Missão tripulada da Nasa a Marte pode resolver os mistérios da geologia do planeta vermelho

A Nasa planeja enviar seres humanos em uma viagem científica de ida e volta a Marte, possivelmente já em 2035. A viagem levará cerca de seis a sete meses em cada sentido e percorrerá até 250 milhões de milhas (402 milhões de quilômetros) em cada sentido. Os astronautas poderão passar até 500 dias na superfície do planeta antes de retornar à Terra.

O programa Artemis da Nasa levar humanos de volta à Lua nesta década para praticar e se preparar para uma missão a Marte já na década de 2030. Embora a Nasa tenha vários motivos para buscar uma missão tão ambiciosa, o maior deles é a exploração e a descoberta científica.

Sou um cientista atmosférico e ex-pesquisador da Nasa envolvido no estabelecimento das questões científicas que uma missão a Marte investigaria. Há muitos mistérios a serem investigados no planeta vermelho, inclusive por que Marte tem a aparência que tem hoje e se já abrigou vida, no passado ou no presente.

Geologia de Marte

Marte é um planeta intrigante de uma perspectiva geológica e atmosférica. Ele se formou com o restante do Sistema Solar cerca de 4,6 bilhões de anos atrás. Há cerca de 3,8 bilhões de anos, a mesma época em que a vida se formou na Terra, Marte primitivo era muito parecido com a Terra. Ele tinha água líquida abundante em sua superfície na forma de oceanos, lagos e rios, e uma atmosfera mais densa.

Embora a superfície de Marte seja totalmente desprovida de água líquida atualmente, os cientistas detectaram evidências desses lagos, rios e até mesmo de uma costa oceânica em sua superfície. Seus polos norte e sul estão cobertos de água congelada, com uma fina camada de dióxido de carbono congelado. No polo sul, durante o verão, a camada de dióxido de carbono desaparece, deixando a água congelada exposta.

Atualmente, a atmosfera de Marte é muito tênue e composta cerca de 95% por dióxido de carbono. Ela está cheia de poeira atmosférica da superfície, o que dá à atmosfera de Marte sua cor avermelhada característica.

Os cientistas sabem bastante sobre a superfície do planeta com o envio de missões robóticas, mas ainda há muitas características geológicas interessantes a serem investigadas mais de perto. Essas características podem dizer aos pesquisadores mais sobre a formação do Sistema Solar.

Os hemisférios norte e sul de Marte são muito diferentes. Cerca de um terço da superfície de Marte – a maior parte no hemisfério norte – é de 2 a 4 milhas (3,2 a 6,4 quilômetros) mais baixa em elevação, chamada de terras baixas do norte. As planícies do norte têm algumas crateras grandes, mas são relativamente lisas. Os dois terços do sul do planeta, chamados de terras altas do sul, têm muitas crateras muito antigas.

Marte também tem os maiores vulcões que os cientistas observaram no Sistema Solar. Sua superfície é salpicada de crateras profundas de impactos de asteroides e meteoros que ocorreram durante o início da história de Marte. O envio de astronautas para estudar essas características pode ajudar os pesquisadores a entender como e quando os principais eventos ocorreram durante o início da história de Marte.

Fazendo as perguntas certas

A Nasa formou um painel chamado Human Exploration of Mars Science Analysis Group (“Grupo de Análise Científica para Exploração Humana de Marte”) da para planejar a futura missão. Eu copresidi o painel, com o cientista da Nasa James B. Garvin, para desenvolver e avaliar as principais questões científicas sobre Marte. Queríamos descobrir quais questões de pesquisa precisavam ser abordadas por uma missão humana, em vez de missões robóticas mais baratas.

O painel apresentou recomendações para várias questões científicas importantes para investigação humana em Marte.

Uma pergunta é se existe vida no planeta atualmente. Lembre-se de que a vida na Terra se formou há cerca de 3,8 bilhões de anos, quando a Terra e Marte eram planetas de aparência semelhante, ambos com água líquida em abundância, mas Marte tinha uma atmosfera mais densa.

Outra pergunta é sobre que tipo de mudanças ambientais levaram Marte a perder a água líquida abundante e generalizada em sua superfície, bem como parte de sua atmosfera.

Essas perguntas, com outras recomendações do painel, foram incluídas no plano da Nasa para o envio de humanos a Marte.

Como chegar a Marte?

Para enviar pessoas a Marte e trazê-las de volta com segurança à Terra, a Nasa desenvolveu um veículo de lançamento novo e muito potente chamado Space Launch System (SLS, Sistema de Lançamento Espacial) e uma nova espaçonave de transporte humano chamada Órion.

Para preparar e treinar astronautas para viver em Marte e explorá-lo, a Nasa estabeleceu um novo programa para o retorno de humanos à Lua, chamado Programa Artemis.

Na mitologia, Artemis era a irmã gêmea de Apolo. Os astronautas do Artemis viverão e trabalharão na Lua durante meses para se prepararem para viver e trabalhar em Marte.

O SLS e a Órion foram lançados com sucesso em 16 de novembro de 2022, como parte da missão Artemis I. Foi o primeiro voo não tripulado do programa Artemis para a Lua e, uma vez lá, a Órion orbitou a Lua por seis dias, chegando a ficar a apenas 129 quilômetros (80 milhas) acima da sua superfície.

A Artemis I retornou à Terra em 11 de dezembro de 2022, após sua viagem inaugural de 2,2 milhões de quilômetros.

A Artemis III, a primeira missão de retorno de humanos à superfície lunar, está programada para 2026. Os astronautas da Artemis aterrissarão no polo sul da Lua, onde os cientistas acreditam que possa haver grandes depósitos de água subterrânea na forma de gelo que os astronautas poderiam extrair, derreter, purificar e beber. Os astronautas da Artemis montarão habitats na superfície da Lua e passarão vários meses explorando a superfície lunar.

Como a Lua está a meros 386 mil km da Terra, ela funcionará como um campo de treinamento para a futura exploração humana de Marte. Embora uma missão a Marte ainda esteja a muitos anos de distância, o programa Artemis ajudará a Nasa a desenvolver os recursos necessários para explorar o planeta vermelho.

*Joel S. Levine, Research Professor, Department of Applied Science, William & Mary