atividade biológica. Os experimentos não produziram nenhuma evidência conclusiva de vida.

No início dos anos 1980, os cientistas levantaram a hipótese, com base na composição mineralógica e na textura da rocha, que certos meteoritos podem ter uma região de origem em Marte, em contraste com o cinturão de asteróides. Em 1984, um estudo mostrou que a composição isotópica de gases raros (xenônio, criptônio, néon e argônio) combinava com as razões isotópicas da atmosfera marciana medidas pela espaçonave Viking. Esta descoberta forneceu uma maneira para os geoquímicos estudarem as amostras de Marte - e forneceu um grande impulso para a nossa compreensão da evolução geoquímica de Marte.

Marte foi considerado um planeta seco no século XX. Isso mudou em 2001, quando o espectrômetro de raios gama a bordo da espaçonave Mars Odyssey detectou uma fascinante assinatura de hidrogênio que parecia indicar a presença de gelo de água. Mas havia ambigüidade - isso porque o hidrogênio também pode fazer parte de muitos outros compostos, incluindo compostos orgânicos.

Para testar a presença de água, a NASA enviou uma espaçonave para pousar perto do Pólo Sul de Marte em 2007. A espaçonave estudou o solo ao redor da sonda com seu braço robótico e foi capaz de estabelecer, sem qualquer ambiguidade, a presença de água em Marte pela primeira vez.

A primeira imagem enviada pelo rover Perseverance mostrando a superfície de Marte, logo após o pouso na cratera de Jezero, na quinta-feira, 18 de fevereiro de 2021. (NASA via AP)

O rover Curiosity carrega um instrumento chamado SAM (ou Sample Analysis at Mars), que contém um conjunto de espectrômetros com o objetivo de detectar compostos orgânicos em Marte. O SAM tem um espectrômetro de massa que pode medir não apenas os elementos, mas também os isótopos. Este instrumento fez a descoberta fascinante de compostos orgânicos de grandes cadeias em Marte. Não se sabe como esses compostos orgânicos se formam em Marte: o processo provavelmente seria inanimado, mas há uma possibilidade fascinante de que essas moléculas complexas tenham sido formadas por processos associados à vida.

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O Mars Insight está criando história agora, monitorando a atividade sísmica e o fluxo de calor em Marte - isso ajudará a entender a composição do interior de Marte.

O Dr. Amitabha Ghosh é um Cientista Planetário da NASA baseado em Washington DC. Ele trabalhou para várias missões da NASA a Marte, começando com a missão Mars Pathfinder em 1997. Ele serviu como presidente do Grupo de Trabalho de Operações Científicas da Missão Mars Exploration Rover e foi encarregado de liderar Operações Rover táticas em Marte por mais de 10 anos. Ele ajudou a analisar a primeira rocha em Marte, que por acaso passou a ser a primeira rocha analisada de outro planeta.

O fascínio duradouro por Marte

Por que Marte é tão interessante para os cientistas? E para o explorador-aventureiro em todos nós? Existem duas razões principais.

Primeiro, Marte é um planeta onde a vida pode ter evoluído no passado. A vida evoluiu na Terra 3,8 bilhões de anos atrás. As condições no início de Marte, há cerca de 4 bilhões de anos, eram muito semelhantes às da Terra. Ele tinha uma atmosfera densa, o que possibilitou a estabilidade da água na superfície de Marte. Se de fato as condições em Marte forem semelhantes às da Terra, há uma possibilidade real de que vida microscópica tenha evoluído em Marte.

Em segundo lugar, Marte é o único planeta que os humanos podem visitar ou habitar a longo prazo. Vênus e Mercúrio têm temperaturas extremas - a temperatura média é superior a 400 graus C, ou mais quente do que um forno de cozimento. Todos os planetas do sistema solar externo, começando com Júpiter, são feitos de gás - não silicatos ou rochas - e são muito frios. Marte é comparativamente hospitaleiro em termos de temperatura, com uma variação aproximada entre 20 graus C no Equador e menos 125 graus C nos pólos.

