Seria possivel viver em Marte?

Texto de Paulo Costa

Recentemente, a ficção passou a explorar temas associados a viagens e colonização do planeta vermelho. Para que isso ocorra, diversos cientistas vêm pensando as condições estruturais da viagem, bem como questões sobre saúde física e emocional que possam influenciar uma possível tripulação.

Talvez o maior anúncio de nossa pequenez é o céu noturno. Desde os tempos antigos, milhares de estrelas vistas a olho nu nos mostravam o quanto a realidade ao nosso redor é maior do que poderíamos imaginar. Com o desenvolvimento do conhecimento sobre o universo, bem como a descoberta de tantos planetas dentro e fora do sistema solar, viver em outro mundo é, possivelmente, o próximo passo rumo a um caminho de integração humana com o universo a sua volta.

E dado o conhecimento atual, Marte seria a melhor opção por enquanto. Afinal, além de estar a uma distância possível para a nossa tecnologia, este é ainda o planeta que mostra-se mais parecido com a Terra.

Mas tal epopéia, seria realmente possível?

Marte tem um pouco mais da metade do tamanho da Terra e, para o alcançarmos, seria necessário uma viagem de sete meses contando só a ida, em meio a radiação ionizante do espaço (1). Chegando lá, os primeiros exploradores encontrariam um planeta árido, com uma atmosfera que consiste em fração do que vivenciamos aqui em nosso planeta (2).

Pensando a saúde física

Além dos equipamentos para chegarmos até lá, uma viagem a outro planeta requer que a saúde física dos colonizadores seja pensada. Daí a necessidade de se conhecer as condições prévias de Marte.

A atmosfera marciana: poderíamos respirar por lá?

Só para se ter uma idéia, ao nível do mar, aqui em nosso planeta a pressão atmosférica é de 760 mm Hg. Entretanto, em Marte, a pressão atmosférica gira em torno de 4,5 mm Hg , ou seja, 0.6% da atmosfera encontrada aqui em nossa morada.

Mas como isso impactaria no corpo humano? De forma geral, o ponto de ebulição de líquidos diminui a medida que a pressão cai. Assim, sem um traje espacial adequado, tentar caminhar em Marte faria com que os gases dissolvidos em nossa corrente sanguínea passassem ao estado gasoso e, literalmente, teríamos o nosso sangue fervendo.

Quando falamos da composição da atmosfera de Marte, esta consiste, dentre outros gases, em aproximadamente 96 % de dióxido de carbono e menos de 1% de oxigênio molecular (2). Esta falta de oxigênio também é um claro impeditivo para a sobrevivência humana no planeta vermelho.

Outra característica do planeta vermelho é a ausência da camada de ozônio. Aqui na terra esta funciona como um filtro para radiação nociva, permitindo somente a passagem de luz visível e pequenas porções de radiação ultravioleta. Em contraste, em Marte existe um bombardeio de quantidades letais de radiação ultravioleta solar (6).

A temperatura média de Marte é de -63 graus centigrados (3). Entretanto, grandes variações de temperatura podem ocorrer por lá, dependendo da hora do dia, local de medição e época do ano. Assim, temperaturas de 20 graus Celsius podem ser observadas localmente (4). Já durante o verão marciano, ao meio dia, o Rover Oportunity registrou temperaturas acima de 30 graus Celsius (5). Tais dados nos mostram que, embora muito frio, Marte possui momentos em que sua temperatura assemelha-se as observadas aqui em nosso planeta.

Assim, os primeiros habitantes, além de precisarem se proteger dos extremos de temperatura, radiação nociva e baixa pressão, necessitariam também obter oxigênio, água e alimento de forma sustentável, para poderem sobreviver.

Como obteríamos água e oxigênio?

No que diz respeito as tecnologias adequadas para obtenção de água e oxigênio, tais problemas podem ser contornados através de tecnologias que incluíssem reciclagem de água, bem como utilização de reações de eletrólise (8) e Sabatier (7). Tais tecnologias foram primeiramente pensadas para Mir, a antiga estação espacial russa, e atualmente foram aprimoradas na ISS, a Estação Espacial Internacional.

