A idéia de terraformar Marte - também conhecido como "Gêmeo da Terra" - é uma ideia fascinante. Entre derreter as calotas polares, criar lentamente uma atmosfera e depois projetar o ambiente para ter folhagem, rios e massas de água, há o suficiente para inspirar praticamente qualquer pessoa! Mas quanto tempo levaria esse esforço, quanto nos custaria, e é realmente um uso eficaz de nosso tempo e energia?
Essas foram as questões tratadas por dois trabalhos apresentados no “Planetary Science Vision 2050 Workshop” da NASA na semana passada (segunda-feira, 27 de fevereiro - quarta-feira, 1º de março). O primeiro, intitulado "The Terraforming Timeline", apresenta um plano abstrato para transformar o Planeta Vermelho em algo verde e habitável. O segundo, intitulado “Mars Terraforming - The Wrong Way”, rejeita completamente a idéia de terraformação e apresenta uma alternativa.
O artigo anterior foi produzido por Aaron Berliner, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e Chris McKay, da Divisão de Ciências Espaciais do Centro de Pesquisa Ames da NASA. Em seu trabalho, os dois pesquisadores apresentam uma linha do tempo para a terraformação de Marte, que inclui uma fase de aquecimento e uma fase de oxigenação, além de todas as etapas necessárias que precedem e seguem.
Como afirmam na introdução do artigo:
“Terraforming Marte pode ser dividido em duas fases. A primeira fase é aquecer o planeta da atual temperatura média da superfície de -60 ° C para um valor próximo da temperatura média da Terra para + 15 ° C e recriar uma atmosfera espessa de CO². Essa fase de aquecimento é relativamente fácil e rápida e pode levar cerca de 100 anos. A segunda fase está produzindo níveis de O² na atmosfera que permitiriam que humanos e outros mamíferos grandes respirassem normalmente. Essa fase de oxigenação é relativamente difícil e levaria 100.000 anos ou mais, a menos que se postule uma inovação tecnológica. ”
Antes que eles possam começar, Berliner e McKay reconhecem que certas medidas de "pré-terraformação" precisam ser tomadas. Isso inclui investigar o ambiente de Marte para determinar os níveis de água na superfície, o nível de dióxido de carbono na atmosfera e na forma de gelo nas regiões polares e a quantidade de nitratos no solo marciano. Como eles explicam, tudo isso é essencial para a praticidade de criar uma biosfera em Marte.
Até agora, as evidências disponíveis apontam para os três elementos existentes em abundância em Marte. Enquanto a maior parte da água de Marte está atualmente na forma de gelo nas regiões polares e calotas polares, há o suficiente para suportar um ciclo da água - completo com nuvens, chuva, rios e lagos. Enquanto isso, algumas estimativas afirmam que existe CO2 suficiente na forma de gelo nas regiões polares para criar uma atmosfera igual à pressão do nível do mar na Terra.
O nitrogênio também é um requisito fundamental para a vida e constituinte necessário de uma atmosfera respirável, e dados recentes da Curiosity Rover indicam que os nitratos representam ~ 0,03% em massa do solo em Marte, o que é encorajador para a terraformação. Além disso, os cientistas precisarão abordar certas questões éticas relacionadas a como a terraformação pode afetar Marte.
Por exemplo, se atualmente houver vida em Marte (ou vida que possa ser revivida), isso apresentaria um dilema ético inegável para os colonos humanos - especialmente se essa vida estiver relacionada à vida na Terra. Como eles explicam:
“Se a vida marciana está relacionada à vida na Terra - possivelmente devido à troca de meteoritos -, a situação é familiar e questões de que outros tipos de vida na Terra devem ser introduzidos e quando devem ser abordados. No entanto, se a vida marciana não está relacionada à vida na Terra e representa claramente uma segunda gênese da vida, surgem importantes questões técnicas e éticas. ”
Para acabar com a Fase Um - "A Fase de Aquecimento" - sucintamente, os autores abordam uma questão familiar para nós hoje. Essencialmente, estamos alterando nosso próprio clima aqui na Terra, introduzindo CO² e "super gases de efeito estufa" na atmosfera, o que está aumentando a temperatura média da Terra a uma taxa de muitos graus centígrados por século. E, embora isso não tenha sido intencional na Terra, em Marte, poderia ser redefinido para aquecer deliberadamente o meio ambiente.
"O prazo para o aquecimento de Marte após um esforço concentrado de produção de super gases de efeito estufa é curto, apenas 100 anos ou mais", afirmam eles. “Se todo o incidente solar em Marte fosse capturado com 100% de eficiência, Marte aqueceria para temperaturas semelhantes à da Terra em cerca de 10 anos. No entanto, a eficiência do efeito estufa é plausivelmente de cerca de 10%, portanto, o tempo que levaria para aquecer Marte seria de aproximadamente 100 anos. ”
Uma vez criada essa atmosfera espessa, o próximo passo envolve convertê-la em algo respirável para os seres humanos - onde os níveis de O² seriam equivalentes a cerca de 13% da pressão do ar ao nível do mar aqui na Terra e os níveis de CO2 seriam inferiores a 1%. Essa fase, conhecida como "Fase de Oxigenação", levaria consideravelmente mais tempo. Mais uma vez, eles se voltam para um exemplo terrestre para mostrar como esse processo poderia funcionar.
Aqui na Terra, eles afirmam, os altos níveis de gás oxigênio (O²) e baixos níveis de CO² são devidos à fotossíntese. Essas reações dependem da energia do sol para converter água e dióxido de carbono em biomassa - que é representada pela equação H²O + CO² = CH²O + O². Como ilustram, esse processo levaria entre 100.000 e 170.000 anos:
“Se todo o incidente da luz solar em Marte fosse aproveitado com 100% de eficiência para realizar essa transformação química, levaria apenas 17 anos para produzir altos níveis de O². No entanto, a provável eficiência de qualquer processo que possa transformar H²O e CO² em biomassa e O² é muito inferior a 100%. O único exemplo que temos de um processo que pode alterar globalmente o CO² e O² de uma planta inteira é a biologia global. Na Terra, a eficiência da biosfera global no uso da luz solar para produzir biomassa e O2 é de 0,01%. Portanto, o prazo para produzir uma atmosfera rica em O² em Marte é de 10.000 x 17 anos, ou aproximadamente 170.000 anos. ”
No entanto, eles fazem concessões para a biologia sintética e outras biotecnologias, que eles alegam que podem aumentar a eficiência e reduzir o prazo para 100.000 anos. Além disso, se os seres humanos pudessem utilizar a fotossíntese natural (que possui uma eficiência comparativamente alta de 5%) em todo o planeta - ou seja, plantar folhagem em todo Marte -, a escala de tempo poderia ser reduzida para até alguns séculos.
Finalmente, eles descrevem as etapas que precisam ser tomadas para fazer a bola rolar. Essas etapas incluem a adaptação de missões robóticas atuais e futuras para avaliar os recursos marcianos, modelos matemáticos e computacionais que poderiam examinar os processos envolvidos, uma iniciativa para criar organismos sintéticos para Marte, um meio de testar técnicas de terraformação em um ambiente limitado e um acordo planetário que estabeleceria restrições e proteções.
Citando Kim Stanley Robinson, autor da Trilogia Red Mars, (o trabalho seminal de ficção científica sobre a terraformação de Marte), eles emitem um apelo à ação. Dirigindo quanto tempo levará o processo de terraformação de Marte, eles afirmam que "é melhor começarmos agora".
Para isso, Valeriy Yakovlev - astrofísico e hidrogeólogo do Laboratório de Qualidade da Água em Kharkov, Ucrânia - oferece uma visão divergente. Em seu artigo, "Mars Terraforming - The Wrong Way", ele defende a criação de biosferas espaciais na órbita baixa da terra, que dependem da gravidade artificial (como um cilindro O'Neill) para permitir que os humanos se acostumem à vida. espaço.
Olhando para um dos maiores desafios da colonização espacial, Yakovlev aponta como a vida em corpos como a Lua ou Marte pode ser perigosa para os colonos humanos. Além de vulneráveis à radiação solar e cósmica, os colonos teriam que lidar com uma gravidade substancialmente mais baixa. No caso da Lua, isso seria aproximadamente 0,165 vezes o que os humanos experimentam aqui na Terra (também conhecido como 1 g), enquanto em Marte seria aproximadamente 0,376 vezes.
Os efeitos a longo prazo disso não são conhecidos, mas é claro que incluiria degeneração muscular e perda óssea. Olhando mais longe, não está totalmente claro quais seriam os efeitos para as crianças que nasceram em qualquer um dos ambientes. Abordando as maneiras pelas quais eles poderiam ser mitigados (que incluem remédios e centrífugas), Yakovlev aponta como eles provavelmente seriam ineficazes:
“A esperança para o desenvolvimento do medicamento não anula a degradação física dos músculos, ossos e todo o organismo. A reabilitação em centrífugas é uma solução menos conveniente em comparação com a biosfera do navio, onde é possível fornecer uma imitação substancialmente constante da gravidade normal e do complexo de proteção de quaisquer influências nocivas do ambiente espacial. Se o caminho da exploração espacial for criar uma colônia em Marte e, além disso, as tentativas subseqüentes de terraformar o planeta, isso levará à perda injustificada de tempo e dinheiro e aumentará os riscos conhecidos da civilização humana. ”
Além disso, ele aponta para os desafios de criar o ambiente ideal para as pessoas que vivem no espaço. Além de simplesmente criar veículos melhores e desenvolver os meios para obter os recursos necessários, há também a necessidade de criar o ambiente espacial ideal para as famílias. Essencialmente, isso requer o desenvolvimento de uma moradia ideal em termos de tamanho, estabilidade e conforto.
À luz disso, Yakolev apresenta o que considera as perspectivas mais prováveis de saída da humanidade para o espaço entre agora e 2030. Isso incluirá a criação das primeiras biosferas espaciais com gravidade artificial, o que levará a desenvolvimentos importantes em termos de materiais tecnologia, sistemas de suporte à vida e sistemas robóticos e infraestrutura necessários para instalar e atender habitats na órbita baixa da terra (LEO).
Esses habitats poderiam ser reparados graças à criação de naves espaciais robóticas que poderiam coletar recursos de corpos próximos - como a Lua e os objetos próximos à terra (NEOs). Esse conceito não apenas eliminaria a necessidade de proteções planetárias - ou seja, preocupações com a contaminação da biosfera de Marte (assumindo a presença de vida bacteriana), mas também permitiria que os seres humanos se acostumassem ao espaço mais gradualmente.
Como Yakovlev disse à Space Magazine por e-mail, as vantagens para os habitats espaciais podem ser divididas em quatro pontos:
1. Esta é uma maneira universal de dominar os espaços infinitos do Cosmos, tanto no Sistema Solar quanto fora dele. Não precisamos de superfícies para instalar casas, mas de recursos que os robôs fornecerão de planetas e satélites. 2. A possibilidade de criar um habitat o mais próximo possível do berço da terra permite escapar da inevitável degradação física sob uma gravidade diferente. É mais fácil criar um campo magnético protetor.
"3. A transferência entre mundos e fontes de recursos não será uma expedição perigosa, mas uma vida normal. É bom para os marinheiros sem suas famílias? 4. A probabilidade de morte ou degradação da humanidade como resultado da catástrofe global é significativamente reduzida, pois a colonização dos planetas inclui reconhecimento, entrega de mercadorias, transporte de pessoas - e isso é muito mais longo do que a construção da biosfera na órbita da lua. O Dr. Stephen William Hawking está certo, uma pessoa não tem muito tempo. ”
E com os habitats espaciais instalados, algumas pesquisas muito cruciais poderiam começar, incluindo pesquisas médicas e biológicas que envolveriam os primeiros filhos nascidos no espaço. Também facilitaria o desenvolvimento de ônibus espaciais confiáveis e tecnologias de extração de recursos, que serão úteis para o assentamento de outros corpos - como a Lua, Marte e até exoplanetas.
Por fim, Yakolev pensa que as biosferas espaciais também podem ser realizadas dentro de um prazo razoável - ou seja, entre 2030 e 2050 - o que simplesmente não é possível com a terraformação. Citando a crescente presença e poder do setor espacial comercial, Yakolev também acreditava que grande parte da infraestrutura necessária já está em vigor (ou em desenvolvimento).
“Depois que superarmos a inércia de pensar +20 anos, na biosfera experimental (como o assentamento na Antártica com relógios), em 50 anos a primeira geração de crianças nascidas no Cosmos crescerá e a Terra diminuirá, porque entrará no lendas como um todo ... Como resultado, a terraformação será cancelada. E a conferência subsequente abrirá o caminho para uma exploração real do Cosmos. Tenho orgulho de estar no mesmo planeta que Elon Reeve Musk. Seus mísseis serão úteis para levantar projetos das fábricas lunares para a primeira biosfera. Esta é uma maneira próxima e direta de conquistar o Cosmos. ”
Com cientistas e empresários da NASA, como Elon Musk e Bas Landorp, tentando colonizar Marte em um futuro próximo, e outras empresas aeroespaciais comerciais que desenvolvem LEO, é difícil prever o tamanho e a forma do futuro da humanidade no espaço. Talvez decidamos em conjunto um caminho que nos leva à Lua, Marte e além. Talvez veremos nossos melhores esforços direcionados para o espaço próximo à Terra.
Ou talvez nos vejamos partindo em várias direções ao mesmo tempo. Enquanto alguns grupos advogam a criação de habitats espaciais no LEO (e mais tarde em outros lugares do Sistema Solar) que dependem de gravidade artificial e naves espaciais robóticas que extraem asteróides de materiais, outros se concentrarão em estabelecer postos avançados em corpos planetários, com o objetivo de transformá-los em "Novas terras".
Entre eles, podemos esperar que os humanos comecem a desenvolver um certo grau de "conhecimento espacial" neste século, o que certamente será útil quando começarmos a empurrar ainda mais os limites da exploração e colonização!
