A missão Mars Sample Return da NASA está com problemas - mas é um passo vital para enviar humanos ao planeta vermelho

Crédito:NASA/JPL-Caltech

A NASA pediu recentemente à comunidade científica que ajudasse a apresentar ideias inovadoras sobre formas de realizar a sua missão Mars Sample Return (MSR). Isto foi em resposta a um relatório de um conselho independente que considerou que o seu preço de 11 mil milhões de dólares (8,7 mil milhões de libras) era demasiado caro e que o seu calendário para 2040 estava demasiado distante no futuro.

Em resumo, o ambicioso plano era coletar amostras de rochas armazenadas em contêineres pelo rover Perseverance da NASA e entregá-las a laboratórios na Terra. A Perseverance tem explorado a cratera Jezero de Marte, que supostamente já abrigou um antigo lago, desde 2021. A missão entregaria as amostras enviando um módulo de pouso que carrega um foguete (Sample Retrieval Lander da NASA) até a superfície de Marte.

O Perseverance entregaria então as amostras de rocha armazenadas ao módulo de pouso, com pequenos helicópteros drones entregues no módulo de pouso como reserva. As amostras do Perseverance seriam então lançadas na órbita de Marte usando o foguete do módulo de pouso. Uma nave espacial já em órbita marciana, a Earth Return Orbiter, interceptaria então estas amostras e entregaria-as à Terra.

Ver prazos sendo adiados para o futuro não é novidade. Foi o que aconteceu com os planos da NASA de regressar à Lua e com a missão europeia ExoMars para encontrar vida no planeta vermelho. Embora seja bom ser realista quanto aos prazos, o cenário da exploração espacial mudou nas últimas duas décadas, à medida que organizações como a NASA enfrentam dificuldades financeiras em grande escala e perdas de empregos.

As superpotências estatais já não enviam pessoas à Lua com orçamentos enormes, como faziam na era Apollo. Portanto, a inovação e a eficiência são vitais para tornar a exploração espacial financeiramente possível.

As empresas privadas estão a ocupar uma maior quota de mercado no Ocidente. Este é um momento decisivo para a exploração espacial e um alerta para buscar a inovação que controle os gastos. A alternativa é arriscar abandonar a fronteira final.

Um ensaio para astronautas

O retorno de amostras de Marte tem potencial para ser cientificamente inovador de várias maneiras. Descobriu-se que as rochas coletadas da cratera Jezero, especificamente um afloramento chamado Pico de Bunsen, são compostas de minerais depositados na água.

Na Terra, os minerais depositados através da água são bons para reter material biológico, como microorganismos. Eles também podem dar uma indicação das condições climáticas no momento da formação da rocha.

Existem limites para a ciência que pode ser realizada com instrumentos científicos que também são leves o suficiente para serem carregados em um veículo espacial. A capacidade de analisar amostras de rochas marcianas num laboratório na Terra poderia produzir insights profundos sobre as possibilidades de vida no espaço.

Mas há uma razão ainda mais fundamental pela qual o retorno de amostras de Marte é tão importante. É um trampolim para colocar humanos em Marte. O programa de exploração espacial humana da NASA visa explicitamente colocar humanos em Marte.

A Perseverance tem coletado núcleos de rochas cientificamente interessantes para seu eventual retorno à Terra. Crédito:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Se você não pode trazer de volta uma amostra de rocha, como poderá trazer de volta um astronauta? O armazenamento seguro e o retorno de mercadorias através do lançamento de outro planeta de volta à Terra, de uma forma economicamente viável, são todos necessários para uma missão humana a Marte.

As missões no espaço são perigosas, com os astronautas incapazes de confiar no controlo da missão a mais de 160 milhões de quilómetros de distância. Qualquer tentativa de colocar botas em Marte deve ser feita de forma faseada, a fim de reduzir o risco.

Várias agências espaciais em todo o mundo estão a explorar missões potenciais para entregar amostras de material de Marte ou das suas luas, incluindo a China e o Japão. Parte da razão para este interesse é como uma prova de conceito para pousos humanos – embora em escala reduzida.

Inovação e miniaturização

Apesar da importância da missão, a NASA ainda precisa de reduzir o orçamento de devolução de amostras de Marte de 11 mil milhões de dólares para 8 mil milhões de dólares para poder cumpri-la. Embora um plano revisto vise simplificar a arquitetura da missão para torná-la menos complexa, como sugere o apelo à apresentação de ideias da NASA, a inovação académica terá de ser introduzida a nível de design.

Existem muitos exemplos em que os engenheiros já estão a apresentar inovações em hardware de exploração espacial que poderiam proporcionar tais eficiências. Por exemplo, rovers mais pequenos e mais leves, que ainda sejam capazes de resistir aos ambientes adversos de outros corpos planetários, poderiam reduzir custos e proporcionar outros benefícios.

Um chassi não convencional baseado na forma como os peixes-areia se movem nas costas poderia ajudar os rovers a superar grandes obstáculos com menos rodas, reduzindo seu peso e tamanho.

O peso também poderia ser economizado em rovers explorando métodos inovadores de perfuração e amostragem. Soluções de protótipos com mecanismos internos que suportam brocas mais leves e armazenamento expandido de amostras devem ser uma prioridade para os projetistas. Isso pode não ajudar a atual missão de retorno de amostras a Marte, que utilizará um rover já em Marte, mas poderá reduzir o custo de futuras missões de amostragem.

A NASA pedindo à comunidade científica que encontre novas maneiras de realizar o retorno de amostras de Marte é um reconhecimento de que as coisas não podem continuar como estão. A exploração espacial precisa de abraçar a inovação, e um primeiro passo para isso é o envolvimento com o meio académico.

Para consolidar e acelerar a investigação de transição, a transferência de conhecimentos dos inventores originais no laboratório para o campo será vital para a longevidade do campo e depende de relações mais estreitas e sustentáveis com académicos e grupos de investigação que olham para o espaço.

As empresas privadas que entram na corrida espacial – e as novas potências espaciais como a Índia, a China, a Arábia Saudita e os EAU – demonstraram que estão dispostas a olhar além dos designs que funcionaram até agora, abraçando a inovação para melhorar a eficiência de custos.

A menos que as organizações tradicionais comecem a considerar seriamente como a inovação e a transferência de conhecimento podem tornar a exploração espacial mais barata, terão de se colocar questões difíceis no futuro se quiserem continuar a participar na exploração espacial de ponta.

Fornecido por The Conversation

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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