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Marte: Esperança, Questões Celestiais e Perseverança

Marte sempre foi o maior alvo da pesquisa espacial e este mês de fevereiro de 2021 recebe três visitas, quase simultâneas, de três missões de exploração.

Esperança Arábe

Acima e a esquerda representação da sonda em modo de cruzeiro, abaixo e a esquerda sonda sendo preparada antes do lançamento, a direita diagrama das etapas da missão

A missão inaugural do programa de exploração planetária dos Emirados Árabes chama-se Hope (em árabe Al Amal que siginifica Esperança) e foi lançada com sucesso em 20 de junho de 2020. O programa, orçado em US$200 milhões, foi produto de uma colaboração com o Japão (que forneceu o foguete lançador) e três universidades americanas. Trata-se de um sonda orbital para estudar a atmosfera marciana através de câmeras de alta resolução no infravermelho e ultravioleta. Espera-se coletar uma enorme quantidade de dados da dinâmica atmosférica marciana. A previsão é de que a sonda entre e órbita no próximo dia 09 de fevereiro de 2021.

ver https://www.emiratesmarsmission.ae/

Questões Celestiais Chinesas

A esquerda representação do rover em funcionamento, ao centro as três partes da missão: orbiter, rover e lander; a direita acima sonda em modo de cruzeiro, a direita abaixo sonda antes do lançamento

A China tem se tornado um potência espacial inquestionável desde que lançou sua missões tripuladas ao redor da Terra e sondas a Lua. A primeira missão chinesa a Marte foi em parceria com a Rússia em 2011 que não obteve sucesso.
Agora chegou a hora de mirar Marte novamente. A sonda chinesa chama-se Tianwen (Questões Celestes) e trata-se de uma missão completa: orbiter, lander e rover. Foi lançada em 23 de julho de 2020 e deve chegar a Marte no dia 10 de fevereiro de 2021. O lugar de pouso programado chama-se Utopia Planitia, famoso na série Star Trek por ser o lugar ficticio onde a Enterprise-D e a Voyager foram construídas: nos estaleiros da Federação dos Planetas. O principal objetivo da sonda é buscar evidências de vida (passada ou atual) e avaliar o meio ambiente marciano, incluíndo sondas de penetração do solo. O primeiro vôo tripulado chinês ao planeta está agendado para as próximas décadas.

ver https://en.wikipedia.org/wiki/Tianwen-1

Perseverança e Engenhosidade Americanas

A esquerda a sonda em modo de cruzeiro, acima drone Ingenuity, abaixo a direita: rover Perseverance.

O Programa de Exploração de Marte da Nasa já enviou quatro rovers ao planeta que se tornaram famosos: Sojourner (1997), Spirit (2004), Oportunity (2004) e o Curiosity (2012). O rover Perseverance (Perseverança) vai a bordo da sonda Mars2020 junto com um companheiro pioneiro: o drone Ingenuity (Engenhosidade). O local de pouso é a Cratera Jezero que há 3.7 bilhões de anos atrás deve ter abrigado um um lago no um delta de rio onde acumulou sedimentos que podem ter preservado bem bioassinaturas (sinais químicos da presença de vida). A sonda custou algo em torno de US$2,1 bilhão e traz uma quantidade enorme de instrumentos. O drone Ingenuity é um helicóptero robótico que pretende escoltar o Perseverance, procurando locais promissores para prospectar. Essa será a primeira experiência de um objeto voador em outro planeta testando estabilidade e manobrabilidade. A previsão de chegada é dia 18 de fevereiro. Outra expectativa desta missão é recolher amostras para, em uma futura missão, retornar a Terra.

ver https://mars.nasa.gov/mars2020/

Teremos em breve muitas informações interessantes sobre o planeta Marte. Fiquem atentos.

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Dilemas éticos no espaço

No início da exploração espacial, nos anos 60 e 70, várias discussões éticas e ecológicas começaram, e estão longe de acabar. Os aspectos tecnológicos desta discussão ainda repercutem nos programas espaciais mais recentes. Até onde vai nosso poder de intervenção no espaço extraterrestre? Como explorar o espaço sem comprometer o nosso meio ambiente? Como explorar um planeta sem contaminá-lo? Se tiver vida num planeta podemos colonizá-lo? E o lixo espacial?