Dessa forma, os primeiros habitantes de Marte precisariam reciclar a água proveniente de chuveiros, pias, suor, bem como a própria urina dos astronautas, como já é feito na estação espacial. Outra estratégia complementar seria o uso do próprio dióxido de carbono resultante da respiração dos astronautas, que após reação com o hidrogênio sob condições específicas, geraria água (7) .

Já para a produção de oxigênio, os primeiros exploradores poderiam utilizar-se desta mesma água, que após eletrólise se decomporia em hidrogênio e oxigênio. Este último utilizado para respiração(8).

Se observarmos bem, podemos perceber que esse “ciclo” para produção de oxigênio e água é uma boa idéia. Mas dizer que ele seria auto sustentável é outra história. Afinal sempre há perdas no processo. Assim, chegando no planeta vermelho, os primeiros humanos deveriam encontrar depósitos de água que “alimentem” este pretenso ciclo para manter os astronautas vivos por lá.

Mas onde encontrar água em Marte?

Atualmente sabe-se que Marte teve em seu passado distante, água líquida em abundância, com a existência inclusive de oceanos.

Infelizmente, hoje em dia, Marte abriga água majoritariamente no estado sólido (9; 10), embora algumas evidências sugiram a presença de água líquida em situações específicas. Na sua forma sólida, a água em Marte existe nas calotas polares norte e sul do planeta. Durante o inverno no hemisfério norte é adicionado a esta calota, gelo de dióxido de carbono que pode atingir cerca de um metro de espessura (11).

Sobre a água líquida, há evidências indiretas de sua presença na superfície de Marte (12; 13), como a observação de encostas com características geológicas de água que fluiu na superfície de Marte (13).

Mas se Marte é tão fria, como há água no estado líquido? As pesquisas sugerem alta concentração de sais dissolvidos nessa água, reduzindo o ponto de congelamento da mesma. A consequência direta seria a formação de salmouras líquidas que evaporam quando a temperatura sobe, após o nascer do sol (12).

Além disso, recentemente, foi encontrado na calota polar sul de Marte um lago de água líquida subterrâneo com cerca de 20 quilômetros de extensão. Sugere-se que a permanência de água líquida neste lago se dê também pela alta concentração de sais dissolvidos, bem como de uma camada de gelo isolante sobre a estrutura (9). Assim, a prospecção de reservatórios de água e o entendimento de como estas se comportam no planeta vermelho, é ainda um ponto a se avaliar melhor antes da chegada ao homem no planeta vermelho.

O Alimento

Desta forma, supondo que a questão da água e oxigênio sejam resolvidos em breve, teríamos ainda que conseguir comida por lá. Afinal levarmos comida em grande quantidade da Terra seria um problema ainda maior.

Essa ideia foi explorada no filme “Perdido em Marte”. Na história, um astronauta abandonado no planeta vermelho tem que obter alimento para manter se vivo por meses sozinho. Num planeta sem vida o único jeito seria plantar. Dessa forma o protagonista, munido de poucas batatas, resolve então pôr mãos à obra e se tornar um tipo de agricultor marciano.

Mas então nos perguntamos: Isso seria realmente viável? E o que é preciso no solo para que plantas que nos forneceriam alimento, possam prosperar por lá?

Então vamos por partes: Lembrando, Marte tem uma atmosfera ínfima e temperaturas extremas. Dessa forma seria mandatório o uso estufas climatizadas, com oxigênio, água e luz suficientes. Isso já seria um bom começo.

Quando pensamos sobre o solo, a coisa já se complica um pouco. Sabemos que aqui na Terra os três principais nutrientes para que plantas possam se desenvolver são nitrogênio, fósforo e potássio (14). Tais nutrientes constituem a chamada tríade NPK. Enxofre, magnésio e cálcio também são importantes. Além disso, traços de ferro, molibdênio, manganês, zinco, cobre e boro também são necessários (14;15). Assim, é razoável pensar que tais nutrientes sejam necessários para que qualquer coisa possa crescer por lá também.

Para uma avaliação rápida, no que diz respeito a tríade NPK, as primeiras missões em superfície marciana já haviam identificado fósforo e potássio em Marte (16). Entretanto, o nitrogênio ainda não havia sido observado. No solo de nosso planeta, o nitrogênio é fixado na forma de nitrato e este processo é essencial para o crescimento das plantas. Assim, aqui, a fixação de nitrogênio ocorre de forma biótica, através de bactérias como a do gênero Rhizobium, embora também se sugira a fixação de gás nitrogênio por meio de processos abióticos (21), da mesma maneira que pode ter acontecido no nosso planeta na atmosfera primitiva.

