Vai ser "histórico" e "teremos surpresas"
O que quatro astronautas podem encontrar na sua jornada ao redor da Lua e além dela
por Ashley Strickland, CNN
Quando a missão Artemis II da NASA embarcar numa jornada de 10 dias ao redor da Lua, a tripulação pode vislumbrar características na superfície lunar que nenhum outro ser humano viu a olho nu.
À medida que os astronautas sobrevoam o misterioso lado distante da Lua, que está sempre voltado para o lado oposto à Terra, verão uma parte da Lua que os astronautas da Apollo não conseguiram ver devido às órbitas das suas cápsulas.
A próxima missão histórica, com lançamento previsto para abril, marca a primeira vez que humanos se aventuram nas proximidades da Lua em mais de 50 anos — e dá início a uma nova vaga de exploração lunar que pode responder a questões persistentes sobre o satélite natural da Terra.
“Temos olhado para a Lua ao longo da história humana e a Lua tem sido visitada por astronautas e por uma série de missões robóticas”, diz Jeff Andrews-Hanna, professor no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona. “No entanto, ainda há tantas coisas que não compreendemos sobre a Lua a um nível de primeira ordem.”
Amostras cruciais recolhidas durante as missões Apollo no final da década de 1960 e início da década de 1970 forneceram a base para a nossa compreensão atual da Lua, explica Jeff Andrews-Hanna. Rochas e solo lunares ofereceram novas perspetivas sobre a origem e composição da Lua e análises mais recentes de amostras da Apollo anteriormente intocadas, bem como amostras recuperadas por missões robóticas, revelaram a descoberta surpreendente de água presa em rochas que se pensava estarem secas como um osso.
No entanto, as missões Apollo aventuraram-se em locais semelhantes perto do equador lunar, no lado próximo da Lua, onde o terreno era plano e os astronautas podiam manter-se ao alcance dos satélites de comunicação. Como os cientistas se aperceberam, as amostras não são totalmente representativas da Lua, que é extremamente diversa, sublinha Jeff Andrews-Hanna.
Explorar diferentes regiões lunares com o programa Artemis pode fornecer um retrato mais completo da paisagem e da sua composição e descobrir pistas sobre o porquê de os lados próximo e distante da Lua diferirem, quanta água a Lua contém e como o globo prateado evoluiu ao longo do tempo.
Além disso, estudar a Lua pode esclarecer capítulos perdidos da história inicial da Terra e ajudar a confirmar ou a refutar a teoria prevalecente de que a Lua formou-se a partir do impacto de outro corpo celeste que colidiu com o nosso planeta há milhões de anos.
“Penso na Lua como o oitavo continente da Terra”, diz Noah Petro, chefe do Laboratório de Geologia Planetária, Geofísica e Geoquímica da NASA no Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, EUA. “Quando estudamos a Lua, estamos na verdade a estudar uma extensão da Terra.”
E depois há a promessa do inesperado.
“Teremos surpresas”, disse Petro, que também lidera a equipa científica da missão Artemis III, que terá como objetivo devolver astronautas à superfície lunar em 2028. “É por isso que exploramos. Se soubéssemos o que íamos encontrar, não teríamos de ir.”
Apollo revelou a história da origem da Lua
Sempre que uma nave espacial se aventura na superfície de um planeta ou de um asteroide, a melhor coisa que pode fazer é trazer uma recordação para a Terra, diz Barbara Cohen, cientista do projeto da missão Artemis IV, outra aterragem lunar planeada para o final desta década.
“Apesar de não estarmos presentes no planeta quando aquela rocha se formou, a rocha regista a história do que estava a acontecer na altura, por isso são muito, muito importantes para muitos empreendimentos científicos diferentes”, afirma Cohen.
Depois de as amostras da Apollo terem sido devolvidas à Terra e analisadas, os manuais escolares foram atualizados com uma riqueza de novas informações sobre a Lua.
“Penso que é importante reconhecer o quão pouco sabíamos sobre a Lua antes do programa Apollo”, diz Paul Hayne, professor associado no departamento de ciências astrofísicas e planetárias do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado Boulder.
Antes das aterragens na Lua, os cientistas debatiam-se sobre se o satélite teve origem noutro local do sistema solar antes de o campo gravitacional do nosso planeta o capturar ou se se formou juntamente com a Terra ou se até se se desprendeu da Terra em rotação rápida como uma massa, explica Carolyn Crow, professora assistente no departamento de ciências geológicas da Universidade do Colorado Boulder.
Mas as amostras da Apollo apontaram para uma nova teoria sobre como a Terra adquiriu uma Lua tão grande, sublinha Crow.
