O sonho de humanos vivendo em Marte existe há décadas e, nos últimos anos, aproximou-se mais do que nunca de conversas científicas e de engenharia sérias. Mas um novo estudo publicado em Ciência Aberta APS por Slava Turyshev, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, é um lembrete firme de que sonhar com o Planeta Vermelho e torná-lo habitável para os seres humanos são duas coisas muito diferentes. De acordo com os cálculos de Turyshev, transformar Marte num mundo com ar respirável, água líquida e temperaturas estáveis exigiria quantidades de massa, calor, oxigénio e energia tão enormes que todo o projecto permaneceria completamente fora do precise alcance industrial ou tecnológico da humanidade e poderá permanecer assim durante os próximos séculos.
Os cinco estágios da terraformação de Marte e o que cada um exige
Antes de entrarmos na aparência dos números, é útil entender o que a terraformação de Marte realmente exigiria em etapas. O estudo de Turyshev estabelece cinco marcos distintos no caminho do Marte que existe hoje até algo semelhante à Terra.O ponto de partida é Marte tal como o conhecemos: um planeta extremamente frio com uma atmosfera tão rarefeita que não consegue suportar água líquida à superfície e mataria um ser humano em minutos sem um fato pressurizado. O primeiro marco actual seria aumentar a pressão atmosférica acima de 6,1 milibares a 0°C, que é o ponto triplo da água, a combinação específica de temperatura e pressão na qual a água pode existir como sólido, líquido e gasoso simultaneamente. Depois disso vem o que os cientistas chamam de ambiente de “estufa de manga de camisa”, onde grandes cúpulas pressurizadas poderiam apoiar a agricultura em áreas regionais sem engenharia extrema. Esta abordagem conhecida como paraterraformação envolve a construção de zonas habitáveis fechadas, em vez de mudar todo o planeta de uma só vez.O quarto marco seria atingir uma pressão superficial world de 62,7 milibares, altura em que o sangue humano deixaria de ferver à temperatura corporal na superfície marciana. O objectivo remaining seria uma atmosfera totalmente respirável: cerca de 210 milibares de oxigénio numa pressão atmosférica complete de cerca de 500 milibares, a temperaturas suficientemente altas para que a água líquida exista de forma ampla e estável.
Por que Marte precisa de massa atmosférica equivalente a uma lua inteira
Cada uma dessas etapas parece ambiciosa por si só, mas o estudo torna a escala física envolvida quase difícil de processar. Para aumentar a pressão atmosférica de Marte em apenas um milibar, seria necessário adicionar cerca de 3,89 × 10¹⁵ kg de gás. Isto é aproximadamente equivalente à massa complete de Deimos, a menor das duas luas de Marte. Aumentar isso para a pressão atmosférica necessária para um ambiente respirável requer algo próximo de 10¹⁸ kg de materials comparável a Janus, uma lua irregular de Saturno.Para ser justo com aqueles que acreditam que a terraformação é alcançável, espera-se que existam centenas de corpos com essa massa espalhados pelo sistema photo voltaic exterior. Sacrificar um deles para construir uma atmosfera habitável em Marte não é fisicamente impossível, em princípio. Mas a engenharia necessária para mover ou redirecionar um objeto tão grande supera tudo o que a humanidade já tentou.
O problema da temperatura e a escala dos espelhos que o resolveriam
A pressão atmosférica é apenas uma das duas variáveis planetárias centrais que precisariam mudar. A temperatura é a outra. Marte hoje é em média cerca de 60°C mais frio do que a Terra precisa para que a água líquida exista de forma estável em sua superfície. Para colmatar essa lacuna, foram propostas várias abordagens, desde a injecção de nanopartículas que absorvem ondas curtas na atmosfera até à libertação de enormes quantidades de dióxido de carbono como gás com efeito de estufa.Uma ideia frequentemente levantada pelos engenheiros é a instalação de enormes espelhos orbitais para concentrar luz photo voltaic adicional em Marte. De acordo com os cálculos de Turyshev no artigo publicadofazer isso de forma eficaz exigiria aproximadamente 70 milhões de quilômetros quadrados de superfície espelhada. Para contextualizar, isso é maior do que toda a superfície do continente asiático. Não existe hoje nenhuma base industrial, nenhum pipeline de produção e nenhuma capacidade de lançamento em qualquer parte do mundo que possa construir algo remotamente próximo dessa escala.
A produção de oxigênio para uma atmosfera respirável de Marte exigiria água equivalente a um oceano
Mesmo que a atmosfera e a temperatura pudessem de alguma forma ser resolvidas, o problema do oxigénio acrescenta outra camada de incrustações que é difícil de absorver. A produção de oxigênio suficiente para uma atmosfera marciana totalmente respirável exigiria a geração de aproximadamente 8,2 × 10¹⁷ kg do gás. A maneira mais prática de fazer isso seria separar o oxigênio da água por meio da eletrólise. Tendo em conta o hidrogénio perdido nesse processo, a água necessária equivaleria a aproximadamente seis metros cúbicos por cada metro quadrado da superfície de Marte.A surpreendente boa notícia aqui, conforme observado no estudo, é que Marte realmente tem gelo superficial acessível suficiente para atender a esse requisito. Toda a água necessária apenas para o oxigênio usaria apenas cerca de 20% do gelo superficial conhecido. Isto significa que as propostas mais extremas, como a queda de vários cometas portadores de água em Marte para construir a sua hidrosfera, podem não ser necessárias. Marte tem a matéria-prima. O que não tem é nenhuma forma de processá-lo na taxa exigida.
A energia é a maior barreira à habitabilidade de Marte
De todas as restrições identificadas por Turyshev, a energia é a que torna a linha do tempo mais preocupante. A energia mínima necessária para dividir água suficiente para produzir o oxigênio que uma atmosfera respirável marciana exige é de aproximadamente 1,2 × 10²⁵ joules. Distribuídos por mil anos de operação contínua, atender a esse requisito exigiria uma produção de energia sustentada de cerca de 380 terawatts. Esse número é quase 20 vezes o consumo anual complete de energia de todos os países da Terra combinados hoje.Não existe um caminho plausível a curto prazo para gerar esse tipo de energia. A precise civilização da humanidade simplesmente não funciona a essa escala energética, e chegar lá exigiria avanços na produção de energia que provavelmente estarão a séculos de distância, mesmo sob pressupostos optimistas.O que o estudo deixa em aberto é uma visão de longo prazo. As civilizações futuras, que operam com fontes de energia e capacidades industriais que ainda não existem, poderão considerar alguns destes números mais administráveis. O sistema photo voltaic contém as matérias-primas de que Marte necessitaria. A física de converter esses materiais em uma atmosfera habitável funciona em princípio. A lacuna é inteiramente de capacidade, não de conceito, e essa lacuna, embora enorme para os padrões actuais, é pelo menos algo que o progresso tecnológico pode, teoricamente, colmatar ao longo de um período de tempo suficientemente longo. Por enquanto, porém, Marte continua exatamente o que sempre foi: um destino atraente para exploração e muito longe de ser um segundo lar.
