Viver em Marte

Descrição da imagem: Em Marte, a radiação solar é nociva, como os filhos da Lua, será necessário proteger-se do Sol. A atmosfera ténue de Marte contém dióxido de carbono e nitrogênio. A pressão atmosférica é de 0,6 KPa, na Terra 101 KPa. A gravidade em Marte é de 0,376 g (9,806 m/s2), na Terra 1 g. O ambiente de Marte é particularmente hostil, não há oxigênio e a temperatura atinge -60°C em média. Fonte da imagem: astronoo

Os Filhos de Marte

A viagem a Marte é um velho sonho para a humanidade, muito mais ambicioso do que a viagem à Lua realizada na década de 1970 (programas Apollo).

Quais são os obstáculos que enfrentamos em 2014 para enviar humanos a Marte e, sobretudo, para trazê-los de volta em bom estado de saúde ao nosso planeta?

Os obstáculos são inúmeros, mas os principais entraves atuais são de ordem tecnológica, financeira e humana. Ir a Marte e voltar à Terra é uma missão impossível para a década de 2020, dados os inúmeros empecilhos. Para superar esses obstáculos e adquirir toda a tecnologia necessária, certamente serão necessárias muitas décadas.

Quanto a viver lá, as simulações como Mars 500 mostram a enorme complexidade técnica e humana de uma missão assim. Desde a década de 1960, os cientistas têm estudado o planeta Marte através de numerosas missões espaciais passadas e em curso (Mars Global Surveyor, Mars Pathfinder, Mars Odyssey, Mars Express, Mars Exploration Rover, Mars Reconnaissance Orbiter, Phoenix, Mars Science Laboratory). Suas sondas e robôs nos apresentam regularmente o ambiente hostil de Marte e os cientistas agora têm uma ideia bastante precisa da história de sua água, seu clima, seu subsolo, os perigos potenciais na superfície de Marte, os possíveis locais de pouso para o homem e as condições de vida para uma missão tripulada.

Mas isso não é suficiente para ir viver em Marte; primeiro será necessário realizar um certo número de missões intermediárias para adquirir gradualmente as tecnologias essenciais para os filhos de Marte. Além disso, como o orçamento necessário é gigantesco, é essencial uma colaboração das organizações governamentais e não governamentais mundiais. Só a viagem de ida custaria 10 bilhões de dólares. Para ir a Marte, é necessário estar em boa saúde, por isso a principal preocupação dos cientistas é preservar a saúde dos homens e mulheres que viajarão em gravidade zero.

Na década de 1970, os soviéticos com Soyuz 9 haviam testado longas estadias no espaço. Depois de apenas 18 dias, os ossos e músculos dos cosmonautas haviam atrofiado (perda muscular de 30%). Desde então, nas estações espaciais, os astronautas fazem uma série de exercícios durante várias horas por dia para manter sua massa muscular, no entanto, a perda de massa ainda é significativa (aproximadamente 15% de perda muscular a cada 300 dias). Mas isso não é o mais preocupante para a saúde. O estresse gerado pelas viagens de longa duração é enorme e o equilíbrio psicológico é fortemente perturbado por esse isolamento. A escolha dos homens e mulheres que irão será, portanto, extremamente seletiva, pois deverão suportar o impacto por vários anos.

A Viagem a Marte

Descrição da imagem: Desde 1997, a base antártica franco-italiana Concordia, situada a uma altitude de 3.233 metros, é uma das três estações de pesquisa no interior do continente Antártico. As outras duas são a base americana Amundsen-Scott e a base russa Vostok. Durante os 9 meses de inverno, Concordia abriga cerca de quinze pessoas em total autonomia, na região mais fria do mundo. Vê-se em primeiro plano na imagem os edifícios poligonais colocados sobre seis macacos hidráulicos para compensar as variações de nível do solo congelado e ao fundo a estação completa (central elétrica, caldeira, reserva de água, sala de rádio, laboratório, dormitórios, cozinha, restaurante, biblioteca...). Embora esses cientistas estejam na Terra, todas as suas necessidades, exceto o oxigênio, são atendidas pela assistência terrestre. Para abastecer as pessoas de Concordia, são utilizados meios de transporte terrestres e aéreos gigantescos. Cerca de 350 toneladas de suprimentos chegam por três comboios terrestres organizados durante a campanha de verão. O isolamento durante um longo período de um pequeno grupo de seres humanos é ideal para definir perfis típicos com vistas à exploração do planeta Marte.

A Missão a Marte

Para minimizar o custo da viagem, a missão deverá durar pelo menos 15 anos porque os alinhamentos mais favoráveis entre a Terra e Marte (distância mais curta) ocorrem muito raramente. A distância mais curta entre os dois astros ocorre quando o planeta Marte está em oposição, ou seja, quando a Terra se interpõe entre Marte e o Sol. Essas oposições ocorrem aproximadamente a cada 780 dias (26 meses), mas dada a excentricidade respectiva das órbitas de Marte e da Terra, a distância mais curta entre a Terra e Marte (55 milhões de km) não retorna a cada 26 meses. Será necessário esperar pela coincidência entre o periélio de Marte e a oposição dos dois planetas, ou seja, 7 oposições, ou seja, 15 anos. Nessas condições favoráveis, os astronautas viajarão apenas 6 meses para a viagem de ida e menos de 4 meses para o retorno, nas melhores condições. Os astronautas estarão confinados em uma cápsula exígua e o aspecto psicológico desse confinamento é difícil de gerenciar, nem todos os seres humanos são capazes disso, além disso, muito poucos suportarão. Será necessária uma seleção drástica dos candidatos.