A missão da Perseverança em Marte

Perseverança aborda os temas críticos em torno de Marte - a busca por vida e uma missão humana naquele planeta.

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Exemplo de missão de retorno: Há vida em Marte?

Perseverança é a primeira etapa em um projeto de várias etapas para trazer amostras de Marte. O estudo das amostras de rocha devolvidas em laboratórios sofisticados em todo o mundo fornecerá uma resposta decisiva sobre se existia vida em Marte no passado.

Aqui estão as etapas no retorno da amostra:

Como primeira etapa, o Perseverance coletará amostras de rochas e solo em 43 tubos do tamanho de charutos. As amostras serão coletadas, os vasilhames lacrados e deixados no chão.

A segunda etapa é um Mars Fetch Rover (fornecido pela Agência Espacial Europeia) pousar, dirigir e coletar todas as amostras de diferentes locais e retornar ao módulo de pouso.

O Fetch Rover irá então transferir os recipientes para o Veículo de Subida. O Mars Ascent Vehicle se reunirá com um Orbiter, após o qual o Orbiter carregará as amostras de volta para a Terra.

Este projeto de longo prazo é denominado MSR ou Mars Sample Return. MSR irá revolucionar nossa compreensão da história evolutiva de Marte. Se o MSR for executado com sucesso, teremos uma resposta razoável sobre se havia vida microscópica em Marte.

Mas o MSR tem seus riscos. Se um dos componentes falhar, como o Fetch Rover ou o Mars Ascent Vehicle, o MSR está condenado. Um risco oculto é estratégico. Ao custo do MSR, poderia haver 5-10 missões de espaçonaves para diferentes partes do sistema solar: portanto, ao escolher o MSR, a NASA exclui a opção de realizar essas outras missões.

Produção de oxigênio em Marte: um requisito crítico

Para que uma missão humana a Marte se materialize, o custo precisa ser razoável. Para que os custos sejam razoáveis, é necessário haver tecnologia e infraestrutura para fabricar oxigênio em Marte usando as matérias-primas disponíveis em Marte.

Sem uma forma robusta de fabricar oxigênio em Marte, as missões humanas a Marte serão muito caras e irrealistas. Sem um plano confiável de produção de oxigênio em Marte, o plano de Elon Musk de fornecer transporte comercial para Marte estará em risco de fracasso.

O Perseverance terá um instrumento - MOXIE, ou Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - que usará 300 watts de potência para produzir cerca de 10 gramas de oxigênio usando dióxido de carbono atmosférico.

Se esse experimento for bem-sucedido, o MOXIE pode ser aumentado em um fator de 100 para fornecer as duas necessidades mais críticas dos humanos: oxigênio para respirar e combustível de foguete para a viagem de volta à Terra.

Procurando por água subterrânea em Marte

A Perseverance levará o Radar Imager for Mars ’Subsurface Experiment (RIMFAX). A RIMFAX fornecerá mapeamento de alta resolução da estrutura do subsolo no local de pouso. O instrumento também procurará por água subterrânea em Marte - que, se encontrada, ajudará muito no caso de uma missão humana ou na causa de um assentamento humano em Marte.

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Testando um helicóptero para voar em Marte

O Mars Helicopter é realmente um pequeno drone. É um experimento de demonstração de tecnologia: para testar se o helicóptero pode voar na esparsa atmosfera de Marte.

A baixa densidade da atmosfera marciana torna as chances de voar um helicóptero ou aeronave em Marte muito baixas. O transporte de longa distância em Marte depende de veículos que contam com motores de foguete para ascensão e descida motorizadas.

Estamos talvez a uma década de dois marcos na exploração de Marte: uma missão humana a Marte e uma resposta decisiva à questão de saber se Marte abrigava - ou ainda abriga - vida microscópica. Espera-se que a perseverança forneça uma visão significativa sobre ambas as questões.

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