Recentemente, existem muitos planos para o desenvolvimento de Marte e a colocação de bases para astronautas e colonos. Mas se as pessoas realmente quiserem morar lá algum dia, o Planeta Vermelho terá que ser completamente terraformado. O que é necessário para isso? A humanidade sempre sonhou em voar para estrelas distantes, as pessoas queriam viajar no espaço sideral, viver em outros planetas. Recentemente, muito se tem falado e escrito sobre esses voos e as perspectivas de migração humana para outros planetas, foguetes estão sendo construídos e expedições espaciais estão sendo planejadas. Hoje, gostaria de considerar se seremos capazes de transformar Marte em uma nova Terra, como terraformar o Planeta Vermelho e se isso é possível em princípio.
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Existe vida em Marte?
Marte é um planeta que tem estado nas manchetes de notícias e artigos científicos ultimamente. Marte é definitivamente o planeta do sistema solar ao qual prestamos mais atenção. Isto não só porque está bastante próximo da Terra (em comparação com outros planetas), mas também devido às características que o tornam um pouco semelhante ao nosso planeta. Claro, tanto quanto possível em um corpo celeste desprovido de vida, oxigênio na atmosfera e em que tempestades de areia furiosas que cobrem toda a superfície do planeta.
Nas últimas décadas, os cientistas aprenderam muito sobre a evolução de Marte e as condições de sua superfície, o que mudou sua perspectiva. Embora essas condições não sejam muito favoráveis. Agora sabemos que, embora Marte seja atualmente um planeta muito frio, seco e inóspito, nem sempre foi assim. Além disso, os cientistas notaram que, mesmo em sua forma atual, Marte e a Terra têm muito em comum. Em primeiro lugar, os dois planetas são semelhantes em tamanho, inclinação do eixo, estrutura, composição e até mesmo a presença de água em sua superfície. Por esta razão e devido à sua relativa proximidade com a Terra, Marte é considerado o principal candidato para assentamento humano no futuro. Essa perspectiva será possível se for possível transformar as condições do planeta de acordo com as necessidades humanas (terraformação). Apesar das semelhanças mencionadas, a transformação de Marte em um planeta mais adequado à vida humana trará muitas dificuldades. Primeiro, há uma atmosfera muito fina e irrespirável, que consiste em 96% de dióxido de carbono, 1,93% de argônio e 1,89% de nitrogênio, além de vestígios de oxigênio e vapor de água.
No entanto, em vez de recitar fatos enciclopédicos sobre o tamanho e a composição do planeta, é mais interessante olhar para o passado de Marte, pois pode ter sido muito mais parecido com a Terra. Alguns cientistas, com base em dados coletados por sondas e rovers de Marte, sugerem que a água na forma de mares e águas rasas cobria a maior parte do Planeta Vermelho. Mas isso foi provavelmente cerca de 4 bilhões de anos atrás. Desde então, muita coisa mudou, e os cientistas acreditam que uma mudança na atmosfera levou ao desaparecimento da água no planeta. Era uma vez, a atmosfera marciana pode ter tido uma composição diferente e provavelmente era densa o suficiente para suportar um oceano de água líquida.
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Por que a atmosfera marciana mudou tanto?
As gigantescas estruturas de areia observadas na superfície de Marte não têm nada semelhante na Terra e são exclusivas do Planeta Vermelho. O que eles podem nos dizer sobre a antiga atmosfera de Marte? Os cientistas supõem que sua formação foi causada pelo impacto na superfície de ventos e furacões que assolam a fina atmosfera do planeta. Eles criam dunas e rochas características que começaram a se formar há 3,7 bilhões de anos e que estudamos hoje.
Assim, estudar a estrutura da superfície pode ajudar a determinar quando Marte perdeu a maior parte de sua atmosfera. Mas para onde foi a atmosfera? Esta questão é principalmente de interesse para os cientistas. Como Marte é menor que a Terra, sua atração gravitacional é mais fraca e provavelmente não teria sido suficiente para manter a atmosfera do planeta. A radiação solar (ou seja, partículas lançadas do Sol no espaço) provavelmente tirou a maior parte de sua atmosfera de Marte. De fato, a atmosfera marciana ainda continua a diminuir sob a influência dessa radiação.
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Mas ainda há água lá - às vezes até líquida!
Havia e há água em Marte! As rochas cor de ferrugem de Marte, pelas quais também é chamado de "Planeta Vermelho", testemunham um passado cheio de água. Marte é coberto de vales profundos, leitos de rios secos, lagos, pedras lisas - seixos, semelhantes aos formados na Terra em um ambiente onde a água flui. Os cientistas há muito acreditam que o período quente e úmido em Marte foi relativamente curto, mas estudos mostram que sua cobertura de água pode ter existido por muito mais tempo do que se pensava anteriormente. A sonda High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) da órbita de Marte forneceu dados e imagens extremamente precisas da superfície do planeta, graças às quais os pesquisadores analisaram as características de mais de 200 leitos de rios antigos. Com base no tamanho dos canais, sua forma e a idade relativa do terreno circundante, a equipe concluiu que a água fluiu sobre a superfície de Marte entre 3,8 e 2 bilhões de anos atrás.
Um dos rovers que estão na superfície de Marte desde 2012, o Curiosity, já forneceu evidências de que Marte costumava ter água. Usando dados do rover Curiosity, a equipe NASA determinaram que foi a água que causou a deposição de rochas sedimentares na Cratera Gale. As camadas dessas rochas sedimentares formaram a base do maciço montanhoso Sharp, localizado no centro da cratera. Os dados obtidos pelo rover sugerem que entre aproximadamente 3,8 e 3,3 bilhões de anos atrás, havia numerosos riachos e lagos neste local, cujos sedimentos formaram gradualmente as camadas inferiores do Monte Sharp. Ou seja, o preenchimento de pelo menos as camadas inferiores do maciço montanhoso ocorreu durante um período de cerca de 500 milhões de anos.
Esses estudos dão aos cientistas motivos para dizer que a água definitivamente existiu na superfície de Marte e adicionam muitos novos conhecimentos sobre o desenvolvimento de processos evolutivos em Marte, tanto no passado quanto no presente. Hoje, a água em Marte está na forma de gelo sob uma fina camada de solo marciano. Às vezes, quando a temperatura permite (acontece que em Marte sobe para +20 graus Celsius), o gelo derrete localmente e a água líquida escorre pelas encostas rochosas.
No entanto, os cientistas dizem que continuam a verificar os fatos da existência de água em Marte. Ainda não existe uma opinião única sobre o assunto. A questão principal é quais são as razões para a transformação do planeta de úmido e bastante quente para deserto e frio.
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Como Marte pode ser terraformado?
Não faltam ideias para isso. Existem várias propostas de como tornar Marte habitável para colonos humanos. Em 1964, Dandridge M. Cole defendeu a criação de um efeito estufa em Marte. Isso, em sua opinião, pode ser feito se você entregar gelo composto de amônia da parte externa do sistema solar e depois jogá-lo na superfície. Como a amônia (NH3) é um poderoso gás de efeito estufa, sua entrada na atmosfera marciana vai engrossá-la e aumentar a temperatura global. Como a amônia consiste principalmente de nitrogênio, ela também pode preencher a atmosfera com o chamado gás tampão, que, em combinação com o oxigênio, criará uma atmosfera adequada para a respiração humana.
Outro método proposto envolve a redução do albedo (intensidade da reflexão da luz pela superfície do planeta), para o qual a superfície de Marte deve ser coberta com materiais escuros que aumentarão a absorção da luz solar. Isso pode ser qualquer coisa, desde a poeira de Fobos e Deimos (as duas luas rochosas de Marte e os corpos mais escuros do Sistema Solar) até líquenes extremos e plantas escuras. Um dos mais ardentes defensores dessa decisão foi o famoso escritor e cientista Carl Sagan.
Em 1976, a NASA assumiu oficialmente a questão da engenharia planetária. Os cientistas descobriram que organismos fotossintéticos, o derretimento das calotas polares e a liberação de gases de efeito estufa na atmosfera podem ser usados para criar uma atmosfera mais quente e rica em oxigênio.
