(Imagem: © NASA Glenn / NIAC)
Um submarino pode explorar mares estranhos em apenas algumas décadas.
Os pesquisadores estão elaborando uma missão conceitual que enviaria um submarino à enorme lua de Saturno, Titã, que exibe lagos e mares de hidrocarbonetos líquidos em sua superfície gelada.
Tal missão, se aprovada e financiada pela NASA, pode estar pronta para ser lançada na década de 2030, potencialmente pavimentando o caminho para uma exploração de submarinos ainda mais ambiciosa no futuro, disseram os desenvolvedores do conceito.
Um mundo estranho e potencialmente habitável
Com 3.200 milhas (5.150 quilômetros) de largura, Titã é a segunda maior lua do sistema solar. O único maior é o Ganimedes de Júpiter, que derrotou Titã por apenas 120 km.
Mas o tamanho não é tudo o que torna Titan especial. Por exemplo, a lua gigante é o único mundo além da Terra conhecido por abrigar corpos estáveis de líquido em sua superfície – os mares e lagos de metano e etano líquidos, alguns dos quais são maiores que os Grandes Lagos da América do Norte.
Além disso, a espessa atmosfera de Titã provavelmente hospeda uma química complexa envolvendo moléculas orgânicas, os blocos de construção da vida que contêm carbono como a conhecemos. Como resultado, muitos astrobiólogos veem Titã como uma morada potencial promissora para a vida, sugerindo que organismos nativos poderiam estar girando no ar da lua ou nadando em seus lagos e mares.
Esses nadadores seriam muito diferentes de tudo o que existe aqui na Terra, visto que estariam ganhando a vida com metano ou etano líquido, em vez de água. A superfície de Titã é fria demais para que a água permaneça líquida, mas os cientistas acham que a lua hospeda um mar salgado dessa substância nas profundezas do subsolo, como Enceladus, Europa e vários outros corpos do sistema solar.
Portanto, é possível que Titã hospede dois ecossistemas completamente diferentes e separados – um mundo de superfície de “vida estranha” que se sobrepõe a um reino de organismos dependentes de água mais familiares (para nós, pelo menos).
Explorando os mares de hidrocarbonetos?
A maior parte do que sabemos sobre Titã aprendemos com a missão Cassini-Huygens de US $ 3,2 bilhões, que estudou Saturno e suas muitas luas de 2004 a 2017. A maior parte desse trabalho foi feito pelo orbitador Cassini Saturn da NASA, mas contribuições significativas também veio do módulo Huygens, uma sonda da Agência Espacial Européia-Agência Espacial Italiana que pousou em Titã em janeiro de 2005.
A NASA está trabalhando em uma espaçonave Titan própria – um drone de oito rotores chamado Dragonfly, que está programado para ser lançado em 2026. Se tudo correr conforme o planejado, o Dragonfly pousará em Titã em 2034, então estude a química e o potencial complexo da lua habitabilidade em vários locais diferentes.
Um submarino pode ser o próximo passo na exploração do Titã. A agência não selecionou a sub-ideia Titan como uma missão oficial, mas Oleson e sua equipe conseguiram duas rodadas de financiamento do programa NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), que busca estimular o desenvolvimento de ideias de exploração potencialmente revolucionárias e tecnologias. Esses dois subsídios NIAC, no valor de $ 100.000 e $ 500.000, foram concedidos em 2014 e 2015, respectivamente.
O principal objetivo do trabalho do NIAC era traçar um projeto básico de engenharia de um potencial submarino Titan, disse Oleson.
“É possível?” disse ele durante a apresentação da FISO. “Que tipo de tecnologia é necessária? O que há de único nesse ambiente?”
A singularidade tem várias camadas. Por exemplo, embora Titã seja enorme para uma lua, é muito menor que a Terra, apresentando apenas 14% da atração gravitacional do nosso planeta. Isso significa que um submarino Titã não sentiria tanta pressão em seu casco quanto um submarino sentiria na mesma profundidade na Terra.
E o submarino Titã estaria navegando por um meio diferente do que os aqui na Terra fazem. Mas isso também não é necessariamente negativo. Um submarino poderia empurrar hidrocarbonetos líquidos com bastante facilidade, disse Oleson, e o material é transparente aos sinais de rádio, permitindo a comunicação com a nave mesmo quando está submersa.