Viver durante meses em perfeita autonomia em uma cápsula obriga a levar o oxigênio, a água e a comida necessários para a viagem. Para uma viagem de 9 meses, a massa de oxigênio, água e comida necessária é gigantesca. Cada dia, um humano consome aproximadamente 1 kg de comida, 1 kg de oxígeno e 3 kg de água. Para otimizar a carga, será necessário, portanto, reciclar a água e os resíduos e embarcar um mini ecossistema terrestre que permita a sobrevivência da tripulação durante esta longa viagem. Para o oxigênio, será necessário pegar o CO2 rejeitado e produzir oxigênio graças à fotossíntese das plantas. Para a água, será necessário reciclar a urina. Para a comida, será necessário reciclar os resíduos orgânicos e depois cultivar os legumes nos resíduos. Além disso, será necessário garantir que nenhum organismo patogênico invada a cápsula. O equilíbrio psicológico entre homens e mulheres será fortemente testado. Embora os astronautas estejam confinados em uma cápsula exígua, diante do seu confinamento, a viagem de ida permanece a parte mais simples da missão.

Manter-se Saudável em Marte

Ao chegar ao solo marciano, os candidatos deverão ser autônomos e, sobretudo, manter-se saudáveis, e esta tarefa é muito mais complexa do que parece. A atmosfera de Marte é hostil, a luminosidade é baixa, a radiação solar é nociva, não há oxigênio, não há água líquida e a temperatura atinge -60°C em média e pode cair até -130°C. No solo desértico de Marte, nada cresce, por isso será necessário encontrar água, produzir energia, oxigênio, água e comida em mini estufas aquecidas. Para construir isso, serão necessários muitos materiais, ausentes em Marte. Não será possível levar os materiais necessários para construir uma usina elétrica, uma caldeira, uma reserva de água, uma unidade de tratamento de águas residuais, uma sala de rádio, um laboratório, uma oficina, escritórios, quartos, salas de esportes, uma cozinha, um restaurante, uma biblioteca, etc... Quanto ao retorno à Terra, isso permanece a parte mais obscura da missão. Será necessário um salto tecnológico gigantesco para considerá-lo.

N. B. : MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) é um projeto cujo objetivo é o estudo de um ecossistema de microorganismos e plantas. Esta ferramenta permite uma melhor compreensão do comportamento dos ecossistemas artificiais e o desenvolvimento da tecnologia para um futuro sistema regenerador de suporte vital para missões espaciais tripuladas de longa duração, por exemplo, uma base lunar ou uma missão a Marte. O elemento motor da MELiSSA é a recuperação de alimentos, água e oxigênio a partir de resíduos (matéria fecal, uréia), dióxido de carbono e minerais. Com base no princípio de um ecossistema "aquático", a MELiSSA é composta por 5 compartimentos colonizados respectivamente por bactérias termófilas anoxigênicas, bactérias fotoheterotróficas, bactérias de nitrificação, bactérias fotossintéticas, plantas superiores e a tripulação. Os resíduos perigosos e os poluentes do ar são tratados usando a função natural das plantas que, por sua vez, fornecem alimentos e contribuem para a purificação da água e do oxigênio para a revitalização do ar.

O Roteiro para uma Missão Marciana

Descrição da imagem: O roteiro idealista para preparar uma possível missão tripulada a Marte destaca os esforços financeiros a serem feitos. O roteiro, que deve levar a este objetivo, cobre um período de 25 anos e descreve uma sequência de missões intermediárias robóticas e humanas necessárias.

Foi identificado um conjunto de missões necessárias na vizinhança lunar e na superfície da Lua antes de considerar uma missão humana a Marte para a década de 2030. Dez agências espaciais se reuniram em Quioto em 30 de agosto de 2011 no âmbito do ISECG (Grupo de Coordenação da Exploração Espacial Internacional) para discutir a elaboração de um roteiro comum para uma exploração espacial coordenada internacionalmente. Antes de enviar humanos a Marte, será necessário retornar à Lua e enviar humanos a um asteroide. Cada um desses objetivos permitirá que as agências espaciais adquiram gradualmente as tecnologias essenciais para alcançar Marte. O roteiro para preparar uma possível missão tripulada a Marte destaca os esforços financeiros a serem feitos e os saltos tecnológicos a serem alcançados pelas organizações mundiais. A exploração sustentável, acessível e produtiva da superfície de Marte pelo homem é um objetivo de muito longo prazo. O roteiro mundial para a exploração de Marte cria um quadro para a coordenação das atividades preparatórias. Este roteiro mundial de exploração marciana está ligado a um conjunto de prioridades e objetivos preliminares a serem respeitados e não há apenas objetivos tecnológicos. Claro, é necessário desenvolver as tecnologias de exploração e a infraestrutura necessária para viver e trabalhar além da órbita terrestre baixa.

Mas também é necessário envolver o público de maneira interativa em uma causa comum como a exploração espacial. As missões humanas além da órbita terrestre baixa são possíveis apenas com a participação internacional coordenada, pois os obstáculos são consideráveis. Será necessária muita experiência para melhorar a segurança, estender a presença humana além da órbita terrestre baixa, aumentar continuamente o número de pessoas em cada destino, alongar a duração das missões tripuladas em autossuficiência, reduzir os riscos do ambiente espacial sobre a saúde humana e o equipamento tecnológico e, finalmente, destacar os benefícios para toda a humanidade.

N. B. : As agências que participaram da elaboração de um roteiro comum para uma exploração espacial coordenada são: ASI (Itália), CNES (França), CSA (Canadá), DLR (Alemanha), ESA (Agência Espacial Europeia), JAXA (Japão), KARI (República da Coreia), NASA (Estados Unidos), Roscosmos (Rússia), UKSA (Reino Unido).