Diário Lunar: uma crónica da viagem da Terra através do espaço e tempo, tal como vista da Lua Understand article

Traduzido por Jaime A.d.S. Cardoso. Chave para a História da Terra, da Via Láctea e do Universo encontra-se escondida na superfície da Lua.

A Lua tem sido a companheira constante da Terra durante aproximadamente  4,5 Ga . Juntas têm viajado à volta do Sol e da galáxia Via Láctea. Formaram-se juntas, evoluíram juntas e experimentaram uma História partilhada. O que faz com que a Lua seja cientificamente tão interessante é que, comparada com a Terra, é um lugar muito simples. Falta-lhe a atmosfera protectora da Terra, não tem vento ou chuva e a superfície dela não é moldada por actividade tectónica. Por isso, a superfície ancestral da Lua transporta as marcas e a história química da viagem dela ao lado da Terra e preserva a evidência da história geológica mais primordial.

A Lua pode contar-nos a História da formação dos planetas interiores do Sistema Solar e é um diário da viagem da Terra e da Lua. Pode contar-nos sobre o paradeiro que o nosso planeta tem sido e sobre os companheiros de viagem que temos encontrado ao longo do caminho.

Nesta série em duas partes, vou começar primeiramente porque desejam os cientistas voltar à Lua, que questões científicas permanecem e porque é importante achar as respostas. O segundo artigo (na próxima edição) incidirá nos desafios de voltar à Lua e obter essas respostas.

A humanidade pousou na Lua seis vezes entre 1969 e 1972. Em 1972, os vossos alunos não haviam nascido, não existiam telemóveis, os computadores eram do tamanho de uma sala e os conhecimentos científicos e capacidades técnicas eram rudimentares comparados aos de hoje. Ciência e tecnologia evoluíram muito desde que o Homem esteve na Lua e a exploração lunar é agora abordada de maneira diferente.

Doze homens andaram na Lua durante as seis missões Apollo^w1. Com eles, trouxeram de volta 382 kg de material lunar^w2. A União Soviética também tinha um programa de exploração lunar muito activo e apesar de não terem enviado seres humanos, enviaram robôs para a superfície lunar^w3. De uma série de missões robóticas à superfície, três missões Soviéticas Luna recolheram um total de 300 g de material lunar^w2,w4.

As amostras das missões Apollo estão armazenadas numa instalação especial em Houston, Texas, E.U.A.N, enquanto as amostras Luna estão armazenadas no Instituto Verndasky na Rússia. Estas amostras ainda estão a ser até hoje estudadas por cientistas e continuam a gerar novos e inesperados resultados científicos.

Embora tenhamos estado na Lua, mal raspamos a superfície quanto a explorá-la ou entender o que ela tem para dizer-nos sobre nós mesmos. Como alienígenas aterrando sobre uma duna no deserto do Sara nunca conseguiriam dizer que haviam explorado ou compreendido África, tal é actualmente a extensão da nossa exploração da Lua.

História da Terra e do Sistema Solar

A formação da Lua é ainda uma questão de debate científico. A principal teoria científica é que um grande corpo chamado Theia chocou contra a Terra, destruindo Theia e provocando destruição massiva da Terra^w5. Foi ejectada uma grande nuvem de detritos e, com o tempo, ligaram-se para formar a Lua. No entanto, há inconsistências neste modelo e simulações em computador não produzem a Terra e a Lua como hoje as conhecemos.

Análise química detalhada de amostras lunares provenientes de novos locais dariam aos cientistas mais informação acerca da composição da Lua e alargariam a nossa crescente compreensão de como foi formada a Lua (ver Herwartz et al., 2014, para a evidência de Theia em amostras do solo lunar).

Para estabelecer a idade das amostras da Lua, os cientistas confiam na análise da relação de diversos isótopos progenitor-afiliado^w6. Por extrapolação, tal método também pode ser utilizado para identificar a idade dos terrenos e crateras específicos de onde foram tiradas as amostras^w7. Quando os cientistas combinam essa informação com o número de crateras num determinado terreno, conseguem estimar quantos impactos de meteoritos terão ocorrido ao longo do tempo. A partir desta informação, podem ser inferidas as idades de superfícies das crateras noutros lugares da Lua e em todo o Sistema Solar interior. Como os cientistas vão aprendendo mais sobre a história dos impactos na Lua, pode-se fazer deduções mais precisas sobre a história dos impactos na Terra que foram apagados ao longo do tempo pelo nosso ambiente (p.ex. vento, chuva e placas tectónicas).

