NASA, junto com a Agência Espacial Europeia, está desenvolvendo uma campanha para devolver as amostras de Marte à Terra.

Em 1 de setembro, O rover Perseverance da NASA desenrolou seu braço, colocou uma broca na superfície marciana, e perfurado cerca de 2 polegadas, ou 6 centímetros, para baixo para extrair um núcleo de rocha. O rover posteriormente selou o núcleo da rocha em seu tubo. Este evento histórico marcou a primeira vez que uma espaçonave embalou uma amostra de rocha de outro planeta que poderia ser devolvida à Terra por uma futura espaçonave.

Mars Sample Return é uma campanha multi-missão projetada para recuperar os núcleos que a Perseverance coletará nos próximos anos. Atualmente em fase de projeto de conceito e desenvolvimento de tecnologia, a campanha é um dos empreendimentos mais ambiciosos da história dos voos espaciais, envolvendo várias naves espaciais, vários lançamentos, e dezenas de agências governamentais.

"Retornar uma amostra de Marte tem sido uma prioridade para a comunidade científica planetária desde os anos 1980, e a oportunidade potencial de finalmente realizar esse objetivo desencadeou uma torrente de criatividade, "disse Michael Meyer, cientista-chefe do Programa de Exploração de Marte da NASA com base na sede da NASA em Washington.

O benefício de analisar amostras na Terra - em vez de atribuir a tarefa a um rover na superfície marciana - é que os cientistas podem usar muitos tipos de tecnologias de laboratório de ponta que são grandes e complexas demais para enviar a Marte. E eles podem fazer análises muito mais rápido no laboratório, enquanto fornecem muito mais informações sobre se alguma vez existiu vida em Marte.

"Eu sonhava em ter amostras de Marte para analisar desde que era um estudante de graduação, "disse Meenakshi Wadhwa, cientista principal do programa Mars Sample Return, que é gerenciado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. "A coleta dessas amostras bem documentadas nos permitirá analisá-las nos melhores laboratórios aqui na Terra assim que forem devolvidas."

O retorno da amostra de Marte envolveria várias iniciativas com o objetivo de resolver uma questão em aberto:a vida criou raízes em algum lugar do sistema solar além da Terra? "Tenho trabalhado toda a minha carreira pela oportunidade de responder a esta pergunta, "disse Daniel Glavin, um astrobiólogo do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Glavin está ajudando a projetar sistemas para proteger as amostras marcianas da contaminação ao longo de sua jornada de Marte à Terra.

A ser desenvolvido em colaboração com a ESA (Agência Espacial Europeia), O Mars Sample Return exigiria o lançamento autônomo de um foguete cheio de cargas extraterrestres preciosas da superfície de Marte. Os engenheiros precisariam garantir que a trajetória do foguete se alinhasse com a de uma espaçonave orbitando Marte para que a cápsula de amostra pudesse ser transferida para o orbitador. O orbitador então retornaria a cápsula de amostra para a Terra, onde os cientistas estariam esperando para contê-lo com segurança antes do transporte para uma instalação segura de risco biológico, um que está em desenvolvimento agora.

Antes de trazer amostras marcianas para a Terra, cientistas e engenheiros devem superar vários desafios. Aqui está uma olhada em um:

Protegendo a Terra de Marte

Manter as amostras quimicamente puras para um estudo rigoroso na Terra e, ao mesmo tempo, sujeitar seu contêiner de armazenamento a medidas extremas de esterilização para garantir que nada perigoso seja entregue à Terra é uma tarefa que torna o Mars Sample Return verdadeiramente sem precedentes.

Bilhões de anos atrás, o Planeta Vermelho pode ter tido um ambiente aconchegante para a vida que prospera em condições quentes e úmidas. Contudo, é altamente improvável que a NASA traga de volta amostras de organismos marcianos vivos, com base em décadas de dados de orbitadores, Landers, e rovers em Marte. Em vez de, os cientistas esperam encontrar matéria orgânica fossilizada ou outros sinais de vida microbiana antiga.

