p A ideia de terraformar Marte - também conhecido como "Gêmeo da Terra" - é uma ideia fascinante. Entre o derretimento das calotas polares, criando lentamente uma atmosfera, e, em seguida, projetar o ambiente para ter folhagem, rios, e corpos d'água parados, há o suficiente para inspirar qualquer pessoa! Mas quanto tempo levaria tal empreendimento, o que isso nos custaria, e é realmente um uso eficaz de nosso tempo e energia? p Essas foram as questões tratadas por dois artigos apresentados no "Planetary Science Vision 2050 Workshop" da NASA na semana passada (segunda, 27 de fevereiro - quarta, 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 a ideia de terraformação por completo e apresenta uma alternativa.

p O primeiro artigo foi produzido por Aaron Berliner, da Universidade da Califórnia, Berkeley, e Chris McKay da Divisão de Ciências Espaciais do NASA Ames Research Center. Em seu jornal, os dois pesquisadores apresentam uma linha do tempo para a terraformação de Marte, que inclui uma fase de aquecimento e uma fase de oxigenação, bem como todas as etapas necessárias que precedem e se seguem.

p Como eles afirmam na introdução do artigo:

p "O Terraforming Marte pode ser dividido em duas fases. A primeira fase é o aquecimento do planeta da temperatura média atual da superfície de -60 ° C para um valor próximo à temperatura média da Terra de + 15 ° C, e recriando uma atmosfera densa de CO². Esta 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 aos humanos e outros grandes mamíferos respirar normalmente. Esta fase de oxigenação é relativamente difícil e levaria 100, 000 anos ou mais, a menos que se postule um avanço tecnológico. "

p Antes que eles possam começar, Berliner e McKay reconhecem que certos passos de "pré-terraformação" precisam ser dados. Isso inclui a investigação do 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 em solo marciano. Como eles explicam, tudo isso é a chave para a praticidade de fazer uma biosfera em Marte.

p Até aqui, a evidência disponível aponta para todos os três elementos existentes em abundância em Marte. Embora a maior parte da água de Marte esteja atualmente na forma de gelo nas regiões polares e calotas polares, há o suficiente lá 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 ao nível do mar na Terra.

p O nitrogênio também é um requisito fundamental para a vida e constituinte necessário de uma atmosfera respirável, e dados recentes do Curiosity Rover indicam que os nitratos são responsáveis ​​por ~ 0,03% em massa do solo em Marte, o que é encorajador para terraformação. Além disso, os cientistas precisarão lidar com certas questões éticas relacionadas a como a formação de terra pode impactar Marte.

p Por exemplo, se existe atualmente alguma vida em Marte (ou vida que poderia ser revivida), isso representaria um dilema ético inegável para os colonos humanos - especialmente se esta vida estiver relacionada à vida na Terra. Como eles explicam:

p "Se a vida marciana está relacionada à vida na Terra - possivelmente devido à troca de meteoritos - então a situação é familiar, e questões de que outros tipos de vida na Terra introduzir e quando devem ser abordadas. Contudo, se a vida marciana não está relacionada com a vida na Terra e representa claramente uma segunda gênese da vida, em seguida, são levantadas questões técnicas e éticas significativas. "

p Para interromper a Fase Um - "A Fase de Aquecimento" - sucintamente, os autores abordam um assunto familiar para nós hoje. Essencialmente, estamos alterando nosso próprio clima aqui na Terra, introduzindo CO² e "super gases do efeito estufa" na atmosfera, 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, pode ser reaproveitado para aquecer deliberadamente o meio ambiente.

p "O prazo para o aquecimento de Marte após um esforço concentrado de superprodução de gases de efeito estufa é curto, apenas 100 anos ou mais, "eles afirmam." Se todo o incidente solar em Marte fosse capturado com 100% de eficiência, então Marte atingiria temperaturas semelhantes às da Terra em cerca de 10 anos. Contudo, a eficiência do efeito estufa é plausivelmente cerca de 10%, portanto, o tempo que levaria para aquecer Marte seria de aproximadamente 100 anos. "

p Uma vez que esta atmosfera densa foi criada, a próxima etapa envolve convertê-lo em algo respirável para os humanos - onde os níveis de O² seriam o equivalente a cerca de 13% da pressão atmosférica ao nível do mar aqui na Terra e os níveis de CO² seriam inferiores a 1%. Esta fase, conhecida como "fase de oxigenação", levaria muito mais tempo. Mais uma vez, eles se voltam para um exemplo terrestre para mostrar como tal processo poderia funcionar.