A Missão Lunar do Satélite Sensor e de Observação de Crateras (sigla inglesa LCROSS) da NASA confirmou que há gelo de água, bem como gases congelados (como metano, amoníaco, hidrogénio gasoso, dióxido de carbono e monóxido de carbono) em regiões dos pólos lunares permanentemente à sombra^w8. O gelo lunar é uma mistura de todo o gelo fornecido à superfície durante os impactos e poderia ser útil a análise deste gelo para compreender as origens da água na Terra. Ademais, julga-se que o gelo lunar é um reservatório e um bom lugar para procurar gases solidificados e reacções que podem ter constituído química pré-biótica. Algumas teorias sugerem que os precursores primordiais da vida na Terra podem ter sido fornecidos por ou formados durante impactos de gelo^w9, por isso a análise do gelo lunar poderia ajudar também os investigadores a entenderem as primeiríssimas origens da vida na Terra.

Viajar para além da Lua e para o Espaço

A Lua também pode ser utilizada como local de ensaios para missões a Marte e outros corpos planetários. Muito se aprendeu em ambientes remotos da Terra e na Estação Espacial Internacional (sigla inglesa ISS), mas a Lua representa um maior nível de dificuldade do que o que foi alcançado anteriormente. Marte será um desafio ainda maior do que a Lua; qualquer desafio deve primeiramente ser superado na Lua, que está mais perto da Terra, antes que possamos esperar ter sucesso noutros corpos planetários distantes. A Lua pode ser a base de testes para:

• construção de uma base noutro planeta. Podemos usar a experiência de bases remotas tais como estações de pesquisa no Árctico e na Antárctida, mas há muito a aprender sobre a construção de um habitat fora do nosso planeta. Para explorar isto mais ainda com os seus alunos, por favor consulte uma lição acerca de habitats no Espaço^w10.
• desenvolver e implementar procedimentos para usar os recursos naturais à superfície da Lua a fim de reduzir o que teria que ser levado da Terra (conhecido como utilização de recursos in situ (sigla inglesa ISRU). Os recursos locais poderiam fornecer o material necessário para a construção de habitats, blindando os astronautas da radiação, fornecendo matéria-prima para os sistemas de suporte de vida e até mesmo para combustível para a exploração planetária. O uso deles está a ser activamente testado por agências espaciais^w11 e este trabalho dará conhecimentos para as missões lunares e planetárias.

• lidar com perigos para a saúde e do equipamento tais como radiação e poeira lunar. A experiência de indústrias tais como centrais nucleares e mineração ajudar-nos-á, mas necessitariam ser adaptadas antes de serem implementadas à superfície lunar. Crê-se que a água é uma blindagem boa contra radiação, mas como obter água na Lua? É pesada demais para levar para lá em grandes quantidades, por isso teria de ser recolhida ou obtida na Lua.

• missões operacionais com comida e água limitadas – as missões submarinas, polares e da ISS podem ajudar a informar-nos e devem ser feitos esforços para cultivar alimentos na Lua.
• munir um habitat com o equipamento certo – as missões submarinas, polares e da ISS podem ajudar-nos a criar listas de equipamentos e pode ser necessária uma oficina de trabalho acerca da Lua para construir e reparar pequenas peças de equipamento. Além disso, devem ser inseridos três níveis de redundância para equipamentos de suporte de vida a fim de garantir a segurança dos astronautas.
• lidar com emergências médicas longe de pessoal médico  – as missões submarinas, polares e da ISS ensinaram-nos muito, mas subsistem questões sobre o tratamento de infecções, lidar com pequenas cirurgias ou até um dente dorido. Uma solução parcial poderia ser ter um médico a fazer parte da tripulação.

• 

  estudar a psicologia de viver num ambiente extremo, longe da família, amigos e confortos modernos. Muito se tem aprendido de missões em isolamento, mas há discussões sobre como testar realisticamente tal stress psicológico. Os participantes em simulações sabem que é apenas uma simulação e que acabará. Como se irão sentir pessoas a verem a Terra encolher até uma minúscula pinta à medida que passam meses a viajar para Marte numa cápsula estreita? Pode não haver uma maneira de simular com precisão tal experiência.

A Lua também poderia tornar-se um posto de paragem para a exploração planetária. Poder-se-ia usar recursos lunares para gerar combustível e materiais de consumo tais como o oxigénio. A base na Lua poderia tornar-se um ponto de recolha para recursos da Terra e recursos feitos na Lua, a partir dos quais se poderia preparar missões a outros planetas. A reduzida gravidade lunar faz com que o lançamento de missões de exploração planetária a partir da superfície lunar exija muito menos energia comparativamente a lançamentos da Terra. Pode-se utilizar missões polares e no deserto  como locais de teste, mas o melhor lugar para testá-lo é na Lua.

Há muitas razões científicas e de exploração para se regressar à Lua. Na próxima década, muitas e variadas agências espaciais, países e o sector privado têm planeadas missões robóticas. O próximo desafio é determinar como vamos lá chegar e como traremos amostras e conhecimentos. Fique atento à próxima edição da Science in School para certas ideias.

Agradecimentos

Obrigado a James Carpenter na Agência Espacial Europeia por valioso retorno acerca do artigo.

Download

Download this article as a PDF