Colonização de Marte

A colonização de Marte pelo homem , ou seja, a instalação de uma comunidade humana autônoma neste planeta é um tema clássico da ficção científica e constitui um projeto que nos anos 2010 viveu uma mania popular. Marte é de todos os planetas do sistema solar (exceto, obviamente, a Terra ), aquele que apresenta as condições mais favoráveis para a instalação do ser humano . A temperatura na superfície tem extremos mais baixos, uma atmosfera fina fornece alguma proteção contra radiações prejudiciais e é uma fonte potencial de oxigênio, em particular, enquanto a água está presente na forma de gelo, vapor ou líquido em profundidade. Depois de Vênus , é o planeta menos difícil de chegar da Terra em termos de energia e proximidade com um trânsito de 7 a 8 meses. O projeto de colonização de Marte é impulsionado por um movimento liderado por empresários do Novo Espaço e parece para alguns uma resposta às crescentes preocupações sobre o futuro da humanidade na Terra.

Nas próximas décadas, a instalação em solo marciano de uma tripulação de astronautas, por um período limitado de tempo, enfrentará problemas técnicos (pouso e retorno à Terra em condições aceitáveis, produção de consumíveis no solo) e questões financeiras não resolvidas. Uma instalação permanente, por outro lado, levanta o problema da viabilidade econômica e da adaptação da fisiologia humana a uma gravidade muito menor e significativamente mais irradiação . Além disso, parece fraca a atratividade de um mundo completamente estéril no qual os seres humanos são severamente prejudicados em sua liberdade de movimento e condenados a um estilo de vida austero.

Comparação de Marte e Terra

Semelhanças com a Terra

Embora a Terra se pareça muito com seu vizinho Vênus em termos de tamanho, as semelhanças entre Marte e a Terra são muito mais interessantes do ponto de vista da colonização:

o dia (ou sol ) marciano tem uma duração muito próxima ao dia terrestre com 24 horas 39 minutos e 35,244 segundos;
a superfície de Marte representa 28,4% da da Terra, ou seja, um pouco menos que a superfície da superfície terrestre do nosso planeta (29,2% da superfície da Terra);
Marte tem uma inclinação do eixo de 25,19 ° e a Terra, 23,44 °. Como a Terra, Marte tem estações ; no entanto, como o ano marciano é de 1,88 anos terrestres, eles duram significativamente mais;
Marte tem uma atmosfera: embora muito pequena (cerca de 0,7% da atmosfera da Terra ), pode fornecer alguma proteção contra a radiação solar e os raios cósmicos ; a atmosfera marciana também foi usada com sucesso para o freio a ar de sondas espaciais;
as observações do Mars Exploration Rover da NASA e do Mars Express da ESA confirmaram a presença de água em Marte na forma de gelo, vapor e profundidade líquida. Marte contém em quantidades significativas todos os elementos químicos necessários à vida. Hoje, a água está presente nas calotas polares e no subsolo. As observações de satélite detectaram fluxos esporádicos de água salgada líquida (salmouras) na superfície do planeta.

Diferenças

Existem grandes diferenças entre a Terra e Marte:

a energia solar que atinge a atmosfera superior de Marte (a constante solar ) é apenas metade daquela que chega à Terra. Porém, no solo, a quantidade recebida em média é da mesma ordem, pois a atmosfera marciana filtra menos a radiação (menos reflexão atmosférica e menos nuvens);
a gravidade da superfície de Marte é apenas 38% da da Terra (3,71 contra 9,81 m / s 2 ). Embora a microgravidade seja conhecida por causar problemas de saúde, como perda muscular e desmineralização, a gravidade marciana não foi comprovada para ter o mesmo efeito. O Biossatélite de gravidade de Marte foi um projeto para aprender sobre os efeitos da baixa gravidade da superfície marciana em humanos;
embora organismos extremófilos sobrevivam a condições hostis na Terra, incluindo simulações da atmosfera marciana, poucas plantas e animais podem sobreviver às condições existentes na superfície de Marte;
a pressão atmosférica em Marte é muito baixa para permitir a sobrevivência de seres humanos sem traje espacial pressurizado;
a atmosfera de Marte é muito mais frio do que a terra, com uma temperatura média de -63 ° C e um mínimo de -140 ° C . A temperatura mais fria registrada na Terra é −93,2 ° C na Antártica ;
a presença de água na superfície é apenas transitória e apenas sob certas condições. Na verdade, são necessárias condições de pressão satisfatórias, bem como uma distância do Sol, nem muito alta nem muito baixa, para que a água líquida seja possível na superfície de um planeta;
a excentricidade orbital marciana é maior que a da Terra, aumentando as variações de temperatura de acordo com a posição do planeta em sua órbita;
A atmosfera de Marte tem uma pressão parcial de dióxido de carbono de 0,71 kPa contra 0,037 kPa na Terra. O envenenamento por CO 2 ( hipercapnia ) começa em humanos por volta de 0,10 kPa. Mesmo para as plantas, a presença de mais de 0,15 kPa de CO 2 é tóxica. Isso significa que o ar marciano é tóxico para plantas e animais, mesmo sob pressão reduzida;
Marte não tem magnetosfera para minimizar os efeitos do vento solar . De acordo com a sonda Mars Odyssey , a radiação na órbita marciana é 2,5 vezes mais forte do que a que atinge a Estação Espacial Internacional . No nível da superfície, entretanto, a radiação é atenuada pelo planeta do lado não exposto ao sol e pela atmosfera do outro. No caso de uma explosão solar , as doses de radiação podem ser muito altas, mas podem ser detectadas a tempo graças a uma rede de satélites. O nível de nocividade da radiação é mal medido. O consenso é que, com exceção das erupções solares de prótons, não há grandes riscos imediatos para uma viagem a Marte ou colonização.

Riscos associados a viagens para Marte

De acordo com um estudo da NASA publicado na revista Science em 2013, que se baseia em informações coletadas pela espaçonave Mars Science Laboratory , um voo para Marte sujeitaria os astronautas a doses de radiação dentro do limite, ou mesmo além do aceitável: sem novidades , meios de propulsão mais rápidos, portanto, para uma viagem de ida e volta estimada em 360 dias, os astronautas sofreriam uma dose estimada de 662 mili sieverts (mSv), sabendo que um astronauta não pode ser exposto a mais de 1000 mSv ao longo de sua carreira, e que o homem em A Terra recebe uma dose de 1 a 30 mSv por ano, ou mesmo, ocasionalmente, até 50 mSv. Essa dose de 660 mSv corresponde, por exemplo, às duas maiores doses sofridas pelos trabalhadores da usina nuclear Fukushima Daiichi durante o acidente que a afetou em 2011, sendo a máxima de 678 mSv (contra 20 mSv para a dose aceita para um nuclear trabalhador por ano na França). De acordo com Cary Zeitlin, um dos principais autores deste estudo, isso "é como fazer uma varredura de corpo inteiro a cada cinco ou seis dias" . O estudo sublinha ainda que esta avaliação deve ser bastante aumentada caso ocorra, durante a viagem, uma forte erupção solar direcionada para o veículo, sabendo que são imprevisíveis ao longo de vários meses. Cary Zeitlin acrescenta, entretanto, que nossa compreensão dos efeitos dos raios cósmicos no corpo humano permanece "limitada" .

Restrições para instalação humana

Instalação

As condições na superfície de Marte estão mais próximas das condições na Terra em termos de temperatura e pressão atmosférica do que as de outros planetas ou luas, com exceção da região da nuvem superior de Vênus . No entanto, a superfície permanece inóspita para humanos e para a maioria dos organismos vivos devido à pressão atmosférica reduzida e pouco oxigênio (0,1% de oxigênio).

Em 2012, experimentos pareciam mostrar que certos líquenes e cianobactérias sobreviveram e demonstraram notável adaptabilidade à fotossíntese após 34 dias simulando as condições de vida em Marte no laboratório de simulação de Marte do Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt . Alguns cientistas acreditam que as cianobactérias podem desempenhar um papel no desenvolvimento de uma base autônoma em Marte. Eles propõem que as cianobactérias sejam usadas diretamente para uma variedade de propósitos, incluindo a produção de alimentos, combustível e oxigênio; mas também, indiretamente, o produto de sua cultura poderia permitir o crescimento de outros organismos, abrindo caminho para um conjunto de processos biológicos permitindo a vida com base nos recursos marcianos.

