O interesse humano por Marte cresceu dramaticamente nas últimas décadas. Além das oito missões ativas que estão ocorrendo atualmente no Planeta Vermelho ou próximo a ele, mais sete módulos robóticos, rovers e orbitadores serão enviados a Marte até o final da década. Na década de 2030, várias agências espaciais planejam implantar missões tripuladas na superfície.
Além disso, ainda existem alguns voluntários que estão prontos para ir a Marte de uma maneira e pessoas que defendem que seja nossa segunda casa. Todas essas propostas também chamam nossa atenção para os perigos que aguardam as pessoas em Marte. Além do ambiente frio e seco, da falta de ar e das tempestades de areia gigantes, há também a questão da radiação.
De onde vem a radiação em Marte?
Marte não tem uma magnetosfera protetora como a Terra. Os cientistas acreditam que em algum momento houve correntes de convecção no núcleo de Marte, criando um efeito dínamo que acionou um campo magnético planetário. Mas cerca de 4,2 bilhões de anos atrás - aparentemente devido a uma colisão com um objeto grande ou ao rápido resfriamento do núcleo - esse efeito dínamo desapareceu.
Como resultado, nos 500 milhões de anos seguintes, a atmosfera de Marte foi lentamente evaporada pelo vento solar. Devido à perda do campo magnético e da atmosfera, a superfície de Marte está exposta a níveis de radiação muito mais elevados do que a Terra. E além da exposição constante aos raios cósmicos e ao vento solar, Marte está exposto a doses letais de radiação esterilizante junto com erupções solares.
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Como foi a pesquisa?
Em 2001, a NASA enviou a espaçonave Mars Odyssey para Marte, equipada com um instrumento especial MARIE (Martian Radiation Experiment), que deveria medir o nível de radiação ao redor de Marte. Como Marte tem uma atmosfera bastante fina, a radiação registrada pela Mars Odyssey deveria ser quase a mesma que na superfície.
Ao longo de 18 meses de operação, a sonda Mars Odyssey detectou radiação permanente, cujo nível é 2,5 vezes maior do que o nível da Estação Espacial Internacional - 22 milirad por dia, ou 8.000 milirad (8 Rad) por ano. A espaçonave também registrou dois eventos de prótons solares nos quais os níveis de radiação aumentaram para 2.000 milirads por dia.
Em comparação, as pessoas nos países desenvolvidos estão expostas a uma média de 0,62 Rad por ano. E embora a pesquisa tenha mostrado que o corpo humano pode suportar uma dose de até 200 rad sem nenhum dano, a exposição prolongada à radiação de nível marciano pode levar a todos os tipos de problemas de saúde - doença aguda da radiação, aumento do risco de câncer, danos genéticos e até morte.
Portanto, a NASA e outras agências espaciais aderem a uma estratégia de risco mínimo ao planejar missões.
Soluções possíveis
Os primeiros visitantes de Marte certamente terão que lidar com o aumento dos níveis de radiação na superfície. Além disso, qualquer tentativa de colonizar o Planeta Vermelho também exigirá medidas para minimizar o impacto. Já existem várias soluções, tanto de curto como de longo prazo.
Por exemplo, a NASA mantém vários satélites que estudam o sol, o ambiente espacial em todo o sistema solar e rastreiam os raios cósmicos galácticos na esperança de fornecer uma melhor compreensão da radiação solar e cósmica. Além disso, a agência está procurando as melhores opções para blindar astronautas e eletrônicos.
Em 2014, a NASA lançou o Desafio Reduzindo Raios Cósmicos Galácticos, uma competição intensa com um prêmio de $ 12.000 que recompensará as melhores ideias para reduzir o impacto dos raios cósmicos galácticos sobre os astronautas. Depois da primeira competição em abril de 2014, outra competição aconteceu em julho com um prêmio total de $ 30.000 para ideias relacionadas à defesa ativa e passiva.
Quando se trata de estadias de longa duração e colonização, mais algumas ideias surgiram no passado. Por exemplo, conforme sugerido por Robert Zubrin e David Baker no plano da missão Mars Direct, as moradias podem ser construídas bem no solo, o que será um escudo natural da radiação.
