Se a humanidade quiser viver por muito tempo, talvez tenhamos que colonizar outros planetas. Ou nós mesmos tornaremos a Terra inabitável ou ela simplesmente terá um fim natural e não será capaz de sustentar a vida - um dia seremos forçados a procurar um novo lar.
Filmes de Hollywood como The Martian e Interstellar nos dão uma ideia do que pode estar reservado para nós. Marte é de longe o planeta mais habitável de nosso sistema solar. No entanto, existem milhares de exoplanetas orbitando outras estrelas que poderiam substituir a nossa Terra. De quais tecnologias precisamos para tornar isso possível?
Já temos uma colônia espacial - a Estação Espacial Internacional (ISS). Porém, está localizado a apenas 350 km da Terra e a tripulação de seis, que está lá, precisa fornecer recursos constantemente. A maioria das tecnologias desenvolvidas para a ISS, como proteção contra radiação, reciclagem de água e ar e coleta de energia solar, certamente estará disponível para futuros assentamentos espaciais. No entanto, a criação de uma colônia espacial permanente na superfície de outro planeta ou lua pode causar muitos novos problemas.
Habitat não natural
O principal requisito para um assentamento humano é um habitat - um ambiente isolado que pode manter a pressão do ar, sua composição (quantidade de oxigênio) e temperatura, e proteger os residentes da radiação. É provável que isso seja relativamente difícil de conseguir.
Lançar objetos grandes e pesados no espaço é caro e difícil. As naves espaciais dos dias das missões Apollo, que consistiam em vários módulos capazes de se destacar e acoplar, eram enviadas ao espaço em pedaços e montadas por astronautas. No entanto, dado o impressionante progresso no controle autônomo, as peças poderão ser montadas de forma independente. Hoje, manobras como o acoplamento da Apollo são realizadas de forma totalmente automática.
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Caixas 3D
Como alternativa, você pode levar um pequeno conjunto de ferramentas da Terra com você e criar um habitat usando recursos colhidos localmente. Em particular, as impressoras 3D podem ser usadas para transformar minerais do solo local em estruturas físicas. Aliás, isso já começou a ser visto como uma possibilidade. A empresa privada Planetary Resources demonstrou como a impressão 3D funciona usando um asteróide rico em metal que foi encontrado na Terra no local do impacto. A NASA instalou uma impressora 3D na ISS para mostrar que ela pode ser usada em gravidade zero como um método potencial para fazer componentes para espaçonaves no espaço.
Água como ingrediente vital
Uma vez que o habitat esteja construído, a colônia exigirá um suprimento constante de água, oxigênio, energia e alimentos para sustentar seus habitantes. Isso será necessário caso a colônia não seja construída em um planeta idílico como a Terra em termos de abundância de recursos. A água, como sabemos, é a base da vida. Também pode ser usado para fazer combustível ou proteger contra radiação radioativa.
O primeiro assentamento terá que levar uma certa quantidade de água com eles e, em seguida, descartar todos os resíduos líquidos. Isso já é praticado no ISS, onde não se perde uma gota de líquido (água após a lavagem, suor, lágrimas ou mesmo urina). Além disso, a colônia pode ter que extrair água das reservas subterrâneas que podem existir em Marte, ou do gelo que pode ser encontrado abaixo da superfície de alguns asteróides.
A água também serve como fonte de oxigênio. Na ISS, o oxigênio é gerado por um processo conhecido como eletrólise para separar o oxigênio do hidrogênio na água. A NASA também está trabalhando para desenvolver métodos para recuperar o oxigênio da atmosfera por meio de subprodutos como o dióxido de carbono, que expiramos quando respiramos.
Produção de energia
A produção de energia é provavelmente o aspecto tecnológico da criação de colônias para o qual estamos mais bem preparados graças aos painéis fotovoltaicos (painéis solares). Porém, dependendo da localização da colônia no planeta, podemos precisar aprimorar essa tecnologia. À distância da Terra, podemos obter cerca de 470 V de eletricidade para cada metro quadrado de painéis solares. Este número será menor na superfície de Marte porque está localizado 50% mais distante do Sol do que a Terra, e tem uma atmosfera densa que protege parcialmente a luz solar.
Em particular, tempestades de areia ocorrem periodicamente na atmosfera de Marte, que são conhecidas por serem problemáticas. A areia limita ainda mais a quantidade de luz recebida e também pode se acumular e cobrir os painéis. No entanto, a solução para este problema já está sendo tratada atualizando os rovers existentes que são enviados a Marte. Por exemplo, os dois rovers de Marte da NASA, Spirit e Opportunity, foram projetados para 90 dias de operação, mas mais de 12 anos depois, eles ainda estão operacionais. Também foi descoberto que o vento marciano limpa periodicamente a poeira dos painéis.
Hidroponia
A colônia deve ser autossustentável para que, mesmo sem o Replicador de Star Trek, a agricultura seja de grande importância para a produção de alimentos. As colheitas também podem ser usadas para converter o dióxido de carbono no ar em oxigênio respirável. Cultivar plantas na Terra não é tão difícil porque elas se adaptaram a esse ambiente por milhares de anos. No entanto, cultivar frutas e vegetais no espaço ou em outro planeta não é tão fácil.
Temperatura, pressão, umidade, níveis de dióxido de carbono, composição do solo e gravidade afetam a sobrevivência e o crescimento das plantas, em vários graus em uma variedade de espécies. Vários estudos e experimentos estão em andamento para cultivar plantas em câmaras controladas que imitam o ambiente de uma colônia espacial. A hidroponia é uma solução possível para esse problema, como foi demonstrado na Terra com rabanete, alface e cebolinha. A hidroponia envolve o cultivo de plantas em um fluido rico em nutrientes, sem solo.
Mudança do clima
O requisito final para uma colônia espacial é um clima adequado para a vida. A composição da atmosfera e do clima em outros corpos celestes é muito diferente da Terra. Não há atmosfera na Lua ou asteróides e, em Marte, a atmosfera é principalmente dióxido de carbono. Aqui, as temperaturas da superfície variam de 20 ° C até -153 ° C nos pólos durante o inverno, e a pressão do ar é de apenas 0,6% da da Terra. Nessas condições, os assentados serão obrigados a viver em habitats isolados, fora dos quais só será possível com o uso de trajes espaciais.
Podemos criar vida em Marte?
Alternativamente, podemos mudar o clima do planeta em grande escala. A “geoengenharia” já está sendo estudada como forma de responder às mudanças climáticas da Terra. Isso requer um enorme esforço, mas métodos semelhantes podem ser estendidos e aplicados, por exemplo, a outros planetas como Marte.
Soluções potenciais também são organismos modificados pela bioengenharia que podem converter dióxido de carbono na atmosfera em oxigênio, ou escurecer as calotas polares de Marte para reduzir a quantidade de luz solar que refletem e, assim, aumentar as temperaturas da superfície. Além disso, a criação de um grande espelho solar orbital ajudará a refletir a luz do sol para regiões específicas, como os pólos, para aumentos localizados de temperatura. Alguns acreditam que essas mudanças relativamente pequenas na temperatura podem afetar as mudanças climáticas, criando uma pressão atmosférica muito mais alta. Este poderia ser o primeiro passo para a terraformação de Marte.
