SHOW DA ASTRONOMIA: Marte, a próxima parada

09 de maio de 2014

INTRODUÇÃO

De todos os planetas, Marte é, sem dúvidas, aquele que mais desperta curiosidade, além de ser uma fonte de inúmeros mitos. Várias obras de ficção associadas com falhas na observação transformaram Marte num mundo semelhante ao nosso, porém perigoso, repleto de “pequenos homens verdes” ansiosos por invadir nossa Terra. Como o grande cientista Carl Sagan afirmou: “Marte tornou-se uma espécie de arena mítica na qual nós projetamos nossas esperanças e medos terrestres.”

Marte é nomeado em homenagem ao deus romano da guerra. Em diferentes culturas, Marte representa a masculinidade e a juventude. Seu símbolo, um círculo com uma seta apontando para o canto superior direito (♂), também é usado como símbolo do sexo masculino.

CARACTERÍSTICAS

Distâncias, dimensões, temperaturas e relevo

Marte é o quarto planeta a contar do Sol e é o último dos quatro planetas interiores (ou telúricos) no sistema solar, sua distância média à estrela é de aproximadamente 225 milhões de quilômetros, cerca de 1,5 vezes a da Terra. É o segundo menor a frente somente de Mercúrio, contém uma fina atmosfera. Sua superfície apresenta vulcões, vales, desfiladeiros e crateras.

Seu diâmetro equatorial é de 6792,4 km (o da Terra é quase 12.800 km), portanto pouco mais da metade do nosso planeta, sua aceleração da gravidade (3,711m/s²) é bem inferior à nossa (9,8 m/s²), mas superior à da Lua (≅ 1,6 m/s²). Dependendo da posição das órbitas dos planetas Marte pode ficar a “apenas” 60 milhões de quilômetros da Terra, com brilho de -2,8 de magnitude.

O Planeta Vermelho tem seu eixo de rotação inclinado como a Terra e com ângulos semelhantes, 25,19° diante os 23,5° da Terra, portanto Marte deve ter estações semelhantes às nossas, porém mais frias e longas, pois seu “ano” dura687 dias terrestres, ao contrário do seu “dia” muito semelhante ao nosso: 24 horas e 39 minutos.

O clima equatorial marciano se assemelha ao de uma montanha alta em dia claro e seco, onde durante o dia o calor quase não é amenizado pelas nuvens e neblina. Durante a noite, a irradiação do calor absorvido durante o dia é muito rápida, fazendo muito frio.

Nos verões marcianos a temperatura média atinge -36 °C antes do nascer do dia. Pela tarde, atinge os -31 °C, por vezes a média pode chegar aos -4,5 °C e são raras as temperaturas superiores a zero graus, mas que podem alcançar os 20 °C ou mais no equador. No entanto, a temperatura mínima pode baixar até aos -80°C. Durante o inverno, as temperaturas caem até aos -130 °C nos polos e chega mesmo a nevar, mas trata-se de neve carbônica, já que o carbono é o principal constituinte da atmosfera. A temperatura mais baixa registrada em Marte foi de -187 °C e a mais alta, em pleno verão e quando o planeta se encontrava mais próximo do Sol, foi de 27 °C.

A superfície marciana é composta basicamente por óxido de ferro III, mais comumente conhecido como hematita ou ferrugem, o que dá a aparência vermelho-alaranjada conhecida. Pode também parecer caramelo,dourado, marrom e esverdeado, dependendo dos minerais presentes. Marte apresenta um relevo composto por montanhas, canyons, vastas planícies. Além disso, existe um número elevado de crateras de impacto. Além existência de vales que parecem leitos de rios secos.

Monte Olimpo

O Monte Olimpo, localizado no planalto de Tharsis, é a maior montanha do sistema solar tem cerca de 24 km de altura, sua base tem mais 500 km de diâmetro e sua cratera cerca de 80 km de largura. Ainda existem outros 3 vulcões com mais de 20 km de altura.

O grande desfiladeiro Valles Marineris, tem um comprimento de quatro mil quilômetros e uma profundidade de até sete quilômetros. O comprimento do Valles Marineris é equivalente ao comprimento do continente europeu e estende-se através de um quinto da circunferência de Marte. Em comparação, o Grand Canyon na Terra tem 446 km de comprimento e quase 2 km de profundidade.

Água em Marte

Já não é mais segredo: Marte contém água, mas que se encontra principalmente no estado sólido em seus polos e misturada no seu solo (A sonda Phoenix encontrou amostras de gelo de água no solo marciano raso em 31 de julho de 2008).Em 2013, o Curiosity da NASA descobriu que o solo de Marte contém entre 1,5% e 3% de água em sua massa, embora não esteja acessível por estar ligada a outros compostos. São muitos os indícios que Marte já teve água no estado líquidoem sua superfície no passado, ou que possa haver atualmente, mesmo que por breves intervalos de tempo, devido à baixa pressão atmosférica.

Formas de relevo visíveis em Marte sugerem fortemente que água em estado líquido existe na superfície do planeta, ao menos em alguns períodos. Faixas lineares enormes de terra lavada, conhecidas como canais de escoamento, atravessam a superfície em cerca de 25 lugares. Há vales que parecem esculpidos por água corrente, semelhantes aos rios terrestres, ainda há outras evidências fortes como a detecção de minerais específicos, como hematita e goethita, ambos os quais se formam, por vezes, na presença de água.Algumas das evidências que pareciam indicar antigas bacias hidrográficas e fluxos tem sido refutadas por estudos de alta resolução feitos pelo Mars Reconnaissance Orbiter. Em 2004, o Opportunity detectou o mineral jarosita. Esta forma só existe na presença de água ácida, o que demonstra que a água uma vez existiu em Marte. Evidências mais recentes de água líquida vem da constatação do mineral gipsita na superfície feitas pelo Opportunity da NASA em dezembro de 2011. Ainda há evidências de que Marte teria água congelada em seu subterrâneo.

Polos

Marte tem duas calotas polares de gelo permanentes. Quando os polos são expostos à luz solar, o congelado CO₂ entra em sublimação, criando enormes ventos que varrem os polos a velocidades de até 400 km/h. Esses ventos sazonais transportam grandes quantidades de poeira e vapor de água, dando origem a geadas, como na Terra, e de grandes nuvens cirrus. Nuvens de água gelada foram fotografados pelo rover Opportunity em 2004.

Polo Sul

As calotas polares em ambos os polos são compostas principalmente de gelo de água. Dióxido de carbono congelado acumula como uma camada relativamente fina de cerca de um metro de espessura na calota norte apenas no inverno, enquanto a calota do sul tem uma cobertura de gelo seco permanente de cerca de oito metros de espessura. A calota polar norte tem um diâmetro de aproximadamente mil quilômetros durante o verão do hemisfério norte de Marte e contém cerca de 1,6 milhões de quilômetros cúbicos de gelo, que, se espalhado uniformemente sobre a calota, teria 2 km de espessura. A calota polar do sul tem um diâmetro de 350 km e uma espessura de 3 km. O volume total de gelo na calota polar sul, mais os depósitos em camadas adjacentes, tem também sido estimado em 1,6 milhões de km cúbicos.

Polo Norte

Atmosfera

Em comparação com a Terra, a atmosfera de Marte é muito rarefeita. A pressão atmosférica na superfície hoje varia entre um mínimo de 30 Pa (0,030 kPa) no Monte Olimpo para mais de 1.155 Pa (1,155 kPa) em Hellas Planitia (região localizada no hemisfério sul com 7 km de profundidade), com uma pressão média ao nível da superfície de 600 Pa (0,60 kPa). A maior densidade atmosférica em Marte é igual à densidade encontrados a 35 km acima da superfície da Terra. A pressão de superfície média resultante é de apenas 0,6% do que a da Terra (101,3 kPa). Apesar da baixa densidade e pouca pressão atmosférica, registraram-se em Marte vendavais que cobriam todo a superfície do planeta de poeira, com ventos de até 240 km/h.

Redemoinho filmado pelo robô Spirit

A atmosfera é muito empoeirada, contendo partículas de cerca de 1,5 µm (0,0015 mm) de diâmetro que dão ao céu marciano uma cor opaca quando vista da superfície.