Também foi proposto criar módulos infláveis fechados em cerâmica criada com solo marciano. Este plano contará com uma técnica de impressão 3D conhecida como “sinterização”, onde a areia é convertida em material fundido por meio de raios-X.
MarsOne, uma organização sem fins lucrativos que promete colonizar Marte nas próximas décadas, oferece sua própria opção para proteger os colonos marcianos da radiação. A organização propôs embutir blindagem na nave espacial, veículo e módulo de habitação da missão. No caso de uma explosão solar, se a proteção não for suficiente, eles propõem a criação de um abrigo dedicado à radiação (localizado em um tanque de água oco) dentro de seu Habitat de Trânsito em Marte.
Mas a proposta de mitigação mais drástica envolve reiniciar o núcleo do planeta para restaurar sua magnetosfera. Para fazer isso, precisamos liquefazer o núcleo externo para que ele possa convectar em torno do núcleo interno novamente. A rotação adequada do planeta começará a criar um efeito dínamo e um campo magnético será gerado.
De acordo com Sam Factor, um estudante de graduação do Departamento de Astronomia da Universidade do Texas, existem duas maneiras de fazer isso. O primeiro é detonar uma série de ogivas termonucleares perto do núcleo do planeta, e o segundo é enviar uma corrente elétrica através do planeta, produzindo uma resistência no núcleo que irá aquecer.
Cientistas do National Institute of Synthesis Science (NIFS) do Japão conduziram um estudo em 2008 que considerou a possibilidade de criar um campo magnético artificial ao redor da Terra. Descobrindo que a intensidade do campo magnético caiu 10% nos últimos 150 anos, eles defenderam a criação de anéis supercondutores ao redor do planeta que poderiam compensar perdas futuras.
Com algumas mudanças, esse sistema pode ser adaptado para Marte. Isso criará um campo magnético que pode ajudar a proteger a superfície de algumas das radiações prejudiciais. E se os terraformadores puderem criar uma atmosfera em Marte, esse sistema também a protegerá do vento solar.
Finalmente, um estudo de 2007 realizado por pesquisadores do Instituto de Mineralogia e Petrografia da Suíça mostrou como é o núcleo de Marte. Usando uma câmara de diamante, os cientistas foram capazes de reproduzir as condições de pressão nos sistemas ferro-enxofre e ferro-níquel-enxofre que correspondem ao centro de Marte.
Eles descobriram que às temperaturas do núcleo marciano (cerca de 1227 graus Celsius), o núcleo interno seria líquido, mas o externo seria ligeiramente solidificado. É muito diferente do núcleo terrestre, no qual a solidificação do núcleo interno libera calor, que mantém o núcleo externo derretido, criando um efeito dínamo e um campo magnético.
A ausência de um núcleo interno sólido em Marte significaria que um dia o núcleo externo líquido deveria ter uma fonte de energia diferente. De alguma forma essa fonte secou e o núcleo externo se solidificou, encerrando o efeito dínamo. No entanto, o estudo também mostrou que o resfriamento do planeta poderia levar à solidificação do núcleo no futuro, já que os sólidos ricos em ferro cairiam no centro ou os sulfetos de ferro se cristalizariam no núcleo.
Em outras palavras, o núcleo de Marte pode um dia se tornar sólido aquecendo o núcleo externo e derretendo-o. Combinado com a própria rotação do planeta, isso irá gerar um efeito dínamo que irá mais uma vez acionar o campo magnético do planeta. Se isso for verdade, então a colonização de Marte e uma vida segura nele será uma questão de tempo - será necessário esperar até que o núcleo se cristalize.
Não há outro caminho. Atualmente, a radiação na superfície de Marte é bastante perigosa. Portanto, quaisquer voos futuros para o planeta levarão em conta a proteção contra radiação e as contramedidas. E todos os que ficarem em Marte por muito tempo terão que se enterrar mais profundamente na terra ou se proteger do sol e dos raios cósmicos.
Mas a necessidade é a mãe da invenção, não é? E como precisamos começar a colonizar outros mundos, se quisermos sobreviver como espécie, teremos que recorrer a soluções inovadoras.
ILYA KHEL
