Levar seres humanos a Marte será uma das missões mais complexas já realizadas. Mas existe um problema ainda maior do que chegar ao planeta vermelho: garantir que os astronautas consigam voltar.
Transportar da Terra todo o oxigênio e combustível necessários para uma missão de ida e volta exigiria uma quantidade gigantesca de carga. Por isso, pesquisadores trabalham em uma estratégia diferente: usar aquilo que Marte já oferece.
No Massachusetts Institute of Technology (MIT), a pesquisadora Lanie McKinney desenvolve um pequeno reator que utiliza plasma frio para transformar o dióxido de carbono da atmosfera marciana em oxigênio e monóxido de carbono.
A ideia é simples de explicar, mas extremamente difícil de executar: transformar Marte em uma espécie de posto de combustível para futuras missões humanas.
Marte tem justamente a matéria-prima necessária
A atmosfera marciana é muito diferente da terrestre. Ela é extremamente fina e formada principalmente por dióxido de carbono.
Em vez de transportar todos os recursos necessários por milhões de quilômetros, futuras missões poderiam utilizar esse CO₂ como matéria-prima. Esse conceito é conhecido como utilização de recursos in situ, ou ISRU.
McKinney resume o problema de maneira direta: sem uma forma de produzir combustível em Marte, será muito difícil trazer seres humanos de volta à Terra.
Seu trabalho, desenvolvido no Aerospace Plasma Group do MIT com a professora Carmen Guerra-Garcia, tenta encontrar uma solução.
O sistema utiliza plasma não térmico para fornecer energia aos elétrons e romper as fortes ligações existentes nas moléculas de CO₂.
A tecnologia consegue então produzir oxigênio e outros compostos sem exigir as temperaturas extremamente elevadas utilizadas por alguns processos químicos tradicionais.
Um pequeno reator de plasma é o coração da tecnologia
O equipamento desenvolvido no MIT utiliza uma tecnologia chamada descarga de barreira dielétrica repetitivamente pulsada em nanossegundos, ou NRP-DBD.
Dentro do pequeno reator, o CO₂ passa por descargas elétricas extremamente rápidas. Os elétrons energizados interagem com as moléculas e ajudam a quebrá-las.
A pesquisa de McKinney sobre a conversão de CO₂ por plasma para utilização de recursos em Marte mostra algumas vantagens importantes dessa abordagem.
O sistema precisa essencialmente de eletricidade, pode funcionar em temperaturas relativamente moderadas e apresenta características interessantes para um ambiente onde a disponibilidade energética pode variar.
Mas produzir oxigênio é apenas metade do problema.
O maior desafio agora é impedir que o oxigênio desapareça novamente
Quando o plasma quebra o dióxido de carbono, ele não entrega simplesmente um tanque cheio de oxigênio pronto para utilização.
O resultado é uma mistura de diferentes produtos químicos.
E existe outro inconveniente: parte do oxigênio produzido pode reagir novamente antes de ser coletado.
Por isso, o grupo do MIT está combinando o reator com uma membrana seletiva capaz de retirar rapidamente o oxigênio da mistura.
Essa integração ainda está sendo estudada. Os pesquisadores precisam entender, por exemplo, como o ambiente altamente reativo do plasma afeta a membrana durante períodos prolongados.
É justamente essa etapa de separação que pode determinar se o sistema conseguirá sair do laboratório e, algum dia, funcionar em Marte.
A NASA já conseguiu fabricar oxigênio no planeta vermelho
A ideia de transformar a atmosfera marciana em oxigênio não começou agora.
A NASA já demonstrou essa possibilidade com o experimento MOXIE, transportado pelo rover Perseverance.
O pequeno equipamento conseguiu extrair oxigênio do CO₂ marciano durante diferentes testes realizados na superfície do planeta. Ao final da missão experimental, havia produzido 122 gramas de oxigênio e alcançado uma taxa máxima de aproximadamente 12 gramas por hora.
Foi uma demonstração histórica: pela primeira vez, a humanidade produziu deliberadamente oxigênio utilizando recursos de outro planeta.
Mas uma missão tripulada precisaria de uma escala muito maior.
Astronautas necessitariam de oxigênio para respirar, enquanto uma quantidade enorme seria necessária como oxidante para os motores responsáveis pelo lançamento da superfície de Marte.
Produzir combustível em Marte muda completamente uma missão
Cada quilograma enviado da Terra representa combustível, espaço e dinheiro.
Se uma futura missão puder produzir parte dos recursos depois de chegar a Marte, a quantidade de material transportada desde nosso planeta poderá ser drasticamente reduzida.
Isso também aumentaria a independência de uma futura base marciana.
Em vez de depender constantemente de carregamentos terrestres, os astronautas poderiam utilizar recursos locais para produzir oxigênio e componentes necessários para combustível.
A tecnologia ainda está longe de estar pronta para sustentar seres humanos. O reator continua em fase experimental e questões como eficiência energética, durabilidade, separação do oxigênio e operação contínua precisam ser resolvidas.
Mas a lógica por trás dele mostra como uma missão humana a Marte provavelmente terá de funcionar.
Chegar ao planeta vermelho será apenas a primeira metade da viagem.
Para voltar para casa, os astronautas talvez precisem aprender a transformar a própria atmosfera de Marte no combustível de sua passagem de volta.