Terraformação de Marte

Se algum dia quisermos colonizar o planeta vermelho teremos que intervir fortemente para torná-lo habitável. A atmosfera marciana é muito rarefeita e pobre em oxigênio. O efeito estufa é muito pequeno e, juntamente com a maior distância ao Sol, tornam Marte um planeta gelado. Gelado mas seco demais. Assim, a ideia é aumentar a densidade da atmosfera e enriquecê-la com oxigênio e vapor d´água. Pensou-se até em explodir bombas atômicas nos polos para transformá-los em atmosfera. Mas imagine se encontrarmos amanhã provas de existência de vida microbiana no nosso planeta vizinho. Ah, mas são só micróbios. E se fossem crustáceos? E se fossem insetos? Qual o limite de complexidade biológica dos seus habitantes para pensarmos que um planeta esteja à nossa disposição?

Sondas Radioativas

Uma limitação tecnológica importante para lançarmos sondas ao espaço: energia. Para missões no Sistema Solar interior (de Mercúrio até Marte) podemos contar com a energia da luz captada por painéis solares.

Entretanto, ao ir mais longe (Júpiter, Saturno e além),  o Sol não fornece luz suficiente para os atuais painéis solares funcionarem. As sondas Pioneer, Voyager, Cassini, Galileu, Ulisses, Curiosity e New Horizon usam pilhas termonucleares. Um elemento radioativo com o passar do tempo emite radiação que aquece pares termoelétricos que geram energia elétrica para o funcionamento da sonda. O melhor elemento para esta finalidade é o Plutônio, elemento muito radioativo.

Em 1978, o satélite Kosmos 965 (russo) caiu em uma parte deserta do Canadá, espalhando detritos radioativos por centenas de quilômetros.

Em 1997 muitos defensores do meio ambiente protestaram contra o lançamento da sonda Cassini. A NASA garantiu que, se o foguete lançador Titan IV explodisse, a sonda continuaria com seus três geradores termoelétricos de radioisótopos (GTR) intactos. No caso da Cassini os GTRs  continham cerca de 33kg de plutônio-238 (em forma de dióxido de plutônio).

Hoje em dia a Nasa está preocupada com a falta de plutônio para futuras missões.

Esterilizando Sondas

No princípio da exploração espacial, quando as primeiras sondas pousaram em Marte, havia uma discussão muito grande sobre como esterilizar os veículos espaciais. Os soviéticos usavam gases esterilizantes e os norte-americanos insistiram por um tempo em fazer isso a quente. Claro que os delicados circuitos eletrônicos não resistiriam se colocados numa autoclave a mais de 100 graus. Hoje já existem técnicas bem avançadas de esterilizar sondas automáticas. Mas ainda temos um problema: como “esterilizar” uma astronauta que vá pisar em Marte ou outro mundo? As missões tripuladas são potencialmente muito mais arriscadas de contaminação de outros mundos. Assim daqui a um tempo pode ser que encontremos micróbios terrestres em Marte que nós levamos para lá.

Links interessantes:

https://diariodovale.com.br/colunas/coisas-que-caem-do-ceu/

https://www.csmonitor.com/1997/1010/101097.opin.opin.1.html

https://www.newscientist.com/article/mg14419490-900-nasa-shrugs-off-plutonium-risk/

https://pt.wikipedia.org/wiki/Cassini-Huygens#Fonte_de_alimenta%C3%A7%C3%A3o_de_plut%C3%B4nio

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Caçadores de satélites: ISS e Marte juntos no céu

Este fim de semana será bem interessante para quem curte acompanhar as passagens de satélites. A Estação Espacial Internacional (ISS – International Space Station) terá uma passagem bem favorável no sábado (20 de outubro), e além disso, seu “passeio” pelo céu inclui uma visitinha ao planeta vermelho. Isso mesmo, a ISS passará ao lado de Marte que nos tem presenteado com seu belo brilho no céu.  Estados do Sudeste, parte do Centro-Oeste e do Sul do Brasil, além da Bahia, verão a passagem.

A ISS é visível porque reflete a luz do Sol, da mesma forma que a Lua. Ao contrário da Lua, ela não pode ser observada durante o dia mas, sob certas circunstâncias, momentos antes do amanhecer ou após o pôr do sol. Para alguns, ela lembra uma estrela, só que em movimento. Para outros, um avião, com a exceção de que a ISS não apresenta luz piscando.

Quando a passagem da estação se dá em condições favoráveis, como no caso deste final de semana, qualquer pessoa pode observar usando seus próprios olhos. Basta  pegar a carta celeste e se dirigir para um local onde você tenha acesso ao céu e, de preferência, com o horizonte livre e sem luz urbana.

A carta celeste abaixo indica a passagem da ISS por entre as constelações, para a noite de 20 de outubro de 2018. Ela vale para a Cidade do Rio de Janeiro e arredores. Repare que às 18h41min a Estação Espacial estará no meio da constelação do Capricórnio, bem perto de Marte, que está alto no céu. Se você estiver em outra cidade, poderá obter uma carta adequada AQUI (lembre-se de informar a sua cidade antes de gerar a carta). Note que alguns horários estão indicados na carta, uma vez que precisamos saber não somente para onde olhar, mas também, quando!

Boa caçada!

Carta celeste para a passagem da ISS no dia 20 de outubro, para a Cidade do Rio de Janeiro e arredores. Norte está em cima e sul embaixo.

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Água em Marte

Notícia recente: Confirmados indícios de água líquida em Marte. Apesar de ser água subterrânea muito salgada e fria, a notícia tem uma importância enorme. Acompanhado de outros indícios, a possibilidade de existência de vida ganha um grande reforço.

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Oposição de Marte

Muitas pessoas têm notado um astro surgindo na direção do nascente durante a madrugada. A cada dia o astro nasce mais cedo. O seu aspecto brilhante e alaranjado chama muito a atenção. Trata-se do planeta Marte que se aproxima da sua melhor época de observação: a oposição em 27 de Julho. A partir da primeira semana de agosto Marte terá um bom destaque logo do início da noite.

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Como encontrar os planetas no céu

O céu do começo das próximas noites terá vários planetas visíveis a olho nu. Ao longo dos próximos dias, poderemos ver cinco planetas ao entardecer, mas dois deles serão bem difíceis de observar.

Começando pelos mais fáceis: Júpiter, o mais brilhante de todos, será visível no começo da noite, a oeste, na constelação do Leão. O maior planeta do Sistema Solar, será visível até às 21h30min. Marte, o planeta vermelho, surge bem alto no céu no começo da noite, na constelação de Libra, podendo ser observado até às 2h da madrugada. Ele está bem brilhante, embora não tanto quanto Júpiter.

Bem perto de Marte, encontramos o planeta Saturno, na constelação do Serpentário. O planeta dos anéis poderá ser observado até às 3h da madrugada. Marte, Saturno e Antares, uma estrela avermelhada e a mais brilhante da constelação do Escorpião, formarão um triângulo no céu nas próximas noites.

Agora os planetas mais complicados para observar: Mercúrio e Vênus. Ao longo de julho eles aparecerão no céu do entardecer por alguns minutos, na direção oeste, logo após o pôr do Sol, com o céu ainda não totalmente escuro. Estes dois planetas serão um desafio para os aficionados.

A disposição que os planetas terão no céu leva as pessoas a dizerem que os mesmos estarão alinhados. Do nosso referencial, na Terra, os planetas sempre parecerão estar alinhados no céu, uma vez que todos giram ao redor do Sol em planos orbitais relativamente próximos. O que muda, de tempos em tempos, é a separação destes no céu (que também é influenciada pelo nosso referencial). No caso presente, os cinco planetas estão bem espalhados no céu, indo de oeste até leste. Boas observações!

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A gravidade e o nosso corpo

Quero falar sobre a gravidade ou a ausência dela, melhor dizendo. Sem a gravidade estaríamos em uma situação grave. Vamos aos fatos: Nosso corpo foi moldado para suportar a gravidade na superfície da Terra e a gravidade não para de agir em nosso corpo. Quando ficamos mais velhos, ela é implacável e vamos diminuindo de tamanho, temos dificuldades em andar ou correr e tudo despenca, literalmente.

 É fundamental nos exercitarmos durante toda a vida (pelo menos deveríamos) para podermos ter uma vida saudável e fortalecer nossos ossos e nossa musculatura, em uma guerra constante contra a gravidade. Mas o que acontece se formos para o espaço em uma situação que simula a falta da gravidade como ocorre em uma estação espacial? Quais as mudanças que nossos órgãos sofreriam?

Na semana passada foi noticiado que o astronauta Scott Kelly, depois de permanecer 340 dias no espaço a bordo da Estação Espacial Internacional, cresceu 5cm. Neste ambiente a que ficou submetido, sua coluna vertebral esticou, mas ao voltar para a Terra a gravidade fez com que ele retornasse ao seu tamanho original depois de algum tempo. Muitos estudos foram feitos e ainda continuam com este astronauta, com o objetivo de descobrirmos como seria uma viagem a outros planetas, como Marte, por exemplo.

