Os tubos de lava, cavernas ou habitações subterrâneas poderiam ser um refúgio seguro para futuros astronautas em Marte? Cientistas da equipe do rover Curiosity da NASA estão ajudando a investigar questões semelhantes com o Detector de Avaliação de Radiação, ou RAD.
Ao contrário da Terra, Marte não possui um campo magnético que o proteja de partículas de alta energia que voam pelo espaço. Essa radiação pode causar sérios danos à saúde humana e prejudicar seriamente os sistemas de suporte à vida dos quais os astronautas marcianos dependerão.
Com base nos dados do RAD Curiosity, os pesquisadores descobriram que o uso de materiais naturais, como rochas e sedimentos em Marte, pode fornecer alguma proteção contra essa onipresente radiação cósmica. Em um artigo publicado neste verão no JGR Planets, eles detalharam como o Curiosity permaneceu estacionado perto de um penhasco em um lugar chamado Murray Buttes de 9 a 21 de setembro de 2016.
Enquanto estava lá, o RAD registrou uma redução de 4% na radiação total. Mais importante, o dispositivo encontrou uma redução de 7,5% nas emissões de partículas neutras, incluindo nêutrons, que podem penetrar na rocha e são especialmente prejudiciais à saúde humana. Esses números são estatisticamente altos o suficiente para mostrar que isso se deve à localização do Curiosity na base do penhasco, e não às mudanças usuais na radiação de fundo. Os pesquisadores agora estão procurando outros lugares onde o RAD possa replicar tais medições.
Posto avançado de clima espacial da NASA em Marte
Grande parte da radiação medida pelo RAD vem de raios cósmicos galácticos – partículas ejetadas pela explosão de estrelas e espalhadas por todo o universo. Isso cria um tapete de "fundo de radiação", que pode representar um perigo para a saúde humana. A intensa radiação esporádica vem do Sol na forma de tempestades solares, que ejetam poderosos arcos de gás ionizado no espaço interplanetário.
"Essas estruturas se dobram no espaço, às vezes formando complexos tubos magnéticos em forma de croissant maiores que a Terra, produzindo ondas de choque que podem efetivamente excitar partículas", disse Jinnan Guo, que liderou o estudo, publicado em setembro no The Astronomy and Astrophysics Review, no qual analisa nove anos de dados RAD.
"Raios cósmicos, radiação solar, tempestades solares são todos componentes do clima espacial, e o RAD é na verdade um posto avançado do clima espacial na superfície de Marte", disse Don Hassler, do Southwest Research Institute, investigador principal do instrumento RAD.
As tempestades solares ocorrem com frequência variável com base em ciclos de 11 anos, com alguns ciclos tendo tempestades mais frequentes e poderosas do que outros. Ironicamente, os períodos de atividade solar máxima podem ser os mais seguros para os futuros astronautas em Marte: o aumento da atividade solar protege o Planeta Vermelho dos raios cósmicos em 30-50% em comparação com os períodos em que a atividade solar é menor.
"É um compromisso", disse Guo. “Esses períodos de alta intensidade reduzem uma fonte de radiação: a onipresente radiação cósmica de fundo de alta energia em torno de Marte. Mas, ao mesmo tempo, os astronautas terão que lidar com a radiação intermitente e mais intensa das tempestades solares."
As observações RAD são fundamentais para desenvolver a capacidade de prever e medir o clima espacial, os efeitos do Sol na Terra e outros corpos do Sistema Solar. Enquanto a NASA planeja possíveis voos humanos para Marte, o RAD serve como um posto avançado e parte do Observatório do Sistema Heliofísico – uma flotilha de 27 missões que estudam o Sol e seus efeitos no espaço – cuja pesquisa apóia nossa compreensão e exploração do espaço.
Até o momento, a RAD mediu os efeitos de mais de uma dúzia de tempestades solares (cinco durante o sobrevôo de Marte em 2012), embora os últimos nove anos tenham sido marcados por períodos particularmente fracos de atividade solar.
Os cientistas estão apenas começando a ver o aumento da atividade à medida que o Sol sai da hibernação e se torna mais ativo. De fato, a RAD encontrou evidências da primeira explosão de classe X do novo ciclo solar em 28 de outubro de 2021. As explosões de classe X são a categoria mais intensa de explosões solares, a maior das quais pode interromper a energia e as comunicações na Terra. Mais observações são necessárias para avaliar o quão perigosa é uma tempestade solar verdadeiramente poderosa para os humanos na superfície de Marte.
As descobertas da RAD alimentarão uma quantidade muito maior de dados que serão coletados para futuras missões tripuladas. A NASA até equipou a contraparte do Curiosity, o rover Perseverance, com amostras de materiais de trajes espaciais para avaliar o quão bem eles resistem à radiação ao longo do tempo.
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