A complicada logística de colocar exploradores humanos em Marte

Desde que os humanos olham para as estrelas, sonhamos em nos aventurar e visitar esses lugares distantes. E nenhum lugar tem sido alvo de mais especulações do que Marte. Agora, finalmente chegamos a um lugar onde o sonho de seres humanos pisando em outro planeta pode se tornar realidade em nossas vidas.

Entendemos a tecnologia de que precisamos para enviar humanos a Marte e também temos a experiência de enviar missões robóticas para lá. Então, quando daremos o próximo salto gigantesco e enviaremos uma missão tripulada a outro planeta pela primeira vez? E o que será necessário para que isso aconteça?

Conversamos com o especialista espacial Michael Hecht, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, veterano do Laboratório de Propulsão a Jato e investigador principal do Instrumento de produção de oxigênio MOXIE no rover Perseverance, para entender como chegamos da Terra a Marte - e como colocaremos botas no solo pela primeira vez tempo.

Sempre a 15 anos de distância

Com a recente onda de interesse na exploração de Marte, parece que estamos mais perto do que nunca de realmente levar as pessoas à superfície do planeta. E, no entanto, também é uma meta que constantemente parece estar fora de alcance.

Após as missões Apollo das décadas de 1960 e 1970, muitos entusiastas do espaço assumiram que continuaríamos alcançando e explorando, e passaríamos para o próximo alvo de exploração: Marte. Mas o interesse público diminuiu, o apoio à Apollo secou e os humanos não deixaram a órbita da Terra desde então.

Nas décadas seguintes, muitos especularam que os humanos colocariam os pés em Marte em apenas 15 anos; que inevitavelmente vamos acabar no planeta vermelho em breve. Mas um plano de missão concreto e sério para colocar pessoas em Marte ainda não se concretizou.

Temos a tecnologia para fazer uma missão tripulada a Marte acontecer agora, e há um interesse crescente no assunto. Mas Hecht argumenta que a comunidade espacial, e nós como uma espécie como um todo, ainda não assumimos um compromisso financeiro e prático sério para realmente fazer uma missão acontecer. Se decidíssemos fazer isso, poderíamos. Mas precisamos assumir esse compromisso.

“Poderíamos ter ido atrás de Apollo”, disse Hecht. “Teria sido difícil e perigoso. Mas agora podemos fazer isso com mais segurança. Poderíamos ter ido então, e podemos ir agora.

Um ponto mágico no ciclo

Ao tentar imaginar como seria uma missão tripulada a Marte, há realmente apenas uma maneira prática de ir daqui para lá. Devido à órbita de Marte ao redor do sol, um ano dura pouco menos de dois anos terrestres. Levando em consideração o tempo de viagem, isso significa que, se você quiser viajar da Terra para Marte, há um período em um ciclo de 26 meses em que essa jornada é mais fácil: quando os dois planetas estão próximos e um foguete pode ser enviado para o que é chamado de transferência de Hohmann órbita.

“Há um ponto mágico nesse ciclo de 26 meses”, explicou Hecht. Quando um foguete é lançado da Terra no momento certo, ele pode cruzar a órbita de Marte ao mesmo tempo que Marte. “É como mudar de faixa na estrada.”

Embora seja possível enviar naves para Marte usando outras órbitas, é mais difícil e perigoso, e muito mais caro. Portanto, esse ciclo de 26 meses impõe um limite prático para quando podemos enviar missões a Marte. É por isso que as missões de Marte costumam ser lançadas na mesma época, como as três espaçonaves lançadas no verão de 2020 - o rover Perseverance da NASA, a missão Tianwen-1 da China e a missão Hope dos Emirados Árabes Unidos.

E há uma oportunidade equivalente de voltar na outra direção. Isso coloca uma moldura pragmática em torno de como será uma missão tripulada a Marte: uma jornada de seis ou sete meses da Terra a Marte, pouco mais de um ano e meio na superfície, e mais seis ou sete meses chegando voltar. Isso é cerca de uma missão de três anos no total.

Uma missão mais longa do que estamos acostumados

Essa duração de missão de três anos apresenta desafios, pois é uma missão mais longa do que estamos acostumados a enviar pessoas. As missões à lua duraram apenas alguns dias, e as rotações da tripulação na Estação Espacial Internacional geralmente duram entre seis meses e um ano.