p Aqui na Terra, eles afirmam, os altos níveis de gás oxigênio (O²) e os baixos níveis de CO² são devidos à fotossíntese. Essas reações dependem da energia do sol para converter água e dióxido de carbono em biomassa - o que é representado pela equação H²O + CO² =CH²O + O². Como eles ilustram, este processo levaria entre 100, 000 e 170, 000 anos:

p "Se toda a luz solar incidente em Marte fosse aproveitada 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 pode transformar H²O e CO² em biomassa e O² é muito menor que 100%. O único exemplo que temos de um processo que pode alterar globalmente o CO² e o O² de uma planta inteira é a biologia global. Na Terra, a eficiência da biosfera global em usar a luz solar para produzir biomassa e O2 é de 0,01%. Assim, a escala de tempo para a produção de uma atmosfera rica em O² em Marte é 10, 000 x 17 anos, ou ~ 170, 000 anos. "

p Contudo, eles fazem concessões para a biologia sintética e outras biotecnologias, que eles afirmam poder aumentar a eficiência e reduzir a escala de tempo para 100 sólidos, 000 anos. Além disso, se os seres humanos pudessem utilizar a fotossíntese natural (que tem uma eficiência comparativamente alta de 5%) em todo o planeta - ou seja, plantando folhagens em todo o planeta - então a escala de tempo poderia ser reduzida para alguns séculos.

p Finalmente, eles descrevem as etapas que precisam ser seguidas 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 podem examinar os processos envolvidos, uma iniciativa para criar organismos sintéticos para Marte, um meio de testar técnicas de formação de terra em um ambiente limitado, e um acordo planetário que estabeleceria restrições e proteções.

p Citando Kim Stanley Robinson, autor da Red Mars Trilogy, (o trabalho seminal de ficção científica sobre a terraformação de Marte), eles lançam um apelo à ação. Abordando quanto tempo levará o processo de terraformação de Marte, eles afirmam que "podemos muito bem começar agora".

p Para isso, Valeriy Yakovlev - astrofísico e hidrogeologista do Laboratório de Qualidade da Água em Kharkov, Ucrânia - oferece uma visão divergente. Em seu jornal, "Mars Terraforming - o caminho errado", ele defende a criação de biosferas espaciais na Órbita Terrestre Baixa que dependeria da gravidade artificial (como um Cilindro O'Neill) para permitir que os humanos se acostumassem à vida no espaço.

p Olhando para um dos maiores desafios da colonização do espaço, Yakovlev aponta como a vida em corpos como a Lua ou Marte pode ser perigosa para os colonos humanos. Além de ser vulnerável à radiação solar e cósmica, os colonos teriam que lidar com uma gravidade substancialmente mais baixa. No caso da Lua, isso seria cerca de 0,165 vezes o que os humanos experimentam aqui na Terra (também conhecido como 1 g), enquanto em Marte seria cerca de 0,376 vezes.

p Os efeitos de 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 isso poderia ser mitigado (que incluem medicamentos e centrífugas), Yakovlev aponta como eles provavelmente seriam ineficazes:

p “A esperança para o desenvolvimento do medicamento não cancelará a degradação física dos músculos, ossos e todo o organismo. A reabilitação em centrífugas é uma solução menos conveniente em comparação com a biosfera da nave, onde é possível fornecer uma imitação substancialmente constante da gravidade normal e do complexo de proteção de quaisquer influências prejudiciais do ambiente espacial. Se o caminho da exploração espacial é criar uma colônia em Marte e, além disso, as tentativas subsequentes de terraformar o planeta, levará à perda injustificada de tempo e dinheiro e aumentará os riscos conhecidos da civilização humana. "

p Além disso, ele aponta para os desafios de criar o ambiente ideal para os indivíduos que vivem no espaço. Além de simplesmente criar melhores veículos 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 habitações que sejam ótimas em termos de tamanho, estabilidade, e conforto.

