Como funcionará o pouso em Marte?

Introdução a Como funcionará o pouso em Marte?

A última vez que o homem pisou na Lua foi aproximadamente no final dos anos de 1960, e existem planos para mais uma viagem. Boa parte desse foco será a instalação de uma base na Lua que será usada como plataforma de lançamento para uma expedição tripulada a Marte. Só a volta à superfície da Lua (programada para ocorrer antes de 2020) já é um grande empreendimento, mas o tempo, dinheiro e criatividade necessários para enviar seres humanos a outro planeta são gigantescos.

Foto cedida pela NASAVista de Marte com o desfiladeiro Valles Marineris ao centro (foto enviada pela sonda Viking 1)

Antes de nos empenharmos nessa façanha, pesquisadores precisam resolvem centenas de questões. Eles estão formulando respostas sobre a superfície de Marte com base nas observações feitas por seus satélites e sondas em órbita.

Vamos refrescar rapidamente sua memória sobre o planeta vermelho. É o quarto planeta a partir do sol e tem aproximadamente a mesma idade que a Terra, cerca de 4,6 bilhões de anos. Marte tem um raio de 3.390 quilômetros, quase a metade do tamanho do nosso planeta. Em geral, é muito mais frio (embora os verões possam ser mais quentes). Mas não pense em passear pela superfície do planeta sem seu traje espacial. Se a baixa pressão atmosférica não matá-lo, o dióxido de carbono - que constitui 95% do planeta - o fará. A atmosfera marciana contém apenas 0,13% de oxigênio contra 21% da Terra. Marte não possui um campo magnético forte, embora os cientistas suspeitem da existência disso (que seria derivado de um núcleo quente e ardente) no passado. Apesar de os pesquisadores ainda terem que descobrir água corrente no planeta vermelho, eles acreditam que ela existe na forma de gelo. Lá ocorrem com frequência grandes tempestades de areia e duas luas pequenas, chamadas Fobos e Deimos, orbitam o planeta [fonte: NASA (em inglês)].

Então, o que os ginastas e os astronautas em Marte têm em comum? Apesar de usarem roupas esquisitas, os dois devem descer com precisão para terem sucesso. Esse artigo focará especificamente um aspecto de uma missão tripulada à Marte - o pouso. Vamos ler sobre alguns desafios que os pesquisadores deverão enfrentar para chegarem com segurança ao planeta

Desafios de um pouso em Marte

São muitos os desafios de um pouso em Marte - hoje, ninguém sabe como superá-los exatamente. Mas, supondo que as pessoas consigam chegar nas proximidades do planeta, existem alguns elementos a serem considerados quando se trata do pouso.

Foto cedida pela NASA/JPL
Criação de um artista de uma das duas sondas de exploração de Marte, Spirit e Opportunity. As duas eram mais fáceis
de pousar do que os veículos de pouso acessíveis
a humanos, pois eram muito leves.

A principal questão do pouso de seres humanos em Marte é estimar a lentidão com que o veículo deve pousar para não se chocar contra o chão. O problema é a atmosfera rarefeita do planeta vermelho. Esse problema não afeta os pousos das sondas em Marte, pois essas máquinas são leves. Mas, se o homem pousasse no planeta precisaria levar um monte de bagagens e, sem muita atmosfera para causar atrito, seria muito difícil diminuir a velocidade dessa espaçonave mais pesada.

A forma com que o atrito reduz a velocidade dos objetos em movimento pode ser vista no seu dia-a-dia. Por exemplo, lembre-se da vez em que viu um motorista pisando nos freios para parar o carro rapidamente. É possível observar o atrito criado entre os pneus e a estrada pelo calor que sai dos pneus cantando. Os aviões - muito semelhantes às espaçonaves - usam o atrito do ar para diminuir a velocidade e aterrissar com segurança.

A situação de pouso é mais complicada por outros fatores que influenciam a densidade da atmosfera de Marte. A estação, o clima, a latitude e até a hora do dia podem mudar a densidade atmosférica. Por exemplo, quase 8 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono saem e entram na atmosfera do planeta de acordo com a época. Isso se compara a 23 centímetros de gelo seco (dióxido de carbono sólido). Pesquisadores estão trabalhando na modelagem das mudanças atmosféricas de Marte, de modo que os astronautas possam pousar dentro de uma porção suficientemente densa que ainda dê certa visibilidade.