Ter pessoas na superfície marciana por cerca de 18 meses lhes dá a oportunidade de fazer ciência e exploração sérias, mas também traz muito mais riscos. Se houver um problema em uma missão a Marte, será extremamente difícil – se não impossível – enviar ajuda ou suprimentos da Terra. Se algo der errado, os astronautas estarão sozinhos.

“Ninguém que está perto disso tem ilusões de que é seguro”, disse Hecht. De ameaça à saúde da exposição à radiação aos riscos durante o lançamento e pouso aos problemas que surgem que você passar um ano e meio em condições apertadas onde você não pode sair sem um traje espacial: “É uma aventura arriscada”.

É por isso que o foco do planejamento de uma missão tripulada é obter o máximo possível de equipamentos essenciais antes que alguém deixe a Terra. Para minimizar os riscos para os astronautas, você enviaria máquinas e equipamentos para o planeta durante a janela anterior do ciclo de 26 meses para que esteja pronto para a chegada dos astronautas. Você precisa garantir que as necessidades mais básicas dos astronautas, como oxigênio e água, já sejam atendidas.

Projeto MOXIE da Hecht é um exemplo do tipo de tecnologia que permitiria uma missão tripulada a Marte e reduziria seus riscos. É uma forma de produzir oxigênio a partir do dióxido de carbono abundante na atmosfera marciana, e uma pequena versão da tecnologia está atualmente dentro do rover Perseverance e teve várias execuções bem-sucedidas já. Uma versão maior dessa tecnologia poderia ser enviada a Marte junto com um grande tanque de oxigênio, que poderia ser preenchido com oxigênio pronto para a chegada de uma tripulação a Marte.

Lua a Marte?

A NASA está planejando retornar à exploração espacial humana com as próximas missões Artemis para a lua, e o agência afirmou consistentemente que uma das razões para viajar para a lua é se preparar para uma missão tripulada para Marte.

Como disse o ex-administrador da NASA, Jim Bridenstine, em um relatório recente, “a NASA sempre mirou na exploração humana de Marte. Agora, com os humanos retornando à Lua em quatro anos para estabelecer a exploração lunar sustentável pelo No final da década, podemos ver claramente que a Lua é um trampolim crítico para o planeta vermelho. Aprender a viver e trabalhar na Lua nos aproximará cada vez mais do nosso próximo salto gigantesco, à medida que procuramos vida mais longe no sistema solar.”

No entanto, exatamente como as missões lunares são análogas às missões de Marte é uma questão de debate na comunidade espacial. Alguns argumentam que qualquer exploração espacial humana ajudará a construir conhecimento, tecnologias e procedimentos que serão benéficos em empreendimentos futuros - foi isso que O astronauta da Artemis, Kjell Lindgren, disse ao Digital Trends quando o entrevistamos sobre os objetivos das missões Artemis.

Mas outros, como Hecht, são céticos sobre o quanto você pode aprender sobre uma missão a Marte indo à lua. “Eu luto para encontrar semelhanças entre os dois, para ser honesto”, disse Hecht. Ele apontou diferenças entre Marte e a Lua em termos de duração das viagens, gravidade e ambientes de poeira que astronautas irão encontrar, a presença ou ausência de atmosfera e como isso afeta os pousos, e os recursos que são disponível. “Eu simplesmente não vejo isso como um trampolim.”

Quando se trata de Marte, Hecht disse: “Não acho que você pratique indo para outro lugar. Mas eu entendo o ponto de vista das pessoas que dizem que ir a qualquer lugar – não importa se é um asteróide ou a lua – nos dá experiência em operar fora da Terra.”

Não é que as pessoas que são a favor de uma missão a Marte sejam contra visitar a lua – os defensores da exploração espacial em geral apoiar mais missões de todos os tipos - é melhor que, se quisermos viajar para Marte, devemos nos concentrar em Marte e em suas características únicas. desafios.

Uma estação McMurdo para o planeta vermelho

Fala-se muito sobre cidades futurísticas em Marte e sobre o envio de centenas ou mesmo milhares de pessoas para viver lá por muito tempo. Mas é improvável que as ideias rebuscadas aconteçam tão cedo. Em vez disso, uma visão mais realista seria um posto avançado de pesquisa científica, como a base McMurdo na Antártida, com um punhado de astronautas passando o tempo lá em turnos de 18 meses.