Pôr do Sol

A atmosfera de Marte é composta por cerca de 96% de dióxido de carbono (ou gás carbônico), 1,93% de argônio e 1,89% de nitrogênio, juntamente com traços de oxigênio e água. Também foram detectados metano e amônia.

SATÉLITES

Marte tem dois satélites naturais conhecidos, Fobos e Deimos. Esses nomes significam medo e terror, respectivamente, segundo a mitologia grega eram filhos de Ares (Marte para os romanos), deus da guerra. Ambos possuem formato irregular (lembram uma batata) além de serem de pequenas dimensões, Fobos tem como diâmetro máximo cerca de 26,8 km (26,8 x 22,4 x 18,4 km), enquanto Deimos possui um diâmetro máximo de 15 km (15 x 12.2 x 10.4 km).

Fobos orbita a cerca de 9.400 km do centro de Marte, e a cerca de 6.000 km da superfície do planeta vermelho. Isto faz de Fobos o satélite do Sistema Solar que está mais próximo está do seu planeta. Fobos demora cerca de 7,65 horas a completar uma volta ao redor de Marte.

Deimos orbita a cerca de 23.460 km do centro de Marte e demora cerca de 1 dia, 6 horas e 20 minutos a completar uma volta, o mesmo tempo que demora a dar uma volta em si próprio, como consequência Deimos tem sempre o mesmo lado virado para Marte.

A origem das duas luas não é bem compreendida, sugere-se que foram asteroides capturados pela gravidade marciana. Seu baixo albedo (medida relativa da quantidade de luz refletida) e composição de condrito carbonáceo foram considerados semelhantes aos de asteroides, apoiando a teoria de captura gravitacional. A órbita instável de Fobos parece apontar para uma captura relativamente recente.

Fobos

Deimos

EVOLUÇÃO NO ESTUDO

A existência de Marte como um objeto errante no céu noturno foi registrada por astrônomos do Egito Antigo e, em torno do ano 1534 a.C., eles já estavam familiarizados com o movimento retrógrado do planeta, o chamavam de Har Decher (o vermelho).

No período do Império Neobabilônico, os astrônomos babilônios (chamavam de Nergal, (o rei das guerras.) faziam registros regulares das posições dos planetas e observações sistemáticas do seu comportamento. Sobre Marte, eles sabiam que o planeta fazia 37 períodos sinódicos, ou 42 circuitos do zodíaco, a cada 79 anos. Eles também inventaram métodos aritméticos para fazer pequenas correções para as posições previstas dos planetas.

A literatura da China antiga confirma que Marte era conhecido pelos astrônomos chineses no século IV. No século V d.C., o texto astronômico indiano Surya Siddhanta estimou o diâmetro de Marte. No século IV a.C, Aristóteles observou que Marte desapareceu por trás da Lua durante uma ocultação, indicando que o planeta estava mais distante.Ptolomeu, um grego que vivia em Alexandria, tentou resolver o problema do movimento orbital de Marte. O modelo de Ptolomeu e sua obra coletiva sobre astronomia foram apresentados no Almagesto, que tornou-se o principal tratado da astronomia ocidental nos quatorze séculos seguintes.

Ticho Brahe

Tycho Brahe foi um astrônomo dinamarquês, fez cálculos precisos sobre a posição de Marte. Brahe montou um observatório em Hven, uma ilha perto de Copenhagen, onde estudou as estrelas por 20 anos. Usando apenas seus olhos, ele calculou a posição de Marte para até quatro minutos de arco.

A única ocultação de Marte por Vênus observada foi a de 13 de outubro de 1590, vista por Michael Maestlin em Heidelberg. Em 1610, Marte foi visto por Galileu Galilei, que foi o primeiro a vê-lo através de um telescópio. A primeira pessoa a desenhar um mapa de Marte que exibia características da superfície foi o astrônomo neerlandês Christiaan Huygens.

Asaph Hall (1829 - 1907), astrônomo norte-americano, observando o planeta Marte, identificou dois satélites naturais. Deimos, em 11 de agosto de 1877, e Fobos, em 17 de agosto de 1877, usando o telescópio refrator de 26" do U. S. Naval Observatory.

A partir da segunda metade do século XX, o estudo a cerca de Marte se desenvolveu principalmente com a ajuda de sondas espaciais que orbitam o planeta e de outras que pousaram em seu solo. Várias missões e projetos surgiram, entre eles o Zond (soviético), Viking (estadunidense), Nozomi (japonesa), Mars Express (europeia), entre outras. Alguns desses projetos falharam, com problemas de lançamento ou mesmo de aterrissagem em solo, chocando-se de forma violenta contra a superfície. Atualmente existem em funcionamento no solo marciano duas rovers (veículos robôs exploradores): Opportunity (lançado em 2003) e Curiosity (lançado em 2011).

Opportunity

Curiosity

Esses veículos são verdadeiros laboratórios em movimento, os quais permitiram obter inúmeras imagens de alta qualidade, estudos mais detalhados da atmosfera, rochas, minerais, presença de água e, é claro, de vida ou ausência dela.

COLONIZAÇÃO DE MARTE

Mesmo não sendo o planeta mais próximo de nós, é o que oferece as melhores condições favoráveis:

=> É um planeta sólido (Júpiter e Saturno são gasosos);

=> Possui atmosfera, oferece alguma proteção contra radiação solar;

=> O dia e a inclinação do eixo são semelhantes aos da Terra;

=> Contém minerais importantes;

=> Contém água.

Também há elementos desfavoráveis:

=> Baixa pressão atmosférica, o que nos obrigaria a usar trajes de descompressão;
=> Lá é bem mais frio;
=> Baixa aceleração da gravidade, o que pode provocar danos à saúde em longo prazo;
=> Ausência de campo magnético para refletir o vento solar.

São considerados locais bons para o processo de colonização:

- Região Polar: pela concentração de água
- Região equatorial: pela menor variação de temperatura entre o dia e a noite.
- Valles Marineris: o fundo do vale teria uma pressão atmosférica bem maior que a superfície, se assemelhando ao topo do Monte Everest.
- Satélites Marcianos: possuem propelentes de foguetes e serviriam como pontos de abastecimento.

Terraformação

Terraformação é a denominação dada ao processo, até agora hipotético, de modificar a atmosfera e temperatura de um corpo celeste sólido (como um planeta ou um satélite natural) até deixá-lo em condições adequadas para suportar um ecossistema com seres vivos da Terra.

Marte terraformado

Terraformar um planeta não é apenas difícil do ponto de vista técnico-científico, é ainda mais difícil do ponto de vista econômico. A terraformação pode custar trilhões de dólares e ainda assim ser mal sucedida. O número elevado de empresas e países que, previsivelmente, envolver-se-iam em tal processo também é sinônimo de disputas e instabilidade econômica global.

De antemão, já seria difícil conseguir patrocínio, mesmo que governamental, para algo desta magnitude, visto que o retorno financeiro poderia demorar décadas ou até séculos para superar o investimento inicial - isso se, e somente se, a terraformação tenha sido bem sucedida.

Entre os métodos que poderia ser usados na terraformação de Marte seriam:

- A sublimação do dióxido de carbono, a fim de criar um efeito estufa aumentando a temperatura e aumentando também a pressão atmosférica.

- Introdução de Fitoplâncton geneticamente modificado, a fim de converter este dióxido de carbono em oxigênio, processo no qual reduzirá o efeito estufa de Marte, embora o transforme em um lugar mais habitável.

- Importação de amônia para produção de nitrogênio.

- Importação de hidrogênio para a atmosfera, com a finalidade de colaborar para a formação da hidrosfera. Por exemplo, o hidrogênio poderia reagir com o óxido de ferro da superfície desértica de Marte, o que produziria água de acordo com a equação abaixo:

H₂ + Fe₂O₃ → H₂O + 2FeO

Por fim, Marte com seus mitos, segredos, satélites, minerais (e vida?) mantém nossa curiosidade em sua direção. Um mundo magnífico cheio de surpresas. Talvez nunca o transformemos em uma nova Terra, mas com certeza, em um futuro não muito distante, será nossa próxima parada.

IMAGENS DIVERSAS DE MARTE