Tubos de lava, cavernas ou habitats subterrâneos podem oferecer refúgio seguro para futuros astronautas em Marte? Cientistas da equipe do rover Curiosity Mars da NASA estão ajudando a explorar questões como essa com o Radiation Assessment Detector, ou RAD.
Ao contrário da Terra, Marte não tem um campo magnético para protegê-lo das partículas de alta energia que circulam no espaço. Essa radiação pode causar estragos na saúde humana e também pode comprometer seriamente os sistemas de suporte à vida dos quais os astronautas de Marte dependerão.

Com base nos dados do RAD da Curiosity, os pesquisadores estão descobrindo que o uso de materiais naturais, como rochas e sedimentos em Marte, pode oferecer alguma proteção contra essa radiação espacial sempre presente. Em um artigo publicado neste verão na JGR Planets, eles detalharam como o Curiosity permaneceu estacionado contra um penhasco em um local chamado "Murray Buttes" de 9 a 21 de setembro de 2016.

Enquanto estava lá, o RAD mediu uma diminuição de 4% na radiação geral. Mais significativamente, o instrumento detectou uma diminuição de 7,5% na radiação de partículas neutras, incluindo nêutrons que podem penetrar na rocha e são especialmente prejudiciais à saúde humana. Esses números são estatisticamente altos o suficiente para mostrar que foi devido à localização do Curiosity no sopé do penhasco, em vez de mudanças normais na radiação de fundo.

"Esperamos há muito tempo pelas condições certas para obter esses resultados, que são críticos para garantir a precisão de nossos modelos de computador", disse Bent Ehresmann, do Southwest Research Institute, principal autor do artigo recente. "Em Murray Buttes, finalmente tivemos essas condições e os dados para analisar esse efeito. Agora estamos procurando outros locais onde o RAD possa repetir esse tipo de medição."

Um posto de clima espacial em Marte

A maior parte da radiação medida pelo RAD vem de raios cósmicos galácticos – partículas lançadas por estrelas explosivas e enviadas para todo o universo. Isso forma um tapete de "radiação de fundo" que pode representar riscos à saúde dos seres humanos.

Radiação muito mais intensa esporadicamente vem do Sol na forma de tempestades solares que lançam arcos maciços de gás ionizado no espaço interplanetário.

"Essas estruturas se torcem no espaço, às vezes formando tubos de fluxo complexos em forma de croissant maiores que a Terra, gerando ondas de choque que podem energizar partículas com eficiência", disse Jingnan Guo, que liderou um estudo, publicado em setembro na revista The Astronomy and Astrophysics Review. , analisando nove anos de dados da RAD enquanto ela estava na Universidade Christian Albrecht da Alemanha.

“Raios cósmicos, radiação solar, tempestades solares – todos eles são componentes do clima espacial, e o RAD é efetivamente um posto avançado do clima espacial na superfície de Marte”, diz Don Hassler, do Southwest Research Institute, investigador principal do instrumento RAD.

As tempestades solares ocorrem com frequência variável com base em ciclos de 11 anos, com certos ciclos apresentando tempestades mais frequentes e energéticas do que outros. Contra-intuitivamente, os períodos em que a atividade solar está no auge podem ser os momentos mais seguros para futuros astronautas em Marte:o aumento da atividade solar protege o Planeta Vermelho dos raios cósmicos em até 30 a 50%, em comparação com períodos em que a atividade solar é menor .

"É uma troca", disse Guo. "Esses períodos de alta intensidade reduzem uma fonte de radiação:a onipresente radiação cósmica de fundo de alta energia em torno de Marte. Mas, ao mesmo tempo, os astronautas terão que lidar com a radiação intermitente e mais intensa das tempestades solares."

"As observações do RAD são fundamentais para desenvolver a capacidade de prever e medir o clima espacial, a influência do Sol na Terra e outros corpos do sistema solar", disse Jim Spann, líder de clima espacial da Divisão de Heliofísica da NASA. “Enquanto a NASA planeja viagens humanas a Marte, a RAD serve como um posto avançado e parte do Observatório do Sistema Heliofísico – uma frota de 27 missões que investiga o Sol e sua influência no espaço – cuja pesquisa apóia nossa compreensão e exploração do espaço. "

A RAD mediu o impacto de mais de uma dúzia de tempestades solares até o momento (cinco durante a viagem a Marte em 2012), embora esses últimos nove anos tenham marcado um período especialmente fraco de atividade solar.

Os cientistas estão apenas começando a ver a atividade aumentar à medida que o Sol sai de seu sono e se torna mais ativo. De fato, a RAD observou evidências da primeira erupção de classe X do novo ciclo solar em 28 de outubro de 2021. As erupções de classe X são a categoria mais intensa de erupções solares, a maior das quais pode levar a quedas de energia e apagões de comunicações na terra.

"Este é um momento emocionante para nós, porque um dos objetivos importantes do RAD é caracterizar os extremos do clima espacial. Eventos como erupções solares e tempestades são um tipo de clima espacial que acontece com mais frequência durante o aumento da atividade solar - o tempo estamos nos aproximando agora", disse Ehresmann. Mais observações são necessárias para avaliar o quão perigosa uma tempestade solar realmente poderosa seria para os humanos na superfície marciana.

As descobertas da RAD alimentarão um corpo de dados muito maior que está sendo compilado para futuras missões tripuladas. Na verdade, a NASA até equipou a contraparte do Curiosity, o rover Perseverance, com amostras de materiais de trajes espaciais para avaliar como eles aguentam a radiação ao longo do tempo.