Pouco se sabia a respeito de reservatórios de nitrogênio em Marte, incluindo as formas fixadas de nitrogênio, como NH₃, NH₄⁺, or NO₃⁻ (17).

Por isso, no filme Perdido em Marte, o astronauta acaba encontrando um jeito de resolver o assunto: ele utiliza adubo! No filme, ao chegar em Marte, o personagem não tinha acesso a nenhum fertilizante comercial. Assim, ele resolve utilizar o próprio excremento para fertilizar o solo. Na ficção, funcionou! Assim, as batatas proliferaram-se e sanaram sua fome por fim.

A idéia proposta no filme diante das evidências da época, tinha sentido. Mas atualmente as coisas mudaram um pouco.

Dados obtidos recentemente pelo rover Curiosity na Cratera Gale evidenciaram a presença de nitrato no solo marciano em quantidades superiores aos que observamos aqui na Terra (17). O resultado foi realmente animador.

Entretanto no mesmo período, outro estudo relacionado ao solo marciano tornou a nossa ida até lá mais complicada.

Foi identificado na superfície marciana moléculas de perclorato na concentração de 0,5 a 1% (18). Nesta concentração, considerada extremamente alta, tal composto pode ser tóxico para os astronautas (e plantas) que lá desembarcarem. Além disso, através de simulações, observou-se que a radiação que atinge a superfície marciana pode tornar tal composto bactericida, com potencial geração de hipoclorito. Sim, o mesmo composto presente nos nossos conhecidos alvejantes (19). Tal característica pode criar na superfície do planeta uma camada germicida capaz de inibir qualquer tentativa de se desenvolver vida por lá. Isso claro, se esse perclorato existir de forma relativamente equânime pela superfície do planeta.

Mas como na ciência podemos pensar em formas de se contornar problemas, atualmente já é proposto um processo para resolver a questão. Esse processo, elaborado por cientistas, sugere o uso de sistemas bioquímicos que decomponham o perclorato em cloro e oxigênio reutilizável, baseado em extratos concentrado de enzimas naturais (18).

Saúde emocional

Por fim, e não menos importante, temos a questão psicológica de nossos primeiros exploradores. Tal ponto mostra-se de suma importância e por isso foi descrito em um estudo publicado em 2015.

No caso, os cientistas tentaram avaliar os efeitos psicológicos ocasionados por uma missão a Marte. Dessa forma, seis indivíduos permaneceram durante 520 dias confinados numa área de 550 metros cúbicos (o equivalente a uma casa), simulando com fidelidade uma viagem de ida e volta ao planeta vermelho. A avaliação psicológica dos participantes evidenciou o surgimento de insônia, conflitos, estresse e depressão nos participantes (20).

Tal questão vale uma reflexão. Sabemos que chegar a Marte seria um grande feito para humanidade e um momento único para os primeiros exploradores que vislumbram um planeta alienígena. Num primeiro momento tudo seria novo, cheio de coisas para se descobrir. Mas e depois?

Além do que foi observado no estudo de 2015, teríamos também a percepção de um planeta gelado e desértico. A permanência em um local de confinamento, como seriam as cápsulas em que os astronautas viveriam juntos, provavelmente não seria fácil.

A falta do céu azul de verão, de árvores, florestas, animais e mares. Tudo isso geraria forte impacto na mente humana a médio e longo prazo. Una a isso dificuldades de relacionamento que no geral são imprevisíveis, e teríamos muito problemas.

Projetos como o extinto Mars One, que visava enviar dois homens e duas mulheres numa viagem só de ida para o planeta vermelho esbarrariam em algo nesse sentido. Problemas psicológicos que atingissem somente um dos astronautas, por fim, poderiam afetar a todos. Afinal, aqui em nosso mundo, quando as coisas não estão boas e algo nos incomoda, saímos para espairecer. Mas e lá? Iríamos para onde?

