Recentemente a SpaceX tornou-se a primeira empresa privada a enviar seres humanos para a Estação Espacial Internacional (ISS). Foi um feito que abre as portas a uma nova era de exploração espacial, onde certo tipo de operações poderá passar para a mão de privados e libertar a NASA (e outras agências públicas) para se concentrar em objectivos mais científicos e menos mundanos e reduzir o custo das operações de suporte (a SpaceX, bem como Blue Origin e outras, fazem os seus lançamentos a custos bem mais baixos que a NASA, ESA ou Roscosmos).
No entanto, o objectivo declarado de Elon Musk, o principal responsável pela SpaceX (e várias outras empresas), é o de levar seres humanos a Marte e criar lá as primeiras colónias. É um objectivo admirável e que um dia será possível, mas quando penso nele a longo prazo, penso que há um erro de cálculo no conceito de Marte como “nova casa” para os seres humanos.
Marte é um planeta com cerca de 53% do tamanho da Terra e apenas 10% da massa do nosso planeta. A atmosfera de Marte tem apenas 0,6% da pressão da da Terra e é composta em 95% de dióxido de carbono. A atmosfera está directamente relacionada com a massad o planeta, dado que a sua espessura depende imenso da gravidade que o planeta exerce. A nossa atmosfera não existe por haver alguma barreira por cima do nosso planeta que evita que os gases escapem. Tal como nós próprios, os gases que compõem a nossa atmosfera mantêm-se presos ao planeta porque a gravidade não os “deixa” escapar. No caso de Marte, tal não é possível.
Isto é importante, porque significa que, com uma massa apenas 10% da terrestre, Marte não tem gravidade suficiente para manter uma atmosfera terrestre. E não se trata de fornecer apenas o oxigénio suficiente (presente apenas em cerca de 21% na nossa atmosfera), mas é também necessário que a sua pressão parcial (i.e., a sua contribuição específica para a pressão total) esteja dentro de um intervalo específico e que a pressão total não seja excessivamente baixa. Não vou agora procurar os valores, mas a pressão total é certamente superior aos 0,6% da atmosfera marciana.
Marte tem imensas quantidades de CO2 sequestradas nas rochas e água congelada nos pólos (e provavelmente subterrâneamente), as quais podem ser usadas para produzir oxigénio molecular, O2, para respiração. Contudo, oxigénio apenas não chega para uma atmosfera sustentável. Seria necessário adicionar outros componentes inertes para permitir a vida humana e de outros animais (os quais seriam necessários para obter um ecossistema). Em sistemas isolados (estações espaciais, tanques de mergulho, submersíveis), azoto ou hélio são usados para sumplementar a pressão (argon ou outros gases nobres poderiam ser usados sob certas condições). Não se sabe se Marte terá quantidades apreciáveis de azoto mas hélio terá provavelmente escapado o plaeneta devido a ser tão leve.
Tudo isto tem todavia dois obstáculos. Um deles é potencial, o outro será mais real. O potencial é o risco de incêndio e explosão numa atmosfera rica em oxigénio. O oxigénio, não sendo inflamável, permite o fogo. O hidrogénio, que é altamente inflamável, é completamente inofensivo numa atmosfera sem oxigénio. Na nossa atmosfera, o azoto (que é inerte e provoca asfixia* se presente em concentrações excessivamente elevadas) tem duas funções importantes (do nosso ponto de vista): aumentar a pressão atmosférica e garantir que o oxigénio não está em concentrações tão altas que os fogos se tornem incontroláveis. É por isso que é usado para cobrir tanques de materiais inflamáveis (em tanques de combustível nos aviões, por exemplo) para evitar que os mesmos provoquem fogos. Numa atmosfera terraformada marciana com concentrações de, por exemplo, 60% de oxigénio, o risco de incêndio seria acrescido. O segundo risco é mais real: mesmo que consigamos criar uma atmosfera respirável para viver de forma sustentável na superfície de Marte, isto nunca duraria muito. A gravidade reduzida (cerca de 38% da terrestre) não teria capacidade para “segurar” a atmosfera e esta escaparia para o espaço. É no entanto provável que a velocidade a que isto sucedesse (terá sucedido no passado ao longo de milhões de anos) tornasse este obstáculo irrelevante.