p Diante disso, Yakolev apresenta o que considera serem as perspectivas mais prováveis ​​para a saída da humanidade para o espaço entre agora e 2030. Isso incluirá a criação das primeiras biosferas espaciais com gravidade artificial, que levará a desenvolvimentos importantes em termos de tecnologia de materiais, sistemas de suporte de vida, e os sistemas robóticos e infraestrutura necessários para instalar e atender habitats em Low Earth Orbit (LEO).

p Esses habitats podem ser atendidos graças à criação de espaçonaves robóticas que podem coletar recursos de corpos próximos - como a Lua e os Objetos Próximos à Terra (NEOs). Este conceito não apenas removeria a necessidade de proteções planetárias - ou seja, preocupações com a contaminação da biosfera de Marte (assumindo a presença de vida bacteriana), também permitiria que os seres humanos se acostumassem ao espaço de forma mais gradual.

p Como Yakovlev disse à Universe Today por e-mail, as vantagens para os habitats espaciais podem ser divididas em quatro pontos:

p "1. Esta é uma forma universal de dominar os espaços infinitos do Cosmos, tanto no Sistema Solar quanto fora dele. Não precisamos de superfícies para instalar casas, mas recursos que os robôs fornecerão de planetas e satélites. 2. A possibilidade de criar um habitat o mais próximo possível do berço terrestre permite escapar da inevitável degradação física sob uma gravidade diferente. É mais fácil criar um campo magnético de proteção.

p "3. A transferência entre mundos e fontes de recursos não será uma expedição perigosa, mas uma vida normal. É bom para marinheiros sem família? 4. A probabilidade de morte ou degradação da humanidade como resultado da catástrofe global é significativamente reduzida, como 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 lunar. Dr. Stephen William Hawking está certo, uma pessoa não tem muito tempo. "

p E com habitats espaciais no lugar, algumas pesquisas cruciais poderiam começar, incluindo pesquisas médicas e biológicas que envolveriam as primeiras crianças nascidas no espaço. Também facilitaria o desenvolvimento de ônibus espaciais confiáveis ​​e tecnologias de extração de recursos, que será útil para o assentamento de outros corpos - como a Lua, Marte, e até exoplanetas.

p Em última análise, Yakolev acredita que a biosfera espacial também pode ser realizada 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 acredita que grande parte da infraestrutura necessária já está instalada (ou em desenvolvimento).

p “Depois de superarmos a inércia de pensar +20 anos, a 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 nas lendas como um todo ... Como resultado, a formação de terra será cancelada. E a conferência subsequente abrirá o caminho para uma verdadeira exploração do Cosmos. Tenho orgulho de estar no mesmo planeta que Elon Reeve Musk. Seus mísseis serão úteis para levantar projetos para a primeira biosfera das fábricas lunares. Esta é uma forma próxima e direta de conquistar o Cosmos. "

p Com cientistas e empreendedores da NASA como Elon Musk e Bas Landorp procurando colonizar Marte em um futuro próximo, e outras empresas aeroespaciais comerciais que desenvolvem LEO, o tamanho e a forma do futuro da humanidade no espaço são difíceis de prever. Talvez possamos decidir em conjunto sobre um caminho que nos leva à Lua, Marte, e além. Talvez veremos nossos melhores esforços direcionados ao espaço próximo à Terra.

p Ou talvez nos veremos indo em várias direções ao mesmo tempo. Considerando que alguns grupos defendem a criação de habitats espaciais em LEO (e mais tarde, em outras partes do Sistema Solar) que dependem da gravidade artificial e de naves espaciais robóticas que mineram asteróides em busca de materiais, outros se concentrarão no estabelecimento de postos avançados em corpos planetários, com o objetivo de transformá-los em "novas Terras".

p Entre eles, podemos esperar que os humanos comecem a desenvolver um grau de "especialização espacial" neste século, o que certamente será útil quando começarmos a expandir ainda mais os limites da exploração e da colonização.