“É importante pensar sobre que instrumentos e tecnologias de apoio precisam de ser desenvolvidos agora para equipar os nossos astronautas para fazerem ciência notável em Marte.”
O futuro da exploração de Marte será grandemente melhorado pelos humanos que fizerem uma estadia no Planeta Vermelho. O trabalho que poderia ser realizado pelas tripulações de astronautas naquele mundo distante ultrapassaria em muito o que a maquinaria mecanizada de Marte pode realizar – mas certamente a um custo muito maior.
Para esse fim, a NASA está planejando uma estratégia da Lua a Marte que identifica a ciência como um dos três pilares sobre os quais se baseia a busca da agência por uma exploração humana sustentada em todo o sistema solar. O que está sendo traçado agora é a arquitetura para atingir esse objetivo.
Os workshops de arquitetura da Lua a Marte da NASA serão realizados no final deste mês, organizados pelo Conselho de Estudos Espaciais das Academias Nacionais. De acordo com uma declaração de Nujoud Merancy, Administrador Associado Adjunto do Escritório de Estratégia e Arquitetura da NASA na Diretoria de Missões de Desenvolvimento de Sistemas de Exploração, a agência espacial está em busca de opiniões sobre investimentos em ciência e tecnologia que possam ajudar a levar a um retorno humano sustentável à Lua e despachando tripulações para Marte.
“Nossas parcerias com a indústria, a academia e a comunidade internacional estão ajudando a NASA a definir uma arquitetura que nos permite explorar com ousadia a Lua, Marte e muito mais”, explica Merancy.
Conto da equipe tigre
Indiscutivelmente, a ciência conduzida na superfície de Marte pelos astronautas terá o maior impacto no âmbito e na escala dessa arquitetura. Portanto, a decisão sobre as prioridades científicas merece atenção precoce.
A história recente demonstra a questão da calçada nas tarefas científicas para os astronautas tarde demais.
Esta é uma mensagem central de um estudo recente para o Grupo de Análise do Programa de Exploração de Marte (MEPAG), que sugere como e onde no Planeta Vermelho os humanos podem maximizar a exploração e a produção científica.
Uma equipe MEPAG Tiger nos objetivos científicos da missão humana em Marte foi liderada por Bruce Jakosky, um cientista pesquisador sênior do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder, Colorado. O relatório deles foi transmitido à NASA no final do ano passado.
Proativo, não reativo
“Acho que o valor real deste relatório é conseguirmos que a NASA preste atenção”, disse Jakosky ao Space.com em uma entrevista exclusiva. “Vemos muito trabalho em andamento no planejamento da arquitetura para missões humanas a Marte. Mas a ciência não está na mesa. Meu objetivo como presidente da Tiger Team é tentar incluir a ciência na discussão”, disse ele.
Encaixar a ciência nas bordas não é a maneira de fazer ciência de classe mundial, disse Jakosky. A NASA precisa ser proativa, e não reativa, na incorporação da ciência, disse ele.
O programa Apollo da NASA, da década de 1960 até o início da década de 1970, observou Jakosky, tinha cientistas, engenheiros e astronautas trabalhando de mãos dadas, ombro a ombro, para garantir que a ciência fosse feita.
“E isso é algo que não creio que vejamos atualmente na Artemis ou em Marte”, disse Jakosky. “Tem que ser um processo iterativo para garantir que a ciência e a engenharia trabalhem juntas”, disse ele.
Locais de pouso baseados na ciência
Jim Head, um notável pesquisador planetário da Brown University, foi membro do grupo de relatório Tiger Team.
“A NASA está atualmente atualizando os objetivos da iniciativa Lua a Marte com a estratégia de ‘arquitetar da direita/executar da esquerda'”, disse Head. Isso se traduz, acrescentou ele, em “trabalhar de trás para frente a partir da meta definida para estabelecer o conjunto completo de elementos que serão necessários para o sucesso. Executar o desenvolvimento de todos os elementos de maneira regular, integrando à medida que você avança de acordo com a arquitetura estabelecida”.
Head disse que o relatório do MEPAG Tiger Team foi elaborado para fazer parte da estratégia da NASA, na medida em que o grupo considerou coisas como os locais de pouso em Marte com base científica ideais, os tipos de atividades e tempos de permanência necessários para cumprir metas e objetivos, e potenciais parcerias robóticas.
“Esses tipos de considerações fornecem insights significativos sobre o feed-forward do componente lunar da iniciativa Lua-Marte da NASA, a fase Artemis”, disse Head.
Interação e adaptabilidade em tempo real
Marte contém muitas pistas sobre a história inicial do sistema solar e sobre como os planetas terrestres sustentam os habitats e a vida, disse Bethany Ehlmann, membro do grupo de relatório Tiger Team. Ela é professora de ciências planetárias no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e diretora do Instituto Keck de Estudos Espaciais em Pasadena, Califórnia.
Para muitos tipos de ciência geológica, especialmente aquelas que envolvem muita interação com o terreno, como coleta de amostras ou perfuração profunda, Ehlmann disse que as capacidades humanas são “capacitadoras exclusivamente” devido à interação e adaptabilidade em tempo real.
“Humanos em uma atividade EVA podem realizar em poucas horas aquisições de dados e coletas de amostras que levaram anos para os rovers”, disse Ehlmann ao Space.com. “Com a iniciativa Lua-Marte da NASA em andamento, é importante pensar sobre quais instrumentos e tecnologias de apoio precisam ser desenvolvidos agora para equipar nossos astronautas para fazerem ciência excepcional em Marte.”
Ehlmann assinala as missões de referência indicadas no relatório do estudo que exemplificam uma série de possibilidades, como astronautas investigando locais gelados, acessando penhascos, explorando altitudes mais elevadas em Marte ou realizando expedições para investigar cavernas.
Esses casos exemplares sublinham como missões individuais e específicas podem alcançar ciência de alto valor.
Catalisar a discussão
Jakosky, como presidente da Tiger Team, observa que a lista de casos mencionados no relatório não representa todas as missões potenciais, mas “deve servir para catalisar discussões dentro e entre as comunidades científicas e de exploração”.
As missões sugeridas incluíam viagens projetadas de astronautas para Utopia Planitia, Valles Marineris, bem como Cerberus Fossae.
“Qualquer local de pouso fornecerá resultados científicos espetaculares. Acho que isso está claro”, disse Jakosky. “Marte é um planeta muito diverso e geologicamente complexo. Um único local não nos vai dizer tudo o que queremos saber sobre Marte.”
Um cenário envolve tripulações indo ao natural em Marte. Este é um estudo subterrâneo de cavernas naturais – com muitas cavernas de Marte já identificadas anteriormente.
Há necessidade de caracterizar as condições de habitabilidade de um ambiente cavernoso, seja a disponibilidade de água, fontes de energia e potencial químico. Mas também para determinar se estão presentes assinaturas de vida no ambiente da caverna, acrescenta o relatório.
Os exploradores humanos poderiam pousar perto de uma caverna alvo e permanecer dentro do habitat durante grande parte ou a maior parte da missão. Eles teleoperariam robôs de recuperação de amostras implantados no chão de uma caverna. Fazer isso eliminaria o atraso das operações em comparação com a execução de uma investigação robótica na Terra, “uma diminuição de múltiplas ordens de magnitude no tempo de decisão”, diz o relatório.
Por que humanos em Marte?
O relatório explica como os humanos podem promover uma paleta valiosa de objetivos científicos no Planeta Vermelho. Claramente, as equipes podem realizar medições de campo no local, executar mapeamento de áreas locais e obter, sob suas próprias forças, acesso ao subsolo.
A seleção das amostras de maior valor para retorno da superfície, subsuperfície e atmosfera e a colocação dessas amostras em laboratórios na Terra é crucial, explica o relatório.
Em primeiro lugar, os exploradores de Marte podem implementar redes locais e regionais de dispositivos de recolha de informações para capturar processos que operam em Marte durante e entre missões.
A partir da órbita ou na superfície de Marte, recursos robóticos teleoperados como precursores de transportes humanos em Marte podem sondar locais fora do alcance de um local de pouso humano ou avaliar uma rica diversidade de terrenos e habitats.
De volta aqui na Terra, há necessidade de controladores terrestres para operar a infraestrutura necessária para garantir a segurança humana e operações eficientes em Marte. Também é vital aproveitar as capacidades aprimoradas para fazer ciência, graças a equipes de especialistas locais.
Ciência de alta prioridade
Um sinal importante do estudo é a seleção do local para fazer ciência com humanos em Marte.
“Dada a complexidade da história evolutiva de Marte e a tremenda diversidade de ambientes em Marte, nenhum local pode abordar todos os objetivos científicos de alta prioridade”, sublinha o relatório.
Uma conclusão central do estudo é que a ciência vital pode ser realizada por humanos em Marte “o que seria muito mais difícil ou impossível de fazer com naves espaciais robóticas; as capacidades das missões humanas têm o potencial de mudar tanto os objetivos como as prioridades – e podem definitivamente acelerar o ritmo – para a exploração científica de Marte.”
Quanto ao trabalho científico em Marte, a Tiger Team sinalizou um trio de objetivos de alto nível:
Astrobiologia – Determinar se a vida alguma vez se desenvolveu em Marte e a natureza da habitabilidade;
Clima e voláteis – Desvende os processos e a história da água e das mudanças climáticas em Marte; e
Geologia/Geofísica/Geoquímica – Compreender o registro físico da evolução planetária desde a formação planetária até agora e os processos que impulsionam a evolução da superfície, crosta e interior de Marte
“O que diferencia Marte do resto do sistema solar é o potencial para a vida, a história da água e a natureza dos processos geológicos e semelhanças com a Terra”, disse Jakosky. “Em segundo lugar, é a relativa proximidade de Marte e a relativa facilidade com que podemos explorá-lo”, disse ele.
Contribuição da comunidade
Muito familiarizado com as conclusões do relatório está Scott Hubbard, ex-diretor do Centro de Pesquisa Ames da NASA, agora afiliado do Departamento de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade de Stanford.
Hubbard serviu como o primeiro diretor do programa de exploração de Marte da NASA em 2000, o que lhe valeu o título de “Czar de Marte” ao reestruturar o programa de Marte da agência espacial após vários fracassos na exploração do planeta.
Na opinião de Hubbard, o relatório da MEPAG Tiger Team é um “excelente exemplo de metas de exploração humana para Marte baseadas em objetivos científicos”, disse Hubbard ao Space.com.
Hubbard disse que espera que tanto a NASA quanto o próximo estudo das Academias Nacionais utilizem o relatório da Tiger Team como “importante contribuição da comunidade”.
Publicado em 28/02/2024 21h23
Artigo original: