Actualmente, Marte, o Planeta Vermelho, concentra as atenções dos que querem ser exploradores. O que é necessário é um plano.

Wernher von Braun teria ficado desapontado. O pioneiro nascido na Alemanha conseguiu grandes feitos na vida, incluindo a supervisão da concepção dos foguetes Saturn, os veículos de lançamento mais poderosos do Mundo. Mas nunca assistiu ao que mais queria: ver pessoas a andarem em Marte.

Tentou muito tornar esse sonho realidade. Pouco depois da II Guerra Mundial, escreveu o seu único livro, Project Mars (Projecto Marte), sobre uma expedição ao Planeta Vermelho. A nave principal aterra na neve marciana e a sua tripulação de 18 pessoas ajuda os habitantes locais, que vivem em moradas subterrâneas. Estava-se no ano de 1985.

Nos anos 50 e 60, Von Braun propôs incansavelmente a sua visão de Marte em artigos de revistas e programas de televisão. Acontece que viajar até Marte revelou-se mais difícil do que Von Braun, que morreu em 1977, previra. E mais caro também. Ele calculou os custos de uma expedição em 2000 milhões de dólares – cerca de 18000 milhões pelas cotações de hoje. Em 1989, a NASA estimou que essa viagem custaria cerca de 500000 milhões: se aplicarmos a taxa de inflação, chegamos a 750000 milhões nos valores de hoje. Com os recentes desenvolvimentos na economia global, temos que questionar se alguma vez lá iremos neste século.
 

Constrangimentos de Tempo
A Terra e Marte têm órbitas concêntricas, ficando a pouca distância uma da outra por um breve período a cada dois anos. A mais curta viagem de ida, utilizando a propulsão convencional, demoraria cerca de seis meses. Se se incluir o tempo passado em Marte, à espera de que os dois planetas regressem ao alinhamento perfeito, juntamente com a viagem de regresso, a missão demoraria o tempo total de, pelo menos, dois anos e meio.

As necessidades físicas, técnicas e económicas de uma expedição deste tipo implicam um trabalho de mais de uma década, tal como a missão Apollo à Lua. A única solução é ir enfrentando os problemas, e é exactamente isso que está a acontecer. Os engenheiros da NASA estão a fazer a agência caminhar lenta mas inexoravelmente na direcção de Marte. Juntamente com os parceiros da Europa e da Ásia e com legiões de pesquisadores académicos espalhados pelo Mundo, a agência espacial já passou anos a lançar as bases para uma eventual missão tripulada. Quando acontecer – se vier a acontecer –, vai ser a mais difícil e complicada tarefa a que o ser humano alguma vez se propôs.

A lista de desafios é longa e desmotivante, e à cabeça está a propulsão. Os foguetões químicos são apenas marginalmente capazes de levar pessoas a Marte e voltar, mas a principal alternativa, o foguetão com motor de plasma, ainda demorará, pelo menos, duas décadas até estar operacional.

Mesmo depois de o problema da propulsão estar resolvido, há, pelo menos, mais outras cinco questões realmente importantes: os raios cósmicos, a perda de massa óssea e muscular, o stress psicológico, aterrar no Planeta Vermelho e a alimentação da tripulação durante a longa jornada.

Riscos para a Saúde
Na superfície da Terra, a atmosfera e o campo magnético protegem-nos dos raios cósmicos, uma mistura de protões de intensa energia ejectados pelo Sol durante as tempestades solares e raios gama expelidos por outras galáxias. No entanto, no espaço não existe essa protecção. A radiação pode danificar o ADN, aumentando os riscos de cancro a longo prazo, e a exposição a doses regulares de raios gama pode causar estragos nas células cerebrais.

Os astronautas da Apollo não encontraram tempestades solares durante as suas missões. Mas uma expedição a Marte iria coincidir, seguramente, com, pelo menos, uma tempestade solar e com doses regulares de raios gama. Os cientistas estimam que os astronautas que participam numa missão de 1000 dias estão sujeitos a mais de um sievert de radiação, o que equivale a cerca de 26000 raios X dentários. Uma forma de diminuir o risco é construir uma nave espacial com paredes espessas. A espessura de 10cm com que são construídas as paredes da maior parte das naves actualmente bloqueia apenas cerca de 25% dos raios cósmicos, mas aumentar a espessura implica aumentar também o peso. Uma possibilidade é recriar a física da Terra e utilizar um campo magnético.

Em 2008, investigadores do Rutherford Appleton Laboratory, em Chilton, Inglaterra, construíram um escudo que utilizava campos magnéticos, o qual – segundo a física Ruth Bamford, que conduziu a investigação – conseguiu travar uma quantidade de iões e protões pesados. Agora, a equipa desta cientista está a tentar aumentar a escala deste escudo, de forma que possa funcionar no espaço. Diz ela que este campo magnético poderia, em princípio, ter uns 200m de diâmetro, o suficiente para criar uma bolha protectora em volta das zonas habitadas da nave.