Seria viável estabelecer a primeira missão tripulada a Marte dentro de 20 a 25 anos e estabelecer um posto avançado de pesquisa lá nas próximas décadas.

Embora seja possível que tal missão seja planejada e executada por um único país, poderia haver uma missão mais robusta se diferentes países estivessem envolvidos. Atualmente, a NASA coopera estreitamente com outras agências espaciais, como a Agência Espacial Européia (ESA) e a Agência Japonesa Agência Espacial (JAXA), mas há um cisma entre os EUA e um dos maiores players em missões espaciais: a China. Ainda não está claro se essas diferentes agências estariam dispostas a trabalhar juntas em uma futura missão a Marte.

“Espero que essa primeira missão [a Marte] envolva não apenas a NASA e não apenas os Estados Unidos”, disse Hecht, “espero que envolva a China também, para que não haja apenas um ponto de falha. Vai continuar se um dos parceiros decidir ir para outro lugar.”

Não serão apenas agências governamentais envolvidas no projeto. Empresas como SpaceX, Blue Origin e Boeing estão fortemente envolvidas em missões espaciais, e você pode esperar que eles se envolvam como subcontratados ou mesmo gerentes de projeto em futuras missões a Marte como bem.

Por que ir a Marte?

Sempre que surge o assunto de uma missão tripulada a Marte, sempre há pessoas que se opõem ao tempo e dinheiro que tal empreendimento exigiria e argumentam que esse dinheiro seria melhor gasto resolvendo problemas aqui no Terra. E, inegavelmente, no último ano em particular, vimos as falhas nos sistemas que deveriam atender às necessidades básicas de muitos, como moradia, educação e saúde.

Mas, ressalta Hecht, não gastamos dinheiro apenas para atender aos requisitos básicos da vida. Ele descreveu a tentativa frenética de juntar $ 1 milhão de fundos para colocar uma nova peça de equipamento científico em Marte e ligar a TV para ver os anúncios exibidos durante o Super Bowl. O custo de cada spot de 30 segundos poderia ter pago por seu equipamento várias vezes.

“Gastamos dinheiro em todo tipo de coisas bobas, como anúncios do Super Bowl”, disse ele. “E muitos deles têm a ver com nosso prazer pessoal pela vida e realização – sejam esportes, bibliotecas, arte, música, parques. Seríamos uma péssima desculpa para uma sociedade se a única coisa em que gastássemos dinheiro fosse comida e abrigo.”

Quando se trata de exploração espacial, temos a oportunidade de ensinar e inspirar e, talvez o mais importante de tudo, entender mais sobre o universo e nosso lugar nele. Se quisermos responder a algumas das maiores questões da vida: de onde viemos e se estamos sozinhos no universo – então precisamos nos aventurar além do nosso planeta e explorar.

O que aprendemos com a exploração

Muitos proponentes da exploração de Marte argumentam que devemos viajar para Marte porque há coisas específicas que podemos aprender lá sobre a Terra. de estudar algumas das rochas mais antigas do sistema solar para aprender sobre a formação da Terra para estudar o clima Para obter informações sobre a questão premente da mudança climática, há muitas maneiras pelas quais as descobertas feitas em Marte podem melhorar a vida aqui na Terra.

Mas para Hecht, tentar justificar as missões espaciais dessa maneira “vai contra a história. No sentido de que sim, sempre houve esses benefícios tangíveis [para a exploração]. Mas não fomos muito bons em prevê-los. Isso é o que há de maravilhoso nisso. Você vai explorar um lugar novo e aprende algo que nunca esperava aprender.”

Simplesmente não sabemos o que descobriremos de Marte até chegarmos lá. Isso sempre foi verdade para as descobertas científicas - desde as descobertas acidentais da penicilina ou dos raios X até a maneira como tecnologia desenvolvida para as missões lunares Apollo levar a melhores máquinas de diálise renal e melhores equipamentos de proteção para os bombeiros.

E além das vantagens pragmáticas do desenvolvimento de tecnologias e conhecimento científico, há um ímpeto mais profundo a ser explorado. “A busca pelo conhecimento é o que nos torna humanos”, disse Hecht.

“Fazemos isso desde a primeira vez que batemos duas pedras juntas. Perseguimos o conhecimento. E a exploração de novos lugares — por isso não existe um canto do globo onde o ser humano não tenha pisado, incluindo o fundo do oceano. Isso é o que fazemos."

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