A logística desafiante da exploração lunar Understand article

Tradução de Isabel Queiroz Macedo. O caminho para a Lua está cheio de desafios. A que perguntas precisa a próxima geração de exploradores espaciais de responder?

No primeiro artigo desta série de dois expliquei porque querem os cientistas voltar à Lua, quais as perguntas científicas ainda sem resposta e porque é importante encontrar as respostas (Tranfield, 2014). Aqui descrevo alguns desafios a superar no planeamento de uma missão à Lua bem sucedida e algumas pistas para soluções. Os seus alunos, a próxima geração de exploradores do espaço, podem propor ideias e soluções para estes problemas.

Aonde devemos ir na Lua e porquê? 

Aos pólos? Ao equador? Ao lado mais próximo? Ao mais distante? A resposta depende das questões científicas em estudo. As missões Apollo pousaram todas no lado mais próximo da Lua, perto do equador^w1. Os cientistas acham que devemos explorar novos lugares para aprofundarmos o nosso conhecimento sobre a Lua. Destinos com interesse incluem os pólos, particularmente a bacia de Pólo Sul-Aitken, a maior cratera conhecida na superfície^w2 lunar e também a mais antiga e de maior profundidade, o que faz dela um local de estudo de muito interesse para os geólogos da Lua. 

Além disso, a missão LCROSS da NASA determinou em 2009 que há gelo nos pólos, em regiões que nunca recebem luz solar directa ^w3. Experiências que visem o estudo de gelo lunar têm de incluir os pólos. Seria também interessante explorar o lado mais distante da Lua, mas isso é tecnicamente mais complicado, porque nunca há uma linha directa de contacto visual entre a face mais distante da Lua e a Terra, o que dificulta o controlo da missão e a comunicação.

Devem ir seres humanos? Devem ir robôs?

Ou devem ir ambos? Os seres humanos podem fazer mais ciência do que um robô no mesmo período; podem aprender rapidamente com as circunstâncias e usar os seus conhecimentos para avaliar situações novas. No entanto, uma missão tripulada é muito mais cara e põe em perigo mais vidas do que uma missão robótica. Em geral planeiam-se missões robóticas para realizar estudos científicos preliminares: usam-se câmaras e instrumentos científicos para estudar a zona antes da chegada de seres humanos. Após uma série de missões robóticas bem sucedidas, planeiam-se missões tripuladas para executar tarefas mais complexas, incluindo experiências científicas avançadas, construção de habitats e a exploração.

As experiências devem ser feitas na Lua ou na Terra?

As amostras lunares devem estar num ambiente “isent” de ar e água e longe de fontes de contaminação, como seres humanos, naves espaciais ou a atmosfera terrestre. Por isso, o estudo das amostras na Lua reduz o risco de alterações e contaminações durante o transporte. No entanto, o custo e o desafio tecnológico inerentes ao desenvolvimento e lançamento de instrumentos científicos suficientemente pequenos e que funcionem em gravidade lunar limitam o tipo de análises que se pode levar a cabo na superfície da Lua.     

Assim sendo, amostras que requerem múltiplas análises ou instrumentação complexa devem ser analisadas na Terra. Isto implica que devem ser colhidas e transportadas para a Terra com o devido cuidado, de um modo que minimize alterações e contaminações. Os recipientes para transporte de rochas construídos para as missões Apollo são um bom exemplo de quão desafiante esta tarefa pode ser. Foram concebidos para evitar contacto das amostras com oxigénio e água durante a viagem de regresso à Terra; porém, em alguns casos a natureza abrasiva da poeira lunar degradou os vedantes e as amostras ficaram expostas ao ar e à humidade. Outro assunto que é preciso resolver é a amostragem de núcleos de gelo. Os núcleos de gelo obtidos por perfuração podem ser danificados pelo calor gerado durante o processo de colheita. Além disso, as amostras de núcleos de gelo terão de ser transportadas para a Terra em recipientes especialmente concebidos para os proteger do calor, luz, radiação, oxigénio e contaminantes biológicos.

 

 

 

Como podemos armazenar as amostras na Terra sem comprometer a sua qualidade?

Nas instalações da NASA para conservação de material lunar, em Houston,Texas, EUA, estabeleceram-se procedimentos adequados para lidar com amostras de solo em atmosfera de azoto, inerte, que asseguram uma boa protecção da humidade, ar e contaminação biológica. Há laboratórios que se dedicam à investigação e análise das amostras e que registam cuidadosamente todos os resultados obtidos com cada uma. Amostras novas, como núcleos de gelo, requerem o desenvolvimento de métodos que garantam a preservação do seu valor científico. 

Quantas missões à Lua deve haver?

Cada missão deve ser planeada com o objectivo de melhorar o nosso conhecimento e a nossa capacidade de exploração. Porém, cada missão requer um investimento considerável, em tecnologia, tempo e dinheiro. Por exemplo, no auge do projecto trabalharam 400 000 pessoas no programa Apollo, que custou 20 mil milhões de dólares americanos em 1970^w5 (equivalentes a cerca de 120 mil milhões em 2013). Já a missão Satélite de Detecção e Observação de Crateras (sigla inglesa LCROSS) custou 583 milhões de dólares em 2009 (equivalentes a 633 milhões em 2013^w6. A missão LCROSS /LRO foi muito mais barata do que o programa Apollo, mas o seu valor científico foi muito menor e não envolveu missões tripuladas. No planeamento de grandes programas de exploração deve haver um equilíbrio entre missões robóticas e tripuladas que maximize o retorno científico a custos razoáveis. 

Quem deve pagar? Quem deve ir?

No actual panorama político e económico, são muito poucos os países que têm todos os recursos e competências necessários para lançar as suas próprias missões lunares. A cooperação internacional, em que cada um contribui com as suas competências e recursos, permite que todos os países colaborem numa missão conjunta de exploração espacial de longo prazo, à Lua e além. O acordo sobre quais os países que podem enviar astronautas e equipamentos representa um desafio, e isso pode ser um tema interessante para discutir com os seus alunos

Do ponto de vista científico e de exploração, os benefícios de voltar à Lua são enormes. No entanto, há ainda muitos desafios a superar. Isto foi conseguido na era Apollo e a comunidade científica está hoje muito empenhada em fazê-lo de novo. 

Download

Download this article as a PDF