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set 29 2016

Submarinos espaciais: NASA estuda como explorar oceanos congelados em luas

Desenho de um possível submarino para explorar as águas de Titã.[Imagem: NASA].
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Mergulhos espaciais

Um dos avanços mais emocionantes das últimas décadas na ciência planetária é o descobrimento de lagos e oceanos nas luas de Saturno e Júpiter.

O que pode surpreender mais ainda é que alguns desses reservatórios de “água” – compostos em estado líquido – poderiam abrigar vida.

Infelizmente, isso é quase tudo o que sabemos sobre o que pode existir nesses locais. Então como explorar esses oceanos?

Uma ideia em análise é o desenvolvimento de submarinos espaciais.

A NASA destinou US$ 500 mil para investigar a possibilidade de enviar submarinos a Titã, uma das luas de Saturno. E há outras iniciativas para explorar as profundezas de Encélado, de Saturno, e Europa, lua de Júpiter.

Um dos objetivos é checar se já existem mesmo tecnologias disponíveis para realizar essas missões de exploração submarinas extraterrestres.

Os robôs submarinos precisarão emergir várias vezes para transmitir seus dados de volta à Terra. [Imagem: NASA].
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Submarino em Titã

Estima-se que o Mar Kraken (Kraken é um monstro marinha lendário), com uma área de 400 mil quilômetros quadrados, seja o maior oceano de Titã. Algumas das partes mais rasas possuem de 30 a 40 metros de profundidade, mas outras podem alcançar 150 metros.

Mas esse mar alienígena não está cheio d’água: há indícios suficientes para afirmar que se trata de um lago de metano, etano e nitrogênio.

Um submarino para investigar esse oceano maior do que o mar Cáspio da Terra seria parecido com os que usamos em nosso planeta, que minimizam o arrasto (força de resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido) e se encaixam perfeitamente nos foguetes.

Diferentemente dos nossos oceanos, o mar de metano líquido de Titã possui metade da densidade da água, e a gravidade dessa lua é sete vezes mais fraca do que a da Terra, sendo mais próxima da gravidade da nossa Lua. Deste modo, submarinos que desçam a 150 metros nos oceanos de Titã não estariam submetidos à mesma pressão se estivessem em situação similar na Terra, o que é uma boa notícia.

O problema seria o funcionamento do equipamento: missões espaciais operam de forma autônoma, e um submarino não seria diferente. Contudo, como os sinais de micro-ondas e de rádio são absorvidos com facilidade pelos oceanos, o submarino teria que emergir várias vezes para enviar sinais de volta à Terra.

Visão artística de um criobot liberando um submarino na lua Europa. [Imagem: NASA].
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Energia e calor

Outro tema a solucionar seria a fonte de energia, já que painéis solares hoje usados em sondas não seriam apropriados.

Em estudo recente, engenheiros analisaram a possibilidade de usar reatores nucleares compactos e células de combustível, mas concluíram que seriam muito pesados.

Como alternativa, propuseram uma tecnologia similar, em que a eletricidade é gerada a partir da desintegração radioativa de plutônio, técnica parecida com a da sonda espacial Cassini, que estuda Saturno.

Isso traz outro problema, que é o controle da temperatura dentro do submarino: mesmo em um mar a -180ºC, a desintegração radioativa do plutônio produz muito calor, que precisaria ser dissipado, o que complica a engenharia da missão e dúvidas sobre impactos em eventuais formas de vida.

Uma boia poderia servir como estação retransmissora das informações coletadas pelos submarinos. [Imagem: NASA].
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Criobots em Europa

Se o objetivo for a lua Europa – de Júpiter – a dificuldade aumenta: o oceano de água salgada de Europa fica sob uma crosta de gelo de dezenas de quilômetros de espessura.

Mas a dificuldade de submergir ali não torna essa viagem menos interessante, pois a presença de água é condição para existência de vida como a conhecemos ou como não conhecemos, e essa lua representa uma possibilidade promissora de um lugar habitável fora da Terra. Também é possível que outras luas de Júpiter, Saturno, e possivelmente Urano e Netuno, também tenham água líquida no subsolo.

A necessidade de atravessar pelo menos 5 km de gelo torna uma possível missão uma tarefa complicada. Seria preciso usar equipamentos conhecidos comocriobots, ou sondas de Philberth, robôs capazes de penetrar no gelo, derretendo o material e permitindo que a gravidade empurre o robô para dentro.

Com uma fonte normal de energia, essa tarefa não levaria mais do que cinco minutos. Mas enviar uma fonte típica de energia ao espaço não é algo fácil. Com a quantidade de energia disponível na maioria das naves espaciais, uma sonda criogênica levaria oito anos para atravessar a crosta de gelo de Europa.

Uma opção seria empregar um reator de fusão nuclear, que faria o trabalho em cerca de seis semanas. Mas esse tipo de reator não cabe em um criobot – um problema que se resolve, outro que se cria.

Robôs moles, ou biomiméticos, também estão sendo analisados como alternativa. [Imagem: NASA/Cornell University/NSF].
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Testes na Antártica

A opção que os especialistas analisam hoje é deixar um reator na superfície e enviar um criobot com uma fonte de energia em forma de luz, através de um cabo de fibra óptica. Quando o robô chegasse ao oceano, ele lançaria o submarino.

A comunicação com o criobot se daria por ondas sonoras (mais ou menos como fazem as baleias). Tais mensagens seriam enviadas de volta ao veículo de superfície, que as transmitiria à Terra.

Essas ideias já foram testadas na Antártida, e um dos desafios é a destinação de sedimentos que se acumulam na parte dianteira da sonda, à medida que o gelo vai derretendo. Outro problema é a esterilização de todos esses aparelhos para evitar qualquer contaminação em um ambiente que pode abrigar vida.

Ou seja, há grandes obstáculos pela frente, mas a NASA parece estar disposta a enfrentá-los. Em tese, uma missão a esses misteriosos oceanos poderia ocorrer por volta de 2040.

….

Bibliografia:

Probing for Evidence of Plumes on Europa with HST/STIS
William Sparks, K .P. Hand, M. A. McGrath, E. Bergeron, M. Cracraft, S. E. Deustua
The Astrophysical Journal

 

Fonte: Inovação Tecnológica
Editado por: Arquivo X do Brasil

 
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