Em 1993, o fundador da comunidade marciana, Dr. Robert Zubrin, e Christopher P. McKay da NASA escreveram em conjunto o artigo "Requisitos Tecnológicos para Terraformação de Marte". Nele, eles sugeriram o uso de espelhos colocados na órbita do planeta para aquecer diretamente sua superfície. Localizados perto dos polos, esses espelhos podem derreter a camada de gelo e contribuir para o aquecimento global. No mesmo artigo, eles argumentaram que os asteroides coletados no sistema solar poderiam ser redirecionados para atingir a superfície, levantando poeira e aquecendo a atmosfera. Por que você precisa usar foguetes nuclear-elétricos ou nuclear-térmicos para lançar todos os materiais necessários em órbita.
Propostas mais recentes sugerem a criação de estufas vedadas nas quais viverão colônias de cianobactérias e algas produtoras de oxigênio. Em 2014, a NASA Techshot Inc. informou que o trabalho sobre tal conceito já começou.
No futuro, a NASA pretende enviar pequenos recipientes de algas fotossintéticas extremófilas e cianobactérias a bordo de um rover para testar esse processo no ambiente marciano. Se a missão for bem-sucedida, a NASA e a Techshot pretendem construir várias grandes estufas para produzir e coletar oxigênio para futuros voos humanos a Marte, o que reduzirá custos e estenderá as missões, reduzindo a quantidade de oxigênio que deve ser transportada.
Embora esses planos não envolvam engenharia ambiental ou planetária, Eugene Boland (cientista-chefe da Techshot Inc.) acredita que este é um passo na direção certa. Havia também ideias para detonar bombas atômicas na superfície de Marte (Elon Musk já foi um proponente desse conceito), o que criaria uma enorme quantidade de poeira que bloquearia os raios do sol e, assim, aqueceria o planeta.
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Aquecimento global: Marte pode ser aquecido?
Felizmente, ou infelizmente, dependendo de sua perspectiva, nós humanos temos muita experiência em aquecer o planeta. Ao longo de um século de emissões de dióxido de carbono, aumentamos inadvertidamente a temperatura da superfície da Terra por meio de um mecanismo simples de efeito estufa. Nós emitimos dióxido de carbono, que é muito bom para deixar a luz do sol passar e evitar que a radiação de calor escape, então ele age como um enorme cobertor invisível na Terra. O aumento do calor contribui para a evaporação da água do oceano para a atmosfera, que recebe assim outra camada de cobertura, o que aumenta a temperatura, o que, por sua vez, leva à evaporação de ainda mais água e maior aquecimento da atmosfera do planeta.
Se funcionar na Terra, talvez funcione em Marte. A atmosfera de Marte desapareceu quase completamente no espaço, mas o Planeta Vermelho tem enormes reservas de água gelada e dióxido de carbono congelado nas calotas polares e logo abaixo da superfície do planeta.
Se os humanos pudessem de alguma forma aquecer as calotas polares, isso poderia liberar dióxido de carbono suficiente na atmosfera para causar o aquecimento do efeito estufa. Tudo o que teríamos que fazer então seria observar e esperar séculos para que a física fizesse sua parte e tornasse Marte um lugar muito menos agressivo.
Infelizmente, essa ideia simples provavelmente não funcionará. O primeiro problema é o desenvolvimento da tecnologia de aquecimento. Os projetos necessários para fazer isso, desde pilares gigantes até a criação de um enorme espelho espacial que focalizaria mais luz e, portanto, calor, exigem saltos radicais na tecnologia e na fabricação no espaço, muito além das capacidades atuais da humanidade. No caso de um espelho espacial, por exemplo, precisaríamos extrair cerca de 200 toneladas de alumínio em algum lugar do espaço, enquanto hoje podemos extrair... bem, zero toneladas de alumínio no espaço.