Em adição, sabemos que humanos são seres sociais, e por isso é razoável pensar que poderiam se formar casais. Mas e se estes casais fossem desfeitos? Literalmente, perderíamos a última mulher (ou homem) do mundo. Algo difícil de se resolver. O fato é que em um local como este, até o menor dos problemas se torna grande e, provavelmente tudo isso afetaria fortemente os primeiros humanos nesse planeta.

De qualquer maneira, quando pensamos em viagens interplanetárias e colonização de outros planetas, precisamos nos conscientizar que humanos fazem parte do planeta Terra. E que assim, precisariam de uma miríade coisas que só encontramos aqui, mesmo sem perceber.

Migrar para Marte ou qualquer outro lugar que escolhêssemos, não seria só um esforço para que chegássemos até lá. Mas principalmente, uma epopéia para que pudéssemos carregar conosco um grande número de ferramentas para a resolução dos mais diversos problemas. Afinal, lá longe, não haveria a quem mais recorrer. Não há espaço para erros.

Referências

(1)Mars One presents an updated mission roadmap. 2031: First crew of four astronauts departs and travels to Mars in approximately 7 months, http://www.mars‐one.com/news/press‐releases/mars‐one‐presents‐an‐updated‐mission‐roadmap

(2) Igor Levchenko et al. Mars Colonization: Beyond Getting There. Glob Chall. 3(1): 1800062,2019.

(3) NASA. Mars Fact. Mars/Earth Comparison

(4) Jan Raack et al. Water induced sediment levitation enhances downslope transport on Mars. 8:1151,2017.

(5) https://mars.nasa.gov/mer/spotlight/20070612.html

(6) Kenneth R. Lang, Charles A. Whitney. 1st Edition. Wanderers in Space: Exploration and Discovery in the Solar System (Inglês) 1st Edition,1991.

(7) K Murdoch et al. Advantages of Sabatier for extended duration manned missions. 5(4):423-6,1998.

(8) Amor A. Menezes et al.Towards synthetic biological approaches to resource utilization on space missions. J R Soc Interface. 12(102): 20140715,2015.

(9) R. Orosei et al. Radar evidence of subglacial liquid water on Mars. Science.v.361:6401.p 490-493,2018.

(10) Joseph M et al.Ancient oceans in the northern lowlands of Mars: Evidence from impact crater depth/diameter relationships. Journal of Geophysical Research.v110. E03008,2005.

(11) Darling, David. “Mars, polar caps”. Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Retrieved,2007.

(12) F. Javier Martín-Torres et al. Transient liquid water and water activity at Gale crater on Mars. Nature Geoscience. v. 8, p. 357–361,2015.

(13) Mellon, M. T., and Phillips, R. J. Recent gullies on Mars and the source of liquid water, J. Geophys. Res., 106( E10), 23165– 23179,2001.

(14) https://www.dpi.nsw.gov.au/agriculture/soils/improvement/plant-nutrients

(15) Mississipi State University. Extention. Secondary Plant Nutrients: Calcium, Magnesium, and Sulfur

(16) See Bruckner, J. et al. Mars Exploration Rovers: Chemical Composition by the APX, in The Martian Surface: Composition, Mineralogy, and Physical Properties, J.F. Bell III, Ed.; Cambridge University Press: Cambridge, UK, p. 58,2008.

(17) Stern JC et al. Evidence for indigenous nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars. Proc Natl Acad Sci. 7;112(14):4245-50,2015.

(18) Alfonso F. Davila et al. Perchlorate on Mars: a chemical hazard
and a resource for humans. International Journal of Astrobiology. p. 1-5.2013.

(19) Jennifer Wadsworth & Charles S. Cockell .Perchlorates on Mars enhance the bacteriocidal effects of UV light. Scientific Reports.7: 4662,2017.

(20) Mathias Basner et al.Mars 520-d mission simulation reveals protracted crew hypokinesis and alterations of sleep duration and timing. PNAS. 12, 110 (7) 2635-2640,2013.

(21) Matthieu Laneuville et al. Earth Without Life: A Systems Model of a Global Abiotic Nitrogen Cycle. Astrobiology. 18(7): 897–914,2018

Sobre o autor

Paulo Costa é bacharel em farmácia. Possui também Mestrado e Doutorado em Cências pela Universidade Federal de São Paulo.