Rosetta, a caçadora de cometas da Agência Espacial Europeia, passou por Marte e fotografou o planeta em 2007. Veja mais fotos de Marte. Agência Espacial Europeia/Getty Images A última vez que o homem pisou na Lua foi há quase 40 anos, e há planos em andamento para uma espécie de turnê de reunião. Uma grande parte deste foco será estabelecer-se na Lua e usar esses esforços para se preparar para expedições robóticas e tripuladas a Marte . Apenas retornar à superfície da Lua (previsto para ocorrer o mais tardar em 2020) é uma grande tarefa; mas o planeamento e a engenhosidade necessários para enviar humanos para outro planeta são - para simplificar - astronómicos.
Galeria de imagens de Marte
Para ajudar a tentar tal façanha, cientistas e engenheiros devem resolver centenas de questões e problemas. Os investigadores estão a formular respostas sobre a superfície de Marte com base nas observações feitas pelos seus satélites circulantes e robôs itinerantes.
Vamos fazer uma rápida atualização sobre o Planeta Vermelho. Marte é o quarto planeta a contar do Sol e tem aproximadamente a mesma idade da Terra, cerca de 4,6 mil milhões de anos. Marte tem um raio de cerca de 3.390 quilômetros (2.107 milhas), que é cerca de metade do tamanho do nosso planeta. No geral é muito mais frio (embora os verões possam ficar mais quentes). Não pense em correr pela superfície de Marte sem seu traje espacial ainda. Se a baixa pressão da atmosfera não o matar, o dióxido de carbono que constitui 95% dela o fará. A atmosfera marciana contém apenas 0,13% de oxigênio contra os 21% da Terra. Marte não possui um campo magnético forte, embora os cientistas suspeitem que um campo magnético mais forte (um subproduto de um núcleo quente e ardente) existiu em algum momento. Grandes tempestades de poeira ocorrem frequentemente em Marte, e duas pequenas luas chamadas Fobos e Deimos orbitam o planeta [fonte:NASA].
Então, o que os ginastas e os astronautas que viajam para Marte têm em comum? Além de usar uniformes peculiares, ambos devem se manter firmes para ter sucesso. Este artigo focará especificamente em um aspecto de uma missão tripulada a Marte – o pouso. Vamos ler sobre alguns dos desafios que os pesquisadores devem superar para chegar com segurança a Marte.
Conteúdo
Desafios de uma aterrissagem em Marte
Plano prospectivo de missão para Marte
Os detalhes do pouso em Marte
Aterrissagem em Marte:Nota do Autor
Aterrissagem em Marte:folha de dicas
Desafios de uma aterrissagem em Marte
Uma representação artística de um dos dois Mars Exploration Rovers, Spirit e Opportunity. Ambos foram mais fáceis de pousar do que veículos de pouso acessíveis a humanos porque são muito leves. Imagem cortesia NASA/JPL Os desafios de uma aterragem em Marte são numerosos, embora os investigadores estejam a planear e a trabalhar arduamente para descobrir exatamente como a conseguiremos. Supondo que as pessoas consigam chegar às proximidades de Marte, há alguns elementos a serem considerados quando se trata do pouso. Cientistas e engenheiros já estão lançando diferentes processos e ideias de design. Estão sendo levadas em consideração a forma do veículo, o tipo de combustível que utilizará, a localização dos motores e o tamanho da carga útil. Outra questão é se as manobras propulsivas, realizadas na forma de queimadas curtas do propulsor, serão acompanhadas de pára-quedas durante o pouso. Há também a questão de qual a melhor forma de acomodar os astronautas durante missões interplanetárias... a lista continua.
Um dos principais problemas com o pouso de humanos em Marte é descobrir como desacelerar para que o veículo não colida com o solo. O problema é a fina atmosfera de Marte. Este problema não afeta os pousos dos rovers em Marte porque essas máquinas são leves. Se os humanos pousarem em Marte, precisarão trazer bastante bagagem e, sem uma atmosfera densa para fornecer atrito , será muito difícil desacelerar essa carga mais pesada.
A maneira como o atrito ajuda a desacelerar objetos em movimento pode ser vista em sua vida cotidiana. Por exemplo, pense em uma ocasião em que você viu um motorista pisar no freio para parar rapidamente. Além disso, os aviões – assim como as espaçonaves – usam o atrito do ar para diminuir a velocidade e pousar com segurança.
A situação da aterragem é ainda mais complicada por outros factores que afectam a densidade da atmosfera de Marte. A estação, o clima, a latitude e até a hora do dia podem alterar a densidade da atmosfera. Por exemplo, quase 8 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono saem e reentram na atmosfera de Marte sazonalmente. Isso é comparável a 23 centímetros de gelo seco (dióxido de carbono sólido) [fonte:Encyclopaedia Brittanica]. Os pesquisadores estão trabalhando na modelagem das mudanças atmosféricas de Marte para que os astronautas possam pousar em uma porção suficientemente densa que ainda forneça visibilidade suficiente. Os planejadores estão considerando se a espaçonave que chega deve seguir imediatamente para a superfície (possivelmente mais fácil do ponto de vista operacional) ou estacionar em órbita antes de pousar. Estacionar em órbita dá aos astronautas mais flexibilidade no caso de ocorrer uma tempestade de poeira, semelhante a quando os aviões circulam pelo aeroporto com mau tempo.