Os investigadores também estão a considerar novos materiais que bloqueiam as radiações, novas drogas para tratar doenças relacionadas com a exposição à radiação e mesmo testes genéticos que possam identificar riscos de cancro. «Para uma missão tripulada a Marte não creio que haja uma bala mágica», diz Francis Cucinotta, cientista-chefe do departamento de radiação do programa de pesquisa da NASA, em Houston. «Mas acredito que uma combinação de factores vai tornar essa missão possível.»
 

Fazer Jogging no Espaço
A falta de gravidade no espaço é talvez ainda mais complicada. Enquanto em missões curtas os astronautas podem perder até 20% da sua massa muscular, bem como 1,5% de massa óssea, por cada mês no espaço, em missões de vários meses, a perda de massa muscular pode chegar aos 50%.

Uma solução seria praticar exercício físico regular para limitar ou mesmo prevenir a perda. É por isso que a NASA exige aos visitantes da Estação Espacial Internacional que se exercitem entre 30 minutos e 2 horas por dia. Outra opção poderia ser simular a gravidade através da força centrífuga. No clássico filme 2001: Odisseia no Espaço, mostrava-se um astronauta a correr dentro de um compartimento giratório. Há estudos que indicam que é necessária uma estrutura de 56m de raio, com um movimento de quatro rotações por minuto, para fornecer cerca de 1G de gravidade. Como alternativa, um centrifugador de tamanho humano poderia garantir doses curtas e elevadas de gravidade artificial, eventualmente uma hora por dia a 2 ou 3Gs. Mas nenhum destes conceitos foi alguma vez examinado no espaço. E antes de aterrar no Planeta Vermelho, os astronautas terão que se preparar com exercícios focados nas reacções, movimentos rápidos e motricidade fina. «Todos os reflexos de que dependemos estão baseados na gravidade, e precisamos deles quando regressarmos à gravidade de Marte», diz Peter Cavanagh, professor de Ortopedia e Medicina do Desporto na Universidade de Washington, em Seattle.
 

Tudo Está na Mente
Manter a massa óssea e muscular pode não servir de muito se, entretanto, os viajantes do espaço perderem a sanidade mental. «Os seres humanos irão vivenciar um ambiente e condições que são, de facto, completamente diferentes de tudo a que estão habituados», nota David Dinges, chefe da equipa de investigação neurocomportamental e psicossocial do National Space Biomedical Research Institute, em Houston. «Não é de estranhar que fiquem deprimidos ou que estalem conflitos entre membros da tripulação, ou que precisem de comunicar com um membro da família.»Por isso, precisam de ser escolhidos com muito cuidado.

O primeiro passo será, muito possivelmente, excluir todos os que tenham tendências para depressão, ansiedade, claustrofobia ou qualquer outra doença que possa representar um problema no espaço. Psicólogos de investigação já descobriram que tripulações com elementos de diferentes culturas tendem a dar-se melhor do que quando todos os elementos são parecidos.

A tensão sexual pode condenar uma missão ao fracasso?

Estudos com tripulações mistas a bordo de estações espaciais e das bases da Antárctida, bem como em simulações que duram semanas ou meses, produzem resultados díspares. Em algumas missões, as mulheres são consideradas pacificadoras e contribuem para acalmar os ânimos. No entanto, os ciúmes e a tensão sexual aumentam. Em 1999, numa simulação que durou 110 dias, uma participante reportou avanços sexuais indesejados da parte do comandante. Mas as equipas constituídas por elementos do mesmo sexo também não são a solução. «Em última análise, o que procuramos são pessoas que demonstrem uma boa capacidade de trabalhar juntas», diz Jay Buckey, antigo astronauta e agora professor na Dartmouth Medical School, em Hanover, no estado norte-americano de New Hampshire.
 

Chegámos. E agora?
Partindo do princípio de que a tripulação sobrevive à longa viagem sem morrer ou matar-se, esta é a altura em que aparece um outro grande obstáculo: aterrar em segurança. A densidade da atmosfera de Marte é cerca de 1 centésimo da da Terra, o que torna impossível planar e aterrar com um vaivém espacial. Há pouca fricção atmosférica para desacelerar a nave.
Os engenheiros da NASA pensam que a melhor abordagem corresponde a uma aterragem em duas fases. Na primeira, a nave desacelera até uma velocidade de 1600km/h, possivelmente através de retropropulsores. Esta solução está a ser estudada por Rob Manning e pela sua equipa no Laboratório de Propulsão a Jacto (JPL, na sigla em inglês) da NASA, em Pasadena, Califórnia. Eles conceberam as bem-sucedidas aterragens em Marte dos robôs Sojourner, Spirit e Opportunity e estão agora a tentar descobrir a melhor forma de aterrar o Mars Science Laboratory, uma missão robótica que deverá ser lançada em 2011. Com 900kg, será a maior carga de sempre a aterrar no Planeta Vermelho. «Se estamos com problemas a fazer aterrar 900kg, como faremos para aterrar 40t?», questiona Manning.

A segunda fase da aterragem tem início assim que a nave tiver abrandado até aos 1600km/h. Os engenheiros da equipa de Manning ainda não descobriram a solução ideal, mas ela pode envolver a saída rápida de pára-quedas, seguida de mais propulsores. Bret Drake, um dos responsáveis pelo programa moon-Mars da NASA, está optimista e acredita que será possível aterrar seres humanos em segurança no solo de Marte, mas não pensa que isso vá acontecer a breve prazo. «Vamos levar, pelo menos, 20 anos até encontrar uma solução viável», diz.
 

Comer, Beber, Tomar Banho
Se acha que separar latas e garrafas é uma «seca», imagine a reciclagem extrema que é necessária numa missão a Marte. A começar pela água. Em média, um astronauta no espaço consome cerca de 11l de água por dia. Assim, uma tripulação composta por cinco pessoas precisará de 55000l, que pesam 55000kg – demasiado peso para transportar numa nave espacial. No entanto, deverá ser possível reciclar mais de 90% de toda a água que um astronauta consome, diz Robert Zubrin, presidente da Pioneer Astronautics e fundador da Mars Society. A tripulação terá que captar, limpar e reutilizar cada gotinha de água gasta a cozinhar, a tomar banho – e de urina e suor também. Uma vez em Marte, a água adicional pode ser obtida através do gelo eterno do planeta, derretido e purificado.

A tripulação também deverá estar apta a produzir oxigénio em Marte a partir do dióxido de carbono, que compõe mais de 95% da fina atmosfera marciana. Tudo o que é preciso é uma pequena quantidade de hidrogénio, que a tripulação poderá levar. O hidrogénio irá fazer uma reacção com o dióxido de carbono para produzir água, que deverá depois ser electrolisada para gerar oxigénio, metano e mais hidrogénio.

Jantar numa expedição a Marte também apresenta alguns desafios. Uma missão de 1000 dias e cinco pessoas requer cerca de 8000kg de comida. Os cientistas da NASA estão a desenvolver novas técnicas para a preservação dos alimentos que devem aumentar os prazos de validade em cinco anos. Cinco anos pode soar a exagero, mas o transporte de provisões para uma missão de longa duração a Marte pode implicar, primeiro, o envio de um vaivém não-tripulado, com a expedição tripulada a chegar dois anos depois, explica Michele Perchonok, gerente de tecnologia alimentar avançada na NASA.

Cultivar alimentos em Marte pode reduzir a carga a transportar e dar aos astronautas a possibilidade de mastigar alimentos frescos. Alface e tomate, por exemplo, podem ser cultivados hidroponicamente numa estufa. Soja, trigo, amendoins e outros grãos secos podem ser utilizados para fazer massas e pão. Mas cultivar uma horta, moer cereais e cozinhar a partir do zero pode desviar esforços de tarefas essenciais à sobrevivência, como descobrir água e reparar equipamento. Comer uma salada ou sobreviver? A escolha é óbvia.
 

Para Wernher von Braun, chegar a Marte não era um sonho fantasioso: era um problema que exigia trabalho, mas que tinha solução, e era um desafio de engenharia da melhor espécie porque nos inspirava, nos fazia crescer e nos unia enquanto sociedade. «No que diz respeito aos avanços tecnológicos», escreveu, «a palavra “impossível” deve ser utilizada sempre com a máxima cautela.»

O que vestir
Monica Heger

Uma das questões sem resposta no que respeita a transportar humanos para Marte é: o que levar vestido? Os poucos sortudos que vão viver aqueles instantes mágicos de serem os primeiros a pisar aquele solo vermelho podem bem vir a usar o BioSuit de Dava Newman. Bem justo ao corpo do astronauta, o BioSuit parece retirado do imaginário da ficção científica italiana dos anos 60. Está a anos-luz do que estamos habituados a ver nos fatos espaciais, porque assenta em princípios completamente diferentes. Marte tem uma pressão atmosférica de 0,6 kilopascal, o que não chega a 1% da da Terra. Se se aventurar nestas condições sem protecção, os tecidos expandem-se e as células sanguíneas acabam sem solução e congelam, causando a morte em minutos. Por isso, enquanto estão no espaço, os astronautas precisam de aplicar pressão no corpo, mantendo as células sanguíneas no seu lugar. Os fatos espaciais actuais são pressurizados com gás e mantêm o oxigénio, que os enche como se fossem balões. As muitas camadas de que são compostos tornam-nos volumosos, como nota Newman, docente de Aeronáutica e Astronáutica no MIT. Uma das razões pelas quais os astronautas da Apollo tinham aquele andar saltado de cangurus – explica a professora – era porque os seus fatos não permitiam muita mobilidade.