Apesar do baixo risco de trazer qualquer coisa viva para a Terra, uma abundância de cautela está levando a NASA a tomar medidas significativas para garantir que as amostras marcianas permaneçam seladas com segurança durante a jornada. Depois de coletar núcleos de rocha em toda a Cratera de Jezero e colocá-los dentro de tubos feitos principalmente de titânio, um dos metais mais fortes do mundo, A perseverança veda os tubos para evitar a liberação inadvertida até mesmo da menor partícula. Os tubos são então armazenados na barriga do veículo espacial até que a NASA decida a hora e o local para colocá-los na superfície marciana.

Uma campanha de devolução de amostra incluiria um rover de busca de amostra da ESA que seria lançado da Terra no final desta década para coletar essas amostras coletadas pela Perseverance. Engenheiros do Glenn Research Center da NASA em Cleveland, Ohio, estão projetando as rodas do fetch rover. O rover iria transferir amostras para um módulo de pouso, sendo desenvolvido no JPL. Um braço robótico no módulo de pouso embalaria as amostras na ponta de um foguete que está sendo projetado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama.

O foguete entregaria a cápsula de amostra à órbita marciana, onde um orbitador ESA estaria esperando para recebê-lo. Dentro do orbitador, a cápsula seria preparada para entrega à Terra por uma carga que está sendo desenvolvida por uma equipe liderada pela NASA Goddard. Esta preparação incluiria selar a cápsula de amostra dentro de um recipiente limpo para reter qualquer material marciano dentro, esterilizar o selo, e usando um braço robótico que está sendo desenvolvido em Goddard para colocar o recipiente selado em uma cápsula de entrada na Terra antes da viagem de retorno à Terra.

Uma das principais tarefas dos engenheiros da NASA é descobrir como selar e esterilizar o recipiente de amostra sem obliterar assinaturas químicas importantes nos núcleos de rocha dentro. Entre as técnicas que a equipe está testando está a brasagem, que envolve a fusão de uma liga metálica em um líquido que essencialmente cola o metal. A brasagem pode selar o recipiente da amostra a uma temperatura alta o suficiente para esterilizar qualquer poeira que possa permanecer na costura.

"Um dos nossos maiores desafios técnicos agora está a centímetros de distância do metal que está derretendo a cerca de 1, 000 graus Fahrenheit (ou 538 graus Celsius), temos que manter essas amostras extraordinárias de Marte abaixo da temperatura mais quente que eles podem ter experimentado em Marte, que é cerca de 86 graus Fahrenheit (30 graus Celsius), "disse Brendan Feehan, o engenheiro de sistemas Goddard para o sistema que irá capturar, conter, e entregar as amostras à Terra a bordo do orbitador da ESA. "Os resultados iniciais dos testes de nossa solução de brasagem afirmaram que estamos no caminho certo."

O projeto cuidadoso de Feehan e seus colegas permitiria que o calor fosse aplicado apenas onde for necessário para a brasagem, limitar o fluxo de calor para as amostras. Adicionalmente, os engenheiros podem isolar as amostras em um material que irá absorver o calor e depois liberá-lo muito lentamente, ou eles podem instalar condutores que direcionam o calor para longe das amostras.

Qualquer técnica que a equipe desenvolver será crítica não apenas para as amostras de Marte, Glavin disse, mas para futuras missões de retorno de amostra para Europa ou Enceladus, "onde poderíamos coletar e devolver amostras frescas de plumas do oceano que poderiam conter organismos extraterrestres vivos. Então, precisamos descobrir isso."

Os esforços rigorosos da NASA para eliminar o risco de contaminação prejudicial da Terra datam do Tratado Internacional do Espaço Exterior de 1967, que apela às nações para evitar a contaminação de corpos celestes com organismos da Terra, e para evitar a contaminação da Terra por meio de amostras devolvidas. Para devolver com segurança uma amostra marciana à Terra, A NASA está fazendo parceria não apenas com a ESA, mas também com pelo menos 19 departamentos e agências governamentais dos EUA, incluindo os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA e o Departamento de Segurança Interna dos EUA.