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E o que mais pode acontecer com uma  que permanece longo tempo em um ambiente que simula a ausência da gravidade? Várias coisas. A perda de massa muscular é um dos efeitos sentidos, já que sem a necessidade de fazer muito esforço – para se locomover ou fazer qualquer atividade – os músculos não são exigidos e atrofiam. Isso pode ser minimizado com a prática de exercícios físicos, de forma intensa e constante, mas mesmo assim podemos perder até 32% da força dos músculos das pernas. Ficamos, assim, sem uma base de sustentação não temos condições de nos mantermos em pé, por exemplo.

Nosso coração também sofre. Ele diminui de tamanho e a pressão arterial é reduzida. Isso implica em menos sangue circulando pelo nosso corpo e isso diminui a nossa capacidade de nos exercitarmos. Como comparação, uma semana em um ambiente de simulação de ausência de gravidade equivale a seis semanas deitado aqui na Terra. Você já deve ter passado por algo assim, quando ficou doente por algum motivo. Ficar muito tempo deitado nos enfraquece.

Outros efeitos também já foram registrados em astronautas que permaneceram no espaço por longos períodos, tais como: a menor produção de glóbulos vermelhos (anemia espacial), o enfraquecimento do sistema imunológico, a perda de orientação, distúrbios no sono, congestão nasal, flatulência excessiva, enchimento da face, além de uma exposição maior à radiação solar (pois estão sem a proteção da atmosfera).

Por tudo isso estamos vendo que nosso corpo se adaptou da melhor maneira possível ao ambiente e à gravidade da Terra. Viver em outros lugares do espaço exigirá um esforço sobre-humano para nos adaptarmos. Mais difícil ainda será viajar para ambientes diferentes da Terra e depois retornar ao nosso lar. Possivelmente teremos que criar uma gravidade artificial igual ou parecida com a da Terra para que a ela não seja um entrave para a nossa sobrevivência na conquista de novos mundos.

P.S.: Se você quiser saber mais sobre a sensação de ausência de gravidade sentida pelos astronautas a bordo da ISS, veja no seguinte endereço: 

http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/arch2006-04-02_2006-04-08.html

E o que mais pode acontecer com uma  que permanece longo tempo em um ambiente que simula a ausência da gravidade? Várias coisas. A perda de massa muscular é um dos efeitos sentidos, já que sem a necessidade de fazer muito esforço – para se locomover ou fazer qualquer atividade – os músculos não são exigidos e atrofiam. Isso pode ser minimizado com a prática de exercícios físicos, de forma intensa e constante, mas mesmo assim podemos perder até 32% da força dos músculos das pernas. Ficamos, assim, sem uma base de sustentação não temos condições de nos mantermos em pé, por exemplo.
Nosso coração também sofre. Ele diminui de tamanho e a pressão arterial é reduzida. Isso implica em menos sangue circulando pelo nosso corpo e isso diminui a nossa capacidade de nos exercitarmos. Como comparação, uma semana em um ambiente de simulação de ausência de gravidade equivale a seis semanas deitado aqui na Terra. Você já deve ter passado por algo assim, quando ficou doente por algum motivo. Ficar muito tempo deitado nos enfraquece.

 

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Turismo Espacial: Destinos Futuros

O Laboratório de Propulsão a Jato (Jet Propulsion Laboratory – JPL) teve sua origem em um grupo de estudantes do Caltech na década de 30 do século passado. A partir de 1958 o JPL se tornou membro da NASA. Este instituto é responsável pela maior parte dos foguetes e sondas espaciais que os americanos já lançaram. Entre as lendárias missões do JPL, temos as Mariners, as Vikings e as Voyagers. Certamente é a instituição que mais revolucionou o nosso conhecimento do Sistema Solar. Se existe algum lugar onde o futuro é feito hoje, esse é o JPL.

Outra característica de vanguarda do JPL é a preocupação de divulgação popular da exploração do espaço. Lembro que quando ainda era estudante, escrevi para o JPL, em um inglês simplório. Minha carta pedia informações sobre o espaço, mas confesso que não tinha esperança de receber resposta alguma. Alguns dias depois, começaram a chegar vários envelopes pardos cheios de folhetos coloridos e imagens, muitas imagens. Numa época em que não havia internet, aquele material era um prazer sem limites para os olhos.

Agora o JPL continua inovando na divulgação científica. Recentemente eles publicaram uma série de belíssimos e instigantes cartazes antecipando o turismo do futuro: o espaço. 

Os destinos sugeridos no Sistema Solar incluem as mais diversas e emocionantes aventuras. Imagine um passeio de balão na alta atmosfera de Júpiter. Já pensou em assistir o trânsito de Mercúrio a bordo de uma base flutuante acima das corrosivas nuvens de Vênus? Até viagens submarinas aos gelados oceanos de Europa (satélite de Júpiter) foram representadas como um pacote turístico emocionante. Os roteiros turísticos não ficam só nas cercanias do Sol: estrelas distantes com exoplanetas descobertos recentemente também são destinos representados de forma colorida e criativa.

Não sabemos quanto tempo vai demorar para que este tipo de turismo “de ficção científica” vire turismo de fato. O certo é que o JPL foi mais uma vez pioneiro ilustrando o futuro.

PS: Os pôsteres são disponíveis para baixar e imprimir. Vale a pena: verdadeiras joias de colecionador totalmente gratuitas.

 

Veja todos os cartazes em :

http://www.jpl.nasa.gov/visions-of-the-future/

http://planetquest.jpl.nasa.gov/exoplanettravelbureau

 

Conheça mais sobre o JPL em:

http://www.jpl.nasa.gov/about/history.php

http://www.jpl.nasa.gov/news/fact_sheets/jpl.pdf

 

 

 

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Planetas no céu!

A partir de agora, e até o fim de fevereiro, os planetas visíveis a olho nu – Júpiter, Saturno, Marte, Vênus e Mercúrio – podem ser vistos todos juntos no céu na madrugada, antes do nascer do Sol. Se você tiver tempo, comece a acompanhá-los no dia 23 de janeiro a partir das 22h22min, quando Júpiter, o primeiro deles, aparece no céu na direção do leste.

Depois dele, neste dia, surgem Marte (0h51min); Saturno (2h54min); Vênus (3h59min); e finalmente Mercúrio (5h13min). Este último é mais difícil de observar por estar mais próximo ao Sol e, por isso, fica menos tempo no céu e bem mais próximo do horizonte. Plutão também estará por ali, mas este planeta-anão só é observado com telescópios profissionais. Mas o conjunto ainda vai ter a companhia brilhante da Lua, que em alguns dias dará o ar da sua graça, dependendo da sua fase, passeando por entre eles (Lua Cheia nos dias 23/1 e 22/2).

É muito interessante observar o lento movimento que os planetas farão, dia após dia, em relação às estrelas, principalmente Mercúrio e Vênus (Marte se deslocará menos, enquanto Júpiter e Saturno menos ainda). Boas observações!

 

Aplicativos uteis:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.escapistgames.starchart&hl=pt_BR

http://www.stellarium.org/

http://www.heavens-above.com/main.aspx?Loc=G%E1vea&Lat=-22.983&Lng=-43.233&Alt=71&TZ=EBST

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O Marciano

Estreou ontem nos cinemas brasileiros o filme “Perdido em Marte” (“The Martian”, 2015, de Ridley Scott). Estrelado por Matt Damon e ambientado, obviamente, no Planeta Vermelho, o filme é muito bom. Simples assim!

Mas ele é cientificamente correto? Incrivelmente, sim! Digo “incrivelmente” porque a última fanfarra que tivemos no cinema que se vendia como um filme altamente científico (sim, estou falando de “Interestelar”, do Christopher Nolan) era bem pretensioso e, ao final (sem spoilers por aqui… vá ver o filme!), jogava fora a boa ciência para abraçar uma reviravolta improvável e inverossímil.

A ciência em “Perdido em Marte” é sólida e as pequenas concessões feitas foram publicamente admitidas pelo diretor e “abençoadas” pela NASA que, em última análise, declarou: “se isso é tão importante para a trama, vá em frente. Afinal é só um filme”. O fato em questão (que é realmente o catalisador do filme inteiro, então é MUITO importante para a trama) é a violência da tempestade marciana, que deixa nosso herói sozinho em Marte.

Outro pequeno buraco científico, que não afeta em nada a história, mas definitivamente afetaria o orçamento da produção, é a questão da gravidade local. Vemos os atores caminhando em Marte como se tivessem o mesmo peso que teriam na Terra, e isso não é correto. Mas, como já disse, isso não afeta a trama e de modo algum atrapalha o filme.

O que eu menos gostei foi a tradução do título para o português! “O Marciano”, que seria a tradução literal e correta, diz muito mais sobre a trama e o estado de espírito do personagem vivido por Matt Damon do que “Perdido em Marte”. Em momento ele se sente “perdido”! Apesar dos percalços e revezes, ele sempre busca soluções lógicas e científicas para seus problemas, e sempre as encontra, de forma por vezes inusitada.

Que soluções são essas? Não digo para não estragar as surpresas do filme. O que digo é o que já disse: o filme é muito bom! Recomendo!