Antes desta fase haveria contudo que aquecer o planeta. A solução é simples e existe também na Terra: aumentar a quantidade de CO2 na atmosfera para aumentar o efeito de estufa. Falamos muito do efeito de estufa causado pela libertação de CO2 pelos seres humanos, mas esta parcela do gás é relativamente pequena. O seu efeito é devido ao desequilíbrio que causa no ecossistema. Só que sem CO2, não haveria vida na Terra. A sua presença foi necessária para aquecer o planeta e evitar que congelasse. Sem o CO2, a água teria provavelmente congelado e a Terra seria hoje um planeta gelado. Em Marte poderíamos começar por libertar o CO2 das rochas (basta aquecê-las) para iniciar o aquecimento. Mais tarde poderíamos separar o carbono do oxigénio (essencialmente numa fotossíntese “sintética”) para criar a atmosfera desejada. A potencial dificuldade residiria no equilíbrio de absorção de CO2 pelas rochas. Se o CO2 fosse libertado, haveria grande possibilidade de ser reabsorvido novamente (imaginemos uma esponja cheia que é espremida mas colocada de novo em cima da água que saiu). Provavelmente é possível resolver esta questão, mas não sei qual o processo.
Temos finalmente dois últimos obstáculos. Um deles é novamente a (fraca) gravidade de Marte. O corpo humano está preparado para viver em 1G. Em gravidades mais fracas perderíamos densidade óssea e massa muscular e os seres humanos que ali se estabelecessem ou desenvolvessem seriam mais fracos que os da Terra. Assim sendo, também teriam dificuldades em mais tarde colonizar planetas mais massivos (numa hipotética expansão espacial). O outro é a falta de campo magnético. Marte é fustigado por ventos solares que removem a atmosfera e aumentam a radiação à superfície do planeta para níveis insustentáveis para a vida humana (a longo prazo). Há ideias sobre como criar um campo magnético, mas não seriam fáceis nem baratas.
É por isso que não creio que alguma vez os seres humanos decidam estabelecer-se em Marte. Criar estações no planeta, potencialmente até para servirem como estações de partida para outros pontos do espaço, penso que será possível. Já vida permanente no planeta, com uma atmosfera e ecossistema semelhantes à Terra, isso parece-me inalcançável para uma civilização que não fez ainda uma segunda ISS nem voltou a enviar astronautas sequer ali ao virar da esquina (à Lua). Parece-me portanto que a ambição de Elon Musk, de morrer em Marte, será impossível a não ser que se despenhe na atmosfera.
Veremos onde a engenhosidade humana nos levará.
* – o azoto em alemão e holandês é chamado de Stickstoff e stikstof, respectivamente. A tradução literal é algo como “matéria de asfixia”. A razão para isso é que, em presença de concentrações muito elevadas de azoto (e baixas de oxigénio), o ser humano tende a asfixiar sem o notar. O cérebro humano não terá capacidade de notar a falta de oxigénio como tal, apenas começa a entrar em funções reduzidas, e uma pessoa exposta a tal atmosfera pode morrer sem nunca notar o perigo. É um gás que asfixia pela falta de oxigénio, não por ser tóxico. Nos locais onde é usado, há treinos de segurança específicos sobre como lidar com ele.
Se te interessas pelo tema, recomendo a leitura de “Red Mars” do Kim Stanley Robinson (e há as continuações, “Green Mars” e “Blue Mars”, que ainda não li). É ficção científica, claro, mas na variante “hard” e com imensos detalhes muito interessantes (sobretudo no debate entre manter Marte tal como está e fazer terraformação).
Provavelmente até já terás lido mais do que eu sobre isto, mas fica a ideia. há também o The Martian, do Andy Weir, claro, mas ter o Matr Damon a plantar batatas em Marte parece-me mais rebuscado. 🙂
Ainda não li nenhum desses livros, mas tenho-os na lista. Vou a recomendação passam para o topo :).
O The Martian já vi e li e, melhor que qualquer outro meio, ouvi o audiobook. O livro é excelente e a versão em audiobook está espectacular. Aconselho vivamente. Também recomendo o livro seguinte de Andy Weir, Artemis. Com a mesma precisão científica a que adiciona uns pós de thriller e uma voz feminina. Não o li mas ouvi o audiobook, também bom e narrado pela Rosário Dawson. Excelente construção de um mundo.
Por acaso ainda não li o livro do Weir, só mesmo o filme (do qual gostei, piadas à parte).
Sobre Marte, há ainda um muito bom do Ian McDonald, “Desolation Road”. Vai mais para o realismo mágico misturado com ficção científica, quase um cruzamento de Bradbury com Garcia Marquez. Não vale pela ciência, claro, mas pela história em si, que é maravilhosa.
E, claro, há a série “Expanse”, que também tem Marte como um planeta povoado (para além da cintura de asteróides, onde se passa boa parte da acção, e das luas dos planetas gigantes). Ainda não vi a série televisiva, mas estou a gostar imenso dos livros – na prática, são blockbusters de acção com boas personagens e um worldbuilding muito plausível.
Os audiobooks é que ainda não me apanharam.
(o comentário é meu, mas não saiu assinado)
A mim os audiobooks começaram a apanhar quando tive que fazer todos os fins de semana 2 horas de viagem para cada lado e, nos últimos anos, quando conduzia umas duas a duas horas e meia todos os dias para e do trabalho. Andei farto de má música na rádio, da música que eu próprio tinha (e que não renovo há anos) e de ouvir notícias que actualizaria melhor quando as lesse.
Então decidi-me a audiobooks. Não ouço alta literatura porque preciso de mais atenção. Fico-me por livros mais leves, ou que já tenha lido antes e, especialmente, por ficção científica, onde perder uma ou outra palavra não é grave e que têm um ritmo que se adequa perfeitamente ao audiobook.
Alguns deles são lidos por uma única pessoa, outros por várias e ainda os há que têm um elenco muito alargado. Quando há apenas uma pessoa a ler, normalmente o leitor faz umas vozes distintas, com maior ou menor variedade de opções, para distinguir interlocutores. Alguns são bons, outros nem por isso.
Só decidi cedo não ouvir dois: o High Fidelity, que parecia lido por um qualquer snob de Eton (fez-me lembrar o Rees-Mogg). Poderia dar para alguns autores, mas Hornby? O outro foi quando ouvi a leitora (em inglês) do Da Terra à Lua de Júlio Verne. O sotaque era tão americano que não fui capaz de continuar. Não estava errado considerando que dois dos três aventureiros são americanos, mas num autor francês não fui capaz de continuar.
Os meus preferidos até agora: a série do Harry Ptter pelo Stephen Fry, O The Martian, por R. C. Bray, a série His Dark Materials por um elenco, o World War Z, também por um elenco (o livro nada tem a ver com o filme, a não ser na temática). E estarei a esquecer outros.
Um audiobook lido pelo Stephen Fry parece-me mesmo muito bem, ainda que seja Harry Potter 🙂
Agradeço-te as sugestões, e se um dia destes quiser experimentar audiobooks, pedirei mais algumas. Tenho dúvidas de que me consiga concentrar o suficiente, mas nada como testar.
Também o tenho a ler o Hitchhiker’s Guide…
Se alguma vez te apetecer experimentar avisa, posso recomendar algumas coisas.
Numa entrevista a Musk perguntaram – lhe qual seria a melhor forma de criar uma atmosfera marciana. Creio que Musk respondeu que a melhor forma de construir uma atmosfera, em Marte, seria lançando-lhe um ataque nuclear.
Um dia destes as elites ficam no espaço, os novos condomínios, de Elysium, serão os tais 1%. O resto fica na Terra que sobrar.
Desde que o filme não seja tão manhoso… 🙂
Gostei bastante do filme
Achei-o demasiado simplista e preto-e-branco. Com muita pena, pois sei que o Neill Blomkamp é capaz de melhor. Como se viu em “District 9”, por exemplo.
Tive impressão semelhante. Acho que não soube o que fazer com o dinheiro. Lembrou-me a história do Meirelles quando realizou o The Constant Gardener. Disse que a certa altura pediu um elefante para o dia seguinte para uma cena, só por piada, e espantou-se quando a produção lhe trouxe um.
Essa história do Meirelles é uma pérola!
(o filme é óptimo, já agora – com ou sem elefante)
Não sei bem o que se passou com o Blomkamp. Há coisas de que gosto tanto no Elysium como no Chappie, mas ambos ficaram a anos-luz de District 9.
Ainda assim, tenho pena de não ter sido o Blomkamp a realizar novos filmes da franchise “Alien”. Não que fosse necessário (estou tão farto de sequelas), mas talvez o resultado não tivesse sido tão mau como as patetices de que o Ridley Scott se lembrou.