Essas comunicações podem alcançar o submarino diretamente da Terra ou ser retransmitidas por um orbitador Titan, dependendo da arquitetura da missão.
Um submarino Titan autônomo precisaria ser grande – cerca de 20 pés (6 metros) de comprimento, com um peso (na Terra) de 3.300 libras. (1.500 quilos) – para acomodar o equipamento de comunicação necessário, disse Oleson. Um submarino com um companheiro orbital, por outro lado, poderia encaixar a mesma instrumentação científica em um corpo de apenas 2 metros de comprimento, com um peso de cerca de 1.100 libras. (500 kg).
Esse equipamento científico deve incluir, no mínimo, um pacote de química que analisa amostras de líquidos, um imageador de superfície, um sonda de profundidade, uma estação meteorológica e um instrumento que mede as propriedades físicas do mar circundante, determinaram Oleson e sua equipe. Instrumentos adicionais podem analisar amostras do fundo do mar e imagens do fundo do oceano, entre outras tarefas.
Os pesquisadores também investigaram a possibilidade de ficar na superfície com um barco, que iria sondar as profundezas do Titanic intermitentemente com pequenos dispositivos carregados de instrumentos chamados dropsondes. Essa seria uma opção menos arriscada, mas a recompensa também seria menor, disse Oleson.
“Estamos perdendo ciência, apenas pelo fato de que não podemos submergir e fazer muitos desses testes”, disse ele sobre a ideia do barco.
Um submarino autônomo ou uma dupla de suborbitadores provavelmente seriam as missões principais, disse Oleson. Navios-carro-chefe são as missões mais caras e ambiciosas da NASA, com preços geralmente superiores a US $ 2 bilhões atualmente. Os exemplos incluem Cassini-Huygens, o Mars rover Curiosity e o Mars 2020 rover Perseverance, que foi lançado em direção ao Planeta Vermelho no final de julho.
A NASA pode realizar uma missão no barco Titan por meio de seu programa Novas Fronteiras, disse Oleson. As missões New Frontiers, como Dragonfly e a sonda New Horizons Pluto, custam significativamente menos do que os carros-chefe. As propostas para a última rodada de financiamento do New Frontiers, que resultou na seleção do Dragonfly em junho de 2019, tiveram que respeitar um limite de custo de US $ 850 milhões (sem incluir os custos de lançamento ou operações de missão).
Todas as versões de um explorador marítimo Titan seriam movidos a energia nuclear, assim como Cassini e Dragonfly. Saturno está 10 vezes mais distante do Sol do que a Terra, então a luz do sol está bem espalhada em Titã. (E um submarino movido a energia solar provavelmente seria uma má ideia mesmo aqui na Terra, visto que tais veículos ganham a vida viajando em profundidades escuras.)
Lançamento na década de 2030?
As altas latitudes ao norte de Titã hospedam quase todos os lagos e mares da lua, incluindo os dois alvos de exploração submarina mais intrigantes, Kraken Mare e Ligeia Mare.
Ambos os corpos são enormes. Kraken Mare cobre cerca de 154.000 milhas quadradas (400.000 km quadrados) e tem pelo menos 115 pés (35 m) de profundidade. Ligeia Mare tem uma área de 50.000 milhas quadradas (130.000 km quadrados) e uma profundidade máxima de 560 pés (170 m).
Como Saturno, Titã tem estações que duram cerca de sete anos terrestres cada. Seria melhor explorar Kraken ou Ligeia durante o verão do norte de Titã, quando uma espaçonave poderia visualizar as linhas costeiras em luz visível e se comunicar diretamente com os controladores de missão na Terra, disse Oleson.
Uma chegada em 2045 em Titan seria, portanto, uma boa escolha, disse ele. Se a missão incluiu um orbitador para comunicações, chegar durante a primavera do norte, por volta de 2040, também é uma opção, acrescentou Oleson.
A jornada para Saturno leva cerca de sete anos, portanto, uma submissão Titan de qualquer tipo precisaria ser lançada na década de 2030 (a menos que queiramos esperar mais três décadas para que as estações mudem novamente).
Esse cronograma “seria ótimo para nós – sermos capazes de deixar isso pronto na próxima década para avançar até lá”, disse Oleson.
Publicado em 30/08/2020 08h09
Artigo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: