Programa de exploração lunar pode opor ciência e sustentabilidade - Scientific American Brasil
Programa de exploração lunar pode opor ciência e sustentabilidade
O gelo que existe no satélite pode ser um recurso fundamental para futuros visitantes. Mas também é um tesouro para a astrobiologia. É possível atender a todos?
O gelo na superfície (em azul) mostra as regiões mais frias e mais escuras do polo sul lunar (à esquerda) e o polo norte (à direita), como visto pelo instrumento Mapeador de Mineralogia da Nasa. Crédito: Nasa
A Lua emerge novamente. Cinquenta anos depois de os humanos pisarem pela primeira vez na superfície lunar, diversos países e empresas privadas estão agora apostando corrida para voltar para lá.
Muitos planos para futuras missões lunares dependem da coleta de recursos lá disponíveis. E as regiões com mais recursos parece ser os polos da Lua, onde crateras com escuridão eterna atuam como "armadilhas frias", acumulando depósitos de gelo provenientes de milhões de anos de impactos de cometas e asteróides — e também um possível "ciclo de água" ativo na Lua.
Resultado de um processo de formação que já dura eras, essas reservas poderiam ser realmente muito grandes, proporcionando gelo suficiente para que os astronautas possam sobreviver e prosperar, e permitir uma presença constante de humanos na Lua. Extraído de crateras geladas, o gelo poderia ser usado para a fabricação de propulsores de foguetes, células de combustível e na proteção contra radiação — sem falar na produção de água potável.
Por outro lado, esse tesouro pode oferecer relíquias de um tipo diferente. Embora sua utilidade para a sobrevivência humana seja clara, esse gelo também tem imenso valor científico, revelando capítulos ocultos da história lunar que poderiam fornecer informações de como a vida na Terra surgiu e evoluiu. Os especialistas estão agora debatendo se devem pausar os planos incipientes de mineração de gelo lunar — pelo menos até que seu potencial científico seja melhor compreendido.
Explorando a Lua, lado a lado
Laszlo Kestay, geólogo do Centro de Ciência Astrogeológica, no Arizona, EUA, diz que o gelo lunar é, sem dúvida, de grande interesse para a pesquisa. Estudos de depósitos em crateras polares escuras poderiam fornecer novas informações sobre a estabilidade a longo prazo da órbita da Lua, sobre a natureza e o tempo dos impactos de asteróides e cometas, e até mesmo sobre episódios passados de vulcanismo lunar.
"Em princípio, não deveria haver nenhum conflito real entre a utilização de recursos no local e a ciência, pelo menos não neste momento", diz Kestay. Mas, "é essencial desenvolver uma melhor compreensão científica do gelo lunar antes que possamos projetar adequadamente estratégias e tecnologias para sua utilização como recurso", ele observa
Se os depósitos de gelo polar lunar forem aproveitados, pode ser um ótimo exemplo de projeto em que a ciência e o comércio andam de mãos dadas. Essa é a opinião de John Rummel, ex-oficial de proteção planetária da Nasa e agora cientista sênior do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia.
"Por sua vez, os cientistas vêem as muitas camadas de gelo polar como um registro dos impactos passados de cometas e asteróides, trazendo mais informações sobre a longa história do sistema Terra-Lua", diz Rummel. "Mas eles precisam de engenharia de ponta para poder perfurar um núcleo a 80 graus Kelvin, o que é bastante frio".
Por outro lado, diz Rummel, os "garimpeiros de gelo" vão querer saber do que o gelo é feito e se é de alto teor — ou seja, se não é muito empoeirado ou contaminado. "Alguns cometas podem ter na ordem de 5% de cianureto em seus núcleos", aponta ele, "então os mineradores lunares terão que ter cuidado com a qualidade do produto se quiserem vendê-lo!"
Interesse astrobiológico
Relativamente pouco se sabe sobre o gelo nos polos lunares, diz Paul Lucey, cientista planetário da Universidade do Havaí em Manoa. "Mas certamente ele tem um grande potencial científico, dependendo de como e quando chegou lá."
Em particular, diz Lucey, qualquer gelo de cometa sepultado dentro de uma armadilha fria de crateras poderia ter um interesse astrobiológico significativo, possivelmente contendo indícios de como os ingredientes cruciais para a vida chegaram ao sistema Terra-Lua. Manter essa evidência protegida de contaminação der futuros desembarques lunares poderia ser importante.
"Pode haver locais de preservação exclusivos desde o início, voltados para exploração científica", diz Lucey. No entanto, ainda não há mapas de distribuição de gelo suficientemente detalhados para permitir a identificação de locais críticos. A mineração lunar poderia criar oportunidades, segundo ele, para amostragem de depósitos que, de outra forma, estariam além do alcance do orçamento de exploração científica de uma agência espacial.
"Se materiais orgânicos estiverem presentes nos polos lunares, eles representam uma oportunidade para testarmos em campo os modelos de síntese química que são propostos para cometas e nuvens interestelares, que por sua vez foram importantes fornecedores de material orgânico para a Terra primitiva ", especula Lucey. De fato, diz ele, não há outra localização no sistema solar mais conveniente para conduzir esses estudos do que a Lua.
Da mesma forma, o astrobiólogo Dirk Schulze-Makuch, professor da Universidade Técnica de Berlim, na Alemanha, e professor adjunto da Washington State University, argumenta que o gelo lunar pode conter as únicas relíquias que poderíamos encontrar da mais remota evolução da vida na Terra. "Eu acho que devemos seguir com a mineração do gelo lunar, mas definitivamente também procurar por quaisquer orgânicos que este gelo pode conter", diz ele. "Dessa forma, podemos ser capazes de resolver o enigma de como a vida se originou na Terra."
Segundo Jim Green, cientista-chefe da NASA, as estimativas atuais sugerem que existem entre cem e duzentos milhões de toneladas de água congelada nas crateras escuras da lua — o que desperta interesse. "Cientificamente, estamos empolgados com isso porque queremos saber como ele chegou lá … e se tudo aconteceu de uma vez ou se ainda está acontecendo atualmente."
Ao estudar essas regiões permanentemente no escuro, diz Green, os futuros exploradores não só poderiam analisar a história dos impactos lunares, mas também potencialmente fazer novas descobertas sobre o interior da Lua, como a história da água e de outros compostos voláteis no manto lunar. "Isso nos traz o desejo científico de ir a esses locais e trazer de volta amostras criogênicas para se estudar no laboratório", diz ele.
Isso significa pegar amostras de gelo nucleares de cada cratera desprovida de Sol na Lua e depois dizer que todo o resto da água é proibida?
"Minha resposta para isso é não, de forma alguma", enfatiza Green. "Nós vamos querer as amostras de volta e provavelmente as obteremos antes que a indústria de mineração comece suas atividades. Eles vão esperar nós chegarmos em um núcleo e dizer-lhes o que tem lá. Antes de tudo, os cientistas não sabem e querem saber. É um momento tremendamente animador. Tudo se resume em fazer a ciência primeiro.
Green relata que a classificação da Lua, em termos de proteção planetária, remonta ao programa de pouso lunar da Apollo. Depois que os astronautas da Apollo 11 viajaram de volta à Terra a partir de sua histórica viagem lunar, eles foram colocados dentro de uma quarentena . O mesmo aconteceu com as tripulações das missões Apollo 12 e 14.
"Quando foi decidido que não havia material biológico nas amostras lunares para se preocupar, as portas foram abertas para permitir que os astronautas fossem para casa", diz Green. Portanto, a classificação da Lua é "plenamente autorizado o ingresso na Terra" de espécimes lunares.
Mas com base em novas observações da ciência lunar, há alguma vontade de mudar essa classificação e, em caso afirmativo, qual seria a justificativa?
Se houver, virá do Painel de Proteção Planetária da Comissão de Pesquisas Espaciais das Nações Unidas (COSPAR), no qual Green representa a Nasa. "No momento, não vejo nada que nos dê uma brecha para mudar a classificação", diz ele.
Ocupar a Lua?
Então, o que é necessário para obter o melhor dos dois mundos, para utilizar o gelo lunar tanto para a exploração sustentável quanto para a ciência?
Joanne Gabrynowicz, professora emérita de direito espacial na Universidade do Mississippi, observa que esta é uma área ativo de debate internacional, apesar do fato de que as diretrizes básicas foram criadas no Tratado do Espaço das Nações Unidas de 1967. Gabrynowicz é membro do comitê coautor de um relatório de 2018 da National Academies sobre política de proteção planetária, que aborda como identificar e proteger áreas cientificamente valiosas.
Se o gelo na Lua fosse considerado rico em vida microbiana passada ou presente, por exemplo, ele poderia ser isolado e preservado para estudo. "Do ponto de vista científico, isso faz muito sentido", diz Gabrynowicz.
Conforme recomendado no relatório, é necessário um acordo internacional formal para abordar a questão da proteção da Lua como um recurso científico, independentemente de a exploração estar sendo conduzida pelo governo ou por empresas privadas. Tal acordo poderia estabelecer diretrizes para identificar e proteger regiões sensíveis da Lua com base em recomendações de cientistas, engenheiros e formuladores de políticas, e seria promulgado por meio das Nações Unidas. Sua base legal seria baseada no Artigo II do Tratado do Espaço Sideral, que afirma que a Lua "não está sujeita à apropriação nacional por soberania, por uso ou ocupação, ou por qualquer outro meio". Fechar o acesso a uma seção da Lua por valor científico, diz Gabrynowicz, seria considerado "ocupação" sob o Tratado do Espaço Exterior.
"É por isso que tem que haver um acordo internacional", diz ela. "Não é uma gentileza diplomática. É uma necessidade legal."