Os humanos exploraram regiões da Terra que compartilham as mesmas condições de Marte. De acordo com dados da NASA, as temperaturas em Marte em baixas altitudes são semelhantes às da Antártica. A pressão atmosférica medida por balões estratosféricos tripulados (35 km em 1961 e 38 km em 2012) é semelhante à da superfície de Marte.

Possíveis locais de colonização

Dois tipos principais de locais atraem a atenção como locais potenciais para colonização: cavernas em regiões equatoriais e túneis de lava.

Mars Odyssey descobriu o que parecia ser a entrada para as cavernas em Arsia Mons . Especula-se que os colonos poderiam se beneficiar do abrigo que essas cavernas ou estruturas semelhantes poderiam oferecer de radiação e micrometeoritos. A energia geotérmica também pode estar presente nas regiões equatoriais.

Vários dos túneis localizados estão em Arsia Mons. Exemplos semelhantes na Terra mostram que poderiam ser longas passagens oferecendo proteção total contra radiação e relativamente fácil de selar usando o material disponível no local, especialmente em pequenas seções.

Terraforming

Fala-se muito sobre a possibilidade de terraformar Marte para permitir que uma variedade de organismos, incluindo humanos, sobrevivam na superfície de Marte sem a ajuda da tecnologia.

Esse processo exigiria duas etapas principais: um aumento na pressão atmosférica e na temperatura da superfície, depois um aumento no nível de oxigênio ambiente para atingir a pressão parcial de 120 hectopascais de O 2 necessária para a sobrevivência de um mamífero de tamanho humano.

Comunicação

As comunicações de rádio entre a Terra e Marte são severamente prejudicadas pela distância entre esses dois corpos e os limites impostos à propagação do sinal de rádio pela velocidade da luz . A duração da viagem de ida e volta de uma comunicação vai de 6,5 minutos, quando os dois planetas estão mais próximos (distância de cerca de 60 milhões de km), até 44 minutos, quando eles estão em conjunção superior (cerca de 400 milhões de km). A comunicação pode ser difícil, senão impossível, por alguns dias em cada período sinódico , no momento da conjunção superior, quando o Sol está diretamente entre Marte e a Terra.

Astronautas geneticamente modificados

A modificação genética dos colonos marcianos é uma via que está sendo considerada para tornar possível a colonização de Marte. Entre as melhorias previstas estão a síntese de aminoácidos que o corpo humano normalmente não produz, a capacidade de resistir à radiação, melhor regeneração óssea, a capacidade de comer exclusivamente água com açúcar, etc.

Projetos de instalação em Marte

Em 2012 , o projeto Mars One convidou todos a se inscreverem para se tornarem colonos marcianos, com o objetivo de estabelecer uma colônia até 2032 . A falência da empresa foi declarada em 15 de janeiro de 2019.

O principal objetivo declarado por Elon Musk para sua empresa SpaceX é tornar a colonização de Marte possível, fornecendo transporte para "ajudar a humanidade a estabelecer uma colônia permanente e autossustentável em Marte nos próximos 50 a 100 anos." O projeto Red Dragon (sonda espacial) seria uma demonstração tecnológica da possibilidade de viagens. Em 2016, Elon Musk revelou sua visão para colonizar Marte, envolvendo centenas de lançadores reutilizáveis, cada um carregando de 100 a 250 colonos.

Galeria

Concepção artística de uma instalação em Marte, Nasa, 2005.
Diferentes elementos de uma missão humana a Marte.
A poeira é uma preocupação para as missões de Marte.
Rendezvous, a nave de transporte interplanetário e o módulo de pouso se encontram em órbita ao redor de Marte.
Várias instalações e dispositivos de uma base marciana.
Astronautas se aproximam da sonda de pouso Viking 2 .

Origens

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