Gradualmente vem a dolorosa percepção de que não há CO2 suficiente em Marte para causar uma tendência de aquecimento. Atualmente, a pressão atmosférica em Marte não excede um por cento da pressão atmosférica da Terra. Se pudéssemos evaporar cada molécula de CO2 e H2O em Marte na atmosfera, a pressão no Planeta Vermelho seria... 2% da pressão atmosférica na Terra.
Seria preciso o dobro da pressão atmosférica para evitar que o suor fervesse na pele e dez vezes mais para evitar que uma pessoa precisasse de um traje espacial. E não estamos falando da falta de oxigênio.
Para resolver o problema da falta de gases de efeito estufa prontamente disponíveis, existem várias propostas radicais. Talvez para isso você possa usar plantas que emitem clorofluorcarbonos, que são gases de efeito estufa realmente agressivos. Ou poderíamos atrair alguns cometas ricos em amônia do sistema solar externo. A amônia é um excelente gás de efeito estufa e, eventualmente, se decompõe em nitrogênio inofensivo, que compõe a maior parte da nossa atmosfera.
Supondo que possamos superar os desafios tecnológicos associados a essas propostas, resta um obstáculo colossal: a ausência de um campo magnético. Se não protegermos Marte com um campo magnético, cada molécula que entrar na atmosfera será levada pelo vento solar.
Não será fácil. Existem muitas soluções criativas. Podemos ser capazes de construir um enorme eletroímã no espaço para desviar o vento solar. Ou seria possível cingir Marte com um supercondutor e criar uma magnetosfera artificial. É claro que estamos muito longe de implementar pelo menos uma dessas soluções. Então, seremos capazes de terraformar Marte no futuro e torná-lo mais hospitaleiro? Claro, do ponto de vista científico é possível - não temos leis fundamentais da física que impeçam isso...
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Por que todos esses cientistas?
Existem ainda mais cenários para a terraformação de Marte, mas a grande questão é por que estamos realmente pensando nisso? Além da perspectiva de aventura e da ideia de que a humanidade está revivendo uma era de exploração espacial ousada, existem várias razões pelas quais Marte está sendo proposto para terraformar. Primeiro, há o medo de que o impacto da humanidade no planeta Terra tenha consequências desastrosas e que teremos que criar um "site de backup" se quisermos sobreviver a longo prazo. Sem falar nos benefícios diretos que o desenvolvimento da ciência e da tecnologia pode trazer para todos. Outras razões são a possibilidade de expandir nossa base de recursos e se tornar uma civilização que não precisa temer o esgotamento dos recursos. Uma colônia em Marte permitirá a mineração no Planeta Vermelho, onde minerais e água gelada são abundantes e podem ser usados. Uma base em Marte também poderia servir como ponto de partida para o uso do cinturão de asteróides, o que nos daria acesso à quantidade certa de minerais para tê-los em abundância quase para sempre.
Deixando de lado a questão óbvia da vontade humana e os custos verdadeiramente astronômicos, é preciso entender que tais tentativas continuarão enquanto a humanidade existir. Como a NASA relatou no artigo de 1976 acima mencionado: “Nenhum limite fundamental e intransponível para a capacidade de Marte de apoiar o ecossistema da Terra foi identificado. A falta de uma atmosfera contendo oxigênio impediria os humanos de viver em Marte sem ação prévia. A forte radiação ultravioleta existente na superfície é um sério obstáculo adicional. A criação de uma atmosfera adequada contendo oxigênio em Marte pode ser alcançada com a ajuda de organismos fotossintéticos. No entanto, o tempo necessário para criar tal atmosfera pode ser até... vários milhões de anos."
Ao mesmo tempo, os cientistas concordam que esse período pode ser drasticamente reduzido pela criação de organismos extremófilos especialmente adaptados ao ambiente hostil de Marte, criando um efeito estufa e derretendo as calotas polares. No entanto, o tempo necessário para a transformação de Marte provavelmente ainda será de séculos ou milênios. No entanto, nada nos impede de iniciar este processo agora, caso surja a oportunidade. Os benefícios científicos e tecnológicos, que surgirão como resultado da preparação e do trabalho preliminar, podem ser enormes.
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