O material justo e flexível do BioSuit aplica pressão sobre a pele de forma mecânica e não barométrica, sem gás e com menos restrições ao movimento. É feito de uma mistura de polímeros, incluindo nylon e spandex, o que significa que será seguramente mais barato – talvez um décimo dos 20 milhões que custa um fato actual, estima Newman. Os seus parceiros no projecto são a empresa de design industrial Trotti & Associates, de Cambridge, Massachusetts, e a Dainese, sediada em Molvena, Itália, e especializada em equipamentos para motociclistas.

O fato consegue manter uma constante de 30 kilopascal, cerca de 30% da pressão atmosférica da Terra. O seu utilizador pode passear por Marte durante oito horas sem nenhum efeito nefasto. Newman não tem dúvidas de um dia ver pessoas a andarem em vez de saltarem no Planeta Vermelho. «O melhor movimento em Marte é o de correr aos saltos», diz, lembrando que a gravidade de Marte é de 38% relativamente à da Terra. «Passos longos com uma grande fase aérea» vão permitir que os astronautas percorram maiores distâncias com menos esforço. «Em Marte», acrescenta Newman, «somos todos atletas de alta competição e podemos correr a maratona.»

Foguetões para o Planeta Vermelho
Sandra Upson

A partir do seu gabinete de esquina no quartel-general da Ad Astra Rocket, perto de Houston, nos Estados Unidos, Franklin R. Chang Díaz esboça grandes planos. Prevê operações multimilionárias de mineração em asteróides. Sonha com astronautas a deambularem livremente pelas luas de Júpiter e Saturno. Vê sociedades paralelas e a Terra a transformar-se gradualmente numa gigantesca reserva natural. Chang Díaz tem um doutoramento em Física de Aplicação de Plasma e passou mais de dois meses no espaço ao longo de sete missões. Agora, está a construir um foguetão que possa tornar reais algumas dessas fantasias galácticas. No final da década de 70, começou a desenvolver uma tecnologia alternativa a que chamou VASIMR, a sigla inglesa de «foguetão de impulso específico variável de magnetoplasma».

Na sua forma mais ambiciosa, o VASIMR poderá ser um motor de foguetão nuclear eléctrico – um reactor de fissão com um propulsor de plasma que pode ser a força motriz de uma nave cheia de gente e que pode fazê-la aterrar em Marte em apenas 39 dias, por oposição a uma viagem de, pelo menos, 180 dias, como a de um foguetão químico. E usando só uma fracção do propulsor!

No final de 2013, a Ad Astra tenciona testar um protótipo – utilizando energia solar em vez de nuclear – na Estação Espacial Internacional. Se tudo correr bem, isso vai impulsionar a EEI para uma órbita mais atractiva.

Por agora, a sua equipa está a trabalhar numa versão do motor de 200 kilowatts num laboratório de investigação na Costa Rica. Nele, um gerador de radiofrequência (RF) liberta uma torrente de ondas RF para um fluxo de árgon. O gás aquece e ioniza, transformando-se num plasma de cerca de 50 000 Kelvin. Os campos magnéticos gerados por electroímanes supercondutores mantêm e canalizam o material violentamente quente e forçam-no a entrar numa câmara de vácuo. O foguetão VASIMR tem duas fases RF. Na segunda, outra antena gera um campo eléctrico que aquece o plasma até um milhão de Kelvin. Quando a frequência de rotação dos iões coincide com a frequência do campo, a energia potencial do campo eléctrico altera-se para energia cinética dos iões, acelerando-os numa direcção perpendicular às linhas do campo magnético. Esta configuração forma uma «praia» magnética – com ondas em que as partículas «surfam» para fora do foguetão.

«A verdadeira questão é saber como aumentar a escala de uma coisa que tem um brilho azul no laboratório para uma coisa que pode mandar meia dúzia de pessoas para Marte e voltar», diz Brent Sherwood, arquitecto espacial no Laboratório de Propulsão da NASA.

Para testar este poderoso VASIMR, a Ad Astra precisa de uma câmara de vácuo maior que o monólito de aço inoxidável que possui em Houston. Na verdade, teria que ser de tal forma grande e cara que Chang Díaz considera a possibilidade de testar o foguetão no espaço. Nesse modelo, os empregados da Ad Astra teriam que deslocar-se em missões à Lua por alguns meses, aterrando em instalações com uma enorme extensão de painéis solares. Ao trabalharem com o calendário peculiar da Lua – duas semanas de luz seguidas de duas semanas de escuridão –, os operacionais lunares poderiam disparar o motor, reunindo dados de desempenho que preparariam a viagem a Marte.