A franchise Alien poderia ter sido deixada em paz após o 3º, do Fincher. O 4º, do Jeunet, teve os seus momentos, mas foi tudo. Os mais recentes do Scott são aberrações sem ponta por onde se lhes pegue…
Não sei até que ponto uma explosão nuclear faria esse efeito. A atmosfera é tão fina que as ondas de choque, fracas que fossem, poderiam acabar com ela, mesmo à medida que a formassem. Nunca gosto de ver explosões nucleares no espaço. Sem atmosfera para transmitir o pulso térmico e a onda de choque, sobra apenas a radiação, que tem efeitos díspares dependendo do material. Parece-me no entanto um desperdício de energia. Mas devem-me falhar alguma coisa na minha lógica.
Resumidamente Elon Musk defende que as calotes polares seriam vaporizadas e de seguida surgiria uma atmosfera. Não é a minha praia
Mas depois da explosão talvez aparecesse uma (praia) por lá
Ena! ciência profunda.
E visita-nos um vírus desclassificado e ninguém lhe dá sumiço.
Não é ciência profunda, apenas uma tentativa de aplicar pensamento (e alguns conhecimentos) científico ao tema.
Do vírus não falo. Há barulho a mais.
Ciência profunda, a deles. Ou dele.
“O objectivo declarado de Elon Musk, o principal responsável pela SpaceX (e várias outras empresas), é o de levar seres humanos a Marte e criar lá as primeiras colónias”
Daí ter referido o vírus que só se irá embora quando disser lá para ele mesmo que nem vale a pena bater em mortos. Porque se está à espera que a ciência lhe dê luta, bem pode dizimar os que quiser que ninguém (ciência) lhe tolhe o caminho.
Ciência que vai colonizar Marte e não arranja uma vacina para debelar um vírus, que nem é dos mais agressivos.
Bom, cunhado, que eu saiba nem a gripe tem propriamente uma cura (andam, é certo, a tentar produzir uma vacina que confira imunidade duradoura, mas sem sucesso)
Há muita coisa à qual a ciência não deu resposta. Muitas dessas coisas são na área da biologia, que é chata de controlar. Está sempre a mudar.
Daqui a cem anos temos manifestações dos terráqueos a dizer “sorry” por terem colonizado Marte, e os filhos e netos dos colonos de Marte a revoltarem-se por os terráqueos terem ido espoliar os recursos da sua “Marte”. Eu deixo-me ficar, como o velho do Restelo.
A ficção científica também está cheia de histórias desse tipo.
Nova tentativa (também não é para publicar):
“Veremos onde a ingenuidade humana nos levará.”
Ingenuity = engenhosidade
Obrigado pela correcção (só agora deu para ver). E deixo publicada porque gosto de ver as minhas asneiras…
Recentemente a SpaceX tornou-se a primeira empresa privada a enviar seres humanos para a Estação Espacial Internacional (ISS).
Tem a certeza? A exploração espacial americana sempre foi feita, em grande parte, por empesas privadas. A NASA coordena o esforço, abre os concursos públicos e paga, mas são empresas privadas quem concebe e constrói os engenhos. Ou não?
Sim, absoluta. A NASA sempre encomendou equipamento, maior ou menor, a outras empresas, mas foi sempre a NASA a responsável por todo o equipamento e pelos lançamentos e pelas missões. A SpaceX foi de facto a primeira empresa que criou, desenhou e construiu e operou toda a missão.
Se quiser ir pela sua lógica, nunca ninguém fez nada desde a idade da pedra. Por essa lógica, as missões poderiam ser também da, sei lá, Tata Steel, por ter produzido o aço para um ou outro componente.
Here we go again…
“A atmosfera de Marte tem apenas 0,6% da pressão da da Terra e é composta em 95% de dióxido de carbono.” (João André)
“Antes desta fase haveria contudo que aquecer o planeta. A solução é simples e existe também na Terra: aumentar a quantidade de CO2 na atmosfera para aumentar o efeito de estufa.” (João André)
Então Marte, com uma atmosfera constituída por 95% de CO2, não tem já um “enorme efeito de estufa”, caracterizado por uma temperatura média à superfície de -60 ºC (menos sessenta)?
Já comparou os espectros de absorção de infra-vermelhos dos vários constituintes atmosféricos terrenos? Sabe qual o constituinte da atmosfera terrestre responsável pela esmagadora maioria do efeito de estufa?