Agora que vimos alguns dos desafios que os planejadores de missões enfrentam, vejamos algumas das soluções possíveis que serão apresentadas na próxima página.
Plano prospectivo de missão a Marte
Estes modelos do veículo de exploração da tripulação Orion (esquerda) e Ares I e Ares V (direita ) representam a espaçonave que em breve viajará para a lua. Estas naves espaciais, ou semelhantes, poderão mais tarde dirigir-se para Marte. Matt Stroshane/Getty Images Aterrissar em Marte não será um passeio no parque, mas também pode não ser tão complicado quanto se pensava. Embora as ideias ainda estejam a ser elaboradas, aqui estão alguns detalhes do que um futuro plano de missão a Marte poderia implicar.
Os planejadores devem decidir se o pouso deve ser feito em etapas, enviando as cargas separadamente ou todas de uma vez. O pouso de uma grande massa provavelmente poderia ser conseguido, mas os astronautas poderiam ficar restritos a pousar em partes do planeta com baixas altitudes e poderiam transportar apenas uma pequena quantidade de suprimentos para uma visita curta de alcance limitado.
Uma ideia apresentada pelo especialista aeroespacial Robert Zubrin em seu livro, "The Case for Mars" envolve o envio de uma espaçonave de transporte de carga antes da espaçonave habitat que contém a tripulação humana. Este veículo de carga poderia fornecer suprimentos suficientes para aumentar a duração da estadia dos astronautas e já estar abastecido e pronto para a viagem de regresso (discutido abaixo). Os astronautas podem deixar a espaçonave habitat em que chegaram originalmente, para iniciar o desenvolvimento de uma infraestrutura em Marte.
A chave do plano de Zubrin é que o combustível para a viagem de regresso seja fabricado em Marte. A atmosfera de Marte (ao contrário da lua) tem uma abundância de dióxido de carbono que pode ser útil para futuros astronautas. Por exemplo, misturando cerca de seis toneladas métricas de hidrogênio (um excedente de hidrogénio poderia ser levado a bordo por esta razão) com dióxido de carbono, um processador químico poderia criar metano e oxigénio suficientes para impulsionar o veículo durante a descolagem e a viagem de regresso à Terra. A partir desses mesmos blocos de construção básicos, o processador também poderia gerar o oxigênio, a água e o combustível que nossos astronautas necessitariam durante uma estadia prolongada em Marte, bem como no voo de volta para casa, economizando espaço de carga na saída.
Os planejadores também estão estudando se devem deixar uma parte da espaçonave em órbita ou trazê-la toda para a superfície. Mas saber que a espaçonave (o que resta da original que decolou da Terra) é capaz de pousar em Marte é um fator importante no desenho do plano da missão. Essa parte restante é às vezes chamada de veículo de retorno à Terra (ERV ), e é o que os astronautas usariam para eventualmente viajar de volta à Terra. Ser capaz de pousar todo o ERV - em vez de apenas um módulo de pouso - poderia permitir visitas mais longas e evitar complicações relacionadas a manobras orbitais complexas [fonte:Zubrin]. Mas este tipo de decisões técnicas ainda estão a ser debatidas.
Parece que estamos prontos para descer à superfície, então vamos dar uma olhada mais de perto no que estamos viajando. Atualmente, uma espaçonave em direção a Marte está programada para se parecer com o antigo programa Apollo - nos moldes do novo Programa Constellation, que pretende levar os humanos de volta à lua.
O ERV (ou qualquer parte da espaçonave que pousará) provavelmente acabará parecendo um chiclete. Um grande aeroshell em forma de prato (ou escudo térmico ) ajudará a aumentar a quantidade de atrito criado quando a nave entra na atmosfera, desacelerando-a [fonte:Zubrin].
Um cenário provável é que, após a nave fazer uma passagem inicial pela atmosfera para reduzir a sua velocidade, ela retorne à posição orbital. No momento seleccionado, o aeroshell é novamente utilizado - possivelmente com um pára-quedas - para fazer a passagem final através da atmosfera em direcção à superfície de Marte. Pequenos propulsores podem então ser acionados para garantir um pouso suave. Para saber mais sobre manobras de pouso, leia Como funcionam os ônibus espaciais.
Agora que examinamos alguns dos aspectos desconhecidos que cercam um pouso em Marte, vamos discutir as outras questões sobre a missão.
Os detalhes do pouso em Marte
O vasto Valles Marineris é um sistema gigante de cânions em Marte e uma das muitas características da superfície os cientistas querem estudar em primeira mão. Imagens Stocktrek/Assuntos/Imagens Getty As missões tripuladas ainda estão muito distantes, pois muitos dos detalhes do pouso em Marte devem ser abordados. O plano dos EUA é retornar à Lua até 2020 e, eventualmente, construir uma base permanente lá. As estimativas sobre quando daremos o próximo passo e viajaremos para Marte são provisórias. De acordo com o Centro Espacial Nacional Britânico, o objetivo é um esforço cooperativo internacional para lançar astronautas a Marte até 2030.
O preço para enviar humanos a Marte variará muito dependendo da espaçonave final e do projeto do plano de missão. A utilização de tecnologia semelhante à que já foi desenvolvida ajuda a manter os custos mais gerenciáveis. Por exemplo, os foguetes Constellation são baseados nos Saturn Vs, fazendo uso de alguns elementos de design do programa do Ônibus Espacial. Outra economia que pode ser empregada é usar a atmosfera marciana para gerar combustível, oxigênio e água (como lemos na página anterior).
Existe a possibilidade de que viagens preliminares possam enviar pessoas para a órbita de Marte sem realmente pousar na superfície, embora muitos na área argumentem que é inútil explorar se você não quiser chegar bem perto da superfície do planeta. . É como dirigir até a praia e passar a tarde inteira observando o mar do seu carro. Isto poderia, no entanto, ajudar a resolver alguns dos problemas das viagens espaciais de longa distância e permitir que os exploradores recebessem relatórios em tempo real de robôs na superfície do planeta, sem o risco e o custo de uma aterragem. Veículos robóticos que podem retornar de Marte com amostras também estão em obras.
Infelizmente, uma vez que a poeira tenha baixado ao redor da espaçonave pousada e os astronautas possam dar os primeiros passos incríveis na superfície de Marte, eles também abrirão uma nova lata de vermes para os cientistas resolverem - principalmente, como os astronautas sobreviverão ao duro e intransigente Clima marciano e como eles passarão o tempo enquanto estiverem lá? Deixaremos essas perguntas para outro dia.
Para mais informações sobre Marte e o futuro da exploração espacial, visite os links da próxima página. Prevenindo Contaminação Outra consideração sobre o pouso em Marte é a possibilidade de contaminação cruzada entre aquele planeta e a Terra. O Gabinete das Nações Unidas para os Assuntos do Espaço Exterior (UNOOSA) tem um tratado para este efeito, que foi ratificado por 98 países e mais 27 signatários. O tratado afirma que as nações devem, tanto quanto possível, evitar a contaminação da Terra com material extraterrestre, especialmente se tal contaminação causar danos permanentes ou alteração das condições na Terra. Devemos retribuir este sentimento com o nosso próprio impacto sobre outros corpos celestes. Os críticos argumentam nos dois sentidos:alguns dizem que a contaminação cruzada pode ser prejudicial; outros dizem que a possibilidade de a vida marciana causar problemas na Terra é completamente irrelevante. Um argumento mais moderado é que, embora altamente improvável, existe uma possibilidade de os micróbios marcianos terem um impacto prejudicial na Terra, competindo com organismos existentes, por exemplo.
Aterrissagem em Marte:Nota do Autor
Jessika Toothman, redatora da equipe HowStuffWorks 2009 Fico triste porque, desde que escrevi este artigo, o Programa Shuttle terminou e o Programa Constellation foi cancelado. A exploração espacial pública e privada é um campo em constante mudança de diversos intervenientes internacionais, mas espero que outros escolham a tarefa de nos levar de volta à Lua e a Marte.
Adorei escrever este artigo e ler o livro de Robert Zubrin em particular. Muitas pessoas propuseram maneiras de conduzir missões interplanetárias tripuladas, mas a estratégia de Zubrin me pareceu a mais elegante e prática. Seu plano envolve usar os recursos do Planeta Vermelho para alimentar uma sequência de missões tripuladas e não tripuladas para construir uma infraestrutura que nos permitiria explorar verdadeiramente nosso vizinho celestial em primeira mão, ao mesmo tempo em que criava uma redundância no caso de qualquer equipamento ou espaçonave apresentar mau funcionamento. .
Fontes
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Zubrin, Robert. "O caso de Marte." Pedra de toque. 1996. (13 de maio de 2008)
Aterrissagem em Marte:folha de dicas
Coisas que você precisa saber:
Viajar para Marte será uma façanha, assim como explorar a superfície e voltar para casa. Mas planear a forma como os astronautas irão realmente aterrar, um passo aparentemente simples para esta importante missão, irá na verdade representar uma série de desafios por si só.
Uma atmosfera fina e variável é uma das principais complicações quando se trata de pousar em Marte. A espaçonave que transporta os astronautas provavelmente seria significativamente mais pesada do que os vários rovers que pousaram no terreno marciano até o momento, portanto, desacelerá-los com sucesso será um problema.
Muitas configurações diferentes de projetos de veículos, planos de missão e táticas estratégicas foram discutidas e debatidas, mas até 2011, nada foi finalizado.
Uma ideia interessante é pousar naves não tripuladas em sequência com naves tripuladas, para começar a construir uma infra-estrutura. O primeiro veículo não tripulado a pousar usaria o hidrogênio excedente para estimular processos químicos com a atmosfera marciana para gerar combustível, água e oxigênio para os astronautas acessarem na próxima chegada.
Os cronogramas, participantes e custos associados ao envio da humanidade a Marte estão em constante evolução.