Então, como acontecerá o pouso? Os cientistas já estão elaborando alguns processos diferentes e ideias de projeto. Estão sendo feitas considerações à forma do equipamento de pouso, ao tipo de combustível a ser usado, à localização dos motores e ao tamanho da carga útil. Outra questão importante é se o equipamento de pouso carregará ou não um paraquedas, ou se contará apenas com as manobras propulsoras na forma de pequenas chamas de impulso para diminuir sua velocidade. A espaçonave que irá para Marte provavelmente terá a forma de foguete do programa Apollo (e do programa Constellation). Para obter mais informações sobre manobras de pouso, leia Como funcionam os ônibus espaciais.

Além disso, os pesquisadores estão considerando se a espaçonave prosseguiria imediatamente para a superfície (mais fácil sob um ponto de vista operacional, mas o tempo imprevisível no planeta poderia eliminar essa opção) ou estacionaria em órbita antes de enviar o equipamento de pouso à superfície. Se a espaçonave estacionasse primeiro em órbita, os astronautas teriam mais flexibilidade no caso de mau tempo, semelhante aos aviões que ficam voando em círculos até que seja seguro aterrissar.


Agora que analisamos alguns aspectos desconhecidos que cercam um pouso em Marte, vamos discutir outras possíveis soluções para a missão.

Como seria uma missão a Marte

Pousar em Marte não vai ser brincadeira de criança, mas talvez também não seja tão complicado quanto se achava inicialmente. As ideias ainda estão sendo trabalhadas, mas eis alguns detalhes sobre uma possível missão a Marte.

Os encarregados do planejamento precisam decidir se o pouso vai ser feito por etapas, com o envio de cargas separadas, ou todo de uma vez. Provavelmente seria possível fazer o pouso com um carregamento grande, mas isso obrigaria os astronautas a pousar em partes do planeta com elevações pequenas, e eles conseguiriam transportar apenas uma pequena quantidade de suprimentos, suficientes para uma visita curta de alcance limitado.

Uma ideia aventada pelo especialista em voos espaciais Robert Zubrin no livro “The Case for Mars” (Marte em questão, em tradução livre) envolve o envio de uma nave cargueira antes do veículo com a tripulação, que serviria de habitat. Essa nave de carga poderia fornecer suprimentos suficientes para estender a permanência dos astronautas – e também ser abastecida e ficar pronto para a viagem de volta (discutida adiante). Os astronautas podem deixar para trás o veículo de habitat, para ser usado no desenvolvimento de infraestrutura em Marte.

O ponto central no plano de Zubrin é produzir no planeta vermelho o combustível para a viagem de volta. A atmosfera de Marte (diferentemente da lunar) tem abundância de dióxido de carbono, que pode ser útil para os astronautas. Por exemplo, a mistura de seis toneladas de hidrogênio (um suprimento de hidrogênio poderia ser levado a bordo para isso) com dióxido de carbono num processador químico poderia permitir a produção de metano e oxigênio em quantidade suficiente para impulsionar a nave na decolagem e no voo de volta para a Terra. Das mesmas substâncias o processador poderia gerar oxigênio, água e combustível que os astronautas usariam durante uma temporada longa em Marte, economizando no envio de carga espacial.

Também se discute se uma parte da nave deve ficar em órbita, ou se toda ela deve pousar. Saber se a espaçonave (o que restar do equipamento original que decolar da Terra) pode pousar em Marte é algo importante no planejamento da missão. A parte remanescente, algumas vezes, é chamada de veículo de retorno à Terra (ERV, na sigla em inglês) é o que os astronautas vão usar para voltar para casa. Poder pousar o ERV inteiro (em vez de somente um módulo de pouso) permitiria estadas mais longas e evitaria complicações relacionadas a manobras orbitais complexas. Mas esse tipo de decisão técnica ainda está em discussão.

Parece que estamos preparados para pousar, então vamos olhar mais de perto no que vamos viajar. Hoje uma nave tendo Marte como destino se pareceria com uma do velho programa Apollo – seguindo as linhas do novo programa Constellation, concebido para levar pessoas à Lua novamente.

O ERV (ou a parte da nave que vai pousar) deve se parecer com uma bala de goma. Uma concha espacial (ou escudo térmico) de grandes dimensões vai ajudar a aumentar o atrito da nave quando entrar na atmosfera, desacelerando-a, de acordo com Zubrin.

Um cenário provável é o equipamento voltar à posição orbital depois de uma passagem inicial pela atmosfera para reduzir sua velocidade. Na hora escolhida a concha é acionada novamente – talvez com um paraquedas – para a passagem final pela atmosfera em direção à superfície de Marte. Pequenos foguetes podem ser acionados para assegurar um pouso suave. Para saber mais sobre manobras de pouso leia Como funcionam os ônibus espaciais.

Agora que examinamos alguns dos aspectos desconhecidos a respeito de um pouso em Marte, vamos discutir outros pontos da missão.