Alguma vez leu os trabalhos de Angstrom e sua crítica ao famoso artigo de Arrhenius, que está na origem da teoria do efeito de estufa? Alguma vez leu esse artigo de Arrhenius?
Tem conhecimento dos trabalhos de Maxwell sobre o assunto, desenvolvidos unicamente com recurso à Termodinâmica?
Conhece as implicações da equação de estado dos gases perfeitos que, em conjugação com a equação fundamental da Hidrostática, permitem a dedução de um gradiente vertical de temperatura atmosférica teórico (o dT/dz adiabático seco), dedução essa de validade universal e onde não entram efeitos de estufa?
Como corolário, sabe porque razão a temperatura da atmosfera terrestre (e de outros corpos celestes com atmosferas espessas) diminui com a altitude e aumenta com a profundidade, excepção feita aos casos em que ocorram inversões de temperatura?
Podia ficar aqui a tarde inteira a colocar questões, mas não vale a pena – um blogue generalista não é o local indicado.
Não obstante, proponho (a si e a quem me ler) um exercício simples. Com base nos “fact sheets” da NASA, numa primeira coluna coloquem a pressão atmosférica à superfície dos vários planetas do sistema solar (com atmosferas espessas), numa segunda coluna coloquem a respectiva temperatura absoluta média à superfície e nas colunas seguintes coloquem o que quiserem, desde a distância média ao Sol até à percentagem de gases com efeito de estufa. Ordenem depois descendentemente a vossa lista pela pressão à superfície, inscrita na primeira coluna.
Tirem conclusões e (não) fiquem surpreendidos com o resultado obtido. A correlação entre pressão atmosférica à superfície e temperatura média à superfície é evidente. Tanto é evidente que é possível estabelecer entre elas uma correlação adimensional semelhante às equações de Poisson, salvo erro, que já não ando por cima disto ao pormenor há já alguns anos.
E mais não digo, até porque tentei há uns tempos deduzir a expressão do dT/dz adiabático seco e tive que me socorrer das minhas notas. Ontem mesmo, a propósito do desvio relativamente à vertical do fio-de-prumo para latitudes diferentes de zero, também não consegui deduzir a expressão da aceleração de Coriolis. Falta de treino. Continuo, no entanto, a saber quais as implicações de ambos.
Sinceramente não faço a menor ideia de onde quer chegar. A velha história de a temperatura do planeta estar dependente da pressão atmosférica e gravidade? Se é isto, alguém o nega? Se alguém me colocasse uma resposta (ou pergunta) dessa forma quando ensinei, mandaria tudo de volta e pediria para reformular novamente.
PS – leu alguma coisa pós 1910 ou 1920? A ciência aprendeu umas coisas. Até mandaram umas sondas aos planetas, veja lá.
E se, quando ensinei, alguém me respondesse como (não) responde às minhas questões, estaria irremediavemente chumbado.
Se chumbava quem lhe pedisse clarificações sobre as suas questões, tenho pena de quem foi seu aluno.
Repito: a que propósito vem isso? De dizer que a pressão da atmosfera e a gravidade (correlacionadas) influenciam a temperatura? Quer que eu fale em quê? Na contribuição do vapor de água no efeito de estufa? A que propósito vem falar da controvérsia entre Arrhenius e Angström? Que importância tem isso para a discussão?
Se a sua noção de ensinar ou fazer perguntas foi de lançar assim uns bitaites para o ar para se fazer de inteligente, ainda bem que já não ensina. Faz-me lembrar um professor que tive em Coimbra, também ele péssimo e que gostava de se fazer de conhecedor (e que certamente seria, mas não o demonstrava).
Eu pelo menos sei que não era grande professor. Não gostei de ensinar, não tinha jeito nem apetência. Segui antes para a indústria, faz mais sentido para mim.
Note-se: chumbei várias vezes na universidade. Nunca me dei bem com o sistema de ensino português. Só me dei bem com as cadeiras onde era preciso pensar, em vez de debitar conhecimentos decorados ou resolver exercícios a alta velocidade e de cor, porque se resolveram umas boas dezenas de vezes anteriormente, mesmo sem compreender aquilo que se fazia.
Não digo que era o seu caso, apenas noto que eu nunca fui grande estudante no sistema de ensino português.