Dentro das amostras estava a anortosite, um tipo de rocha ígnea. A anortosite raramente é descoberta na Terra de forma isolada, existindo geralmente como um componente mineral de outras rochas. Mas a rocha branca era prevalente no lado próximo da Lua, sugerindo que existiam as condições certas para a sua formação, diz Crow.
“O que é preciso é um lago de magma realmente grande que cristalize lentamente e toda a anortosite flutuará para o topo do lago se estiver a arrefecer suficientemente devagar”, afirma Crow.
A presença de anortosite na Lua sugere que todo o globo foi outrora um oceano de magma ou completamente fundido. Adicionalmente, isótopos, essencialmente impressões digitais químicas para corpos planetários, encontrados em amostras de rocha da Apollo coincidiam com isótopos no manto da Terra, sugerindo que se formaram ao mesmo tempo.
Em conjunto, estas descobertas ajudaram os cientistas a chegar à atual teoria prevalecente de que um objeto do tamanho de Marte chocou com a Terra, ejetando uma massa de material fundido do nosso planeta que se tornou a Lua.
“A Terra não seria o planeta que é hoje se não fosse pelo impacto que formou a Lua”, afirma Andrews-Hanna. “Devido à existência da Lua, a Terra e o nosso clima são muito mais estáveis e isso tem sido realmente crítico para o desenvolvimento da vida. Não há dúvida de que, sem uma Lua a estabilizar a Terra, os humanos não teriam conseguido evoluir.”
As grandes descobertas da Apollo levam a mistérios maiores
As missões Apollo revelaram elementos do lado próximo da Lua que nunca tinham sido observados.
Mas dados de orbitadores mostraram que o lado distante é completamente diferente, levando a questões que têm sido muito importantes para os cientistas desde que as missões terminaram.
“A Lua é desequilibrada em quase todos os aspetos e não sabemos porquê”, diz Andrews-Hanna. “Esta assimetria global afetou todos os aspetos da evolução da Lua e continua a ser um dos maiores mistérios da ciência lunar.”
O lado próximo tem uma crosta fina, topografia baixa e KREEP, um componente geoquímico rico em elementos radioativos produtores de calor. O material, que sobrou de quando o oceano de magma da Lua solidificou, é uma combinação de potássio (K), elementos de terras raras (REE) e fósforo (P) encontrados em rochas lunares.
Os locais de aterragem da Apollo também estavam agrupados em torno de mares lunares (maria), ou manchas escuras onde outrora correu lava antiga, que dão a aparência do “homem na lua”, diz Hayne.
Alternativamente, o lado distante tem uma crosta espessa, elevações mais altas e muito menos sinais de atividade vulcânica anterior, explica Andrews-Hanna.
A Lua pode parecer uma rocha morta do ponto de vista da Terra, mas instrumentos colocados por astronautas da Apollo mostraram que ela é sismicamente ativa, com sismos lunares que ocorrem à medida que o corpo celeste arrefece ao longo do tempo.
Os astronautas da Apollo vislumbraram as partes iluminadas pelo sol da superfície lunar, enquanto as regiões escuras não eram iluminadas ou estavam além da visão da nave espacial animação NASA Goddard/SVS
“Uma das grandes questões que gostaríamos de responder é o que se passa no interior da Lua”, revela Hayne.
Curiosamente, a superfície lunar está repleta de crateras que registam os caóticos primórdios do sistema solar, quando planetas e asteroides se chocavam uns contra os outros. Grande parte desse registo foi apagado da superfície da Terra devido à erosão e a outros processos naturais, mas a Lua continua a ser uma cápsula do tempo perfeita.
“Compreender a história dos primeiros bombardeamentos de impacto da Lua e da Terra é realmente fundamental para compreender a origem da vida na Terra”, diz Andrews-Hanna. “Todas os indícios parecem indicar que, assim que a taxa de impactos diminuiu o suficiente para que a superfície fosse estável, a vida surgiu.”
As missões Apollo 14 e 15 aventuraram-se perto do Mare Imbrium, uma das maiores crateras do sistema solar, e recolheram ejeta, ou material expelido pelo impacto inicial e espalhado por grande parte do lado próximo lunar.
Acredita-se que Imbrium seja uma das crateras mais jovens da Lua, formando-se há 3,85 mil milhões a 3,92 mil milhões de anos.
“Para sermos capazes de abordar como era a Lua antes de Imbrium, temos de ir a algum lugar que não tenha sido pintado com este pincel grande, o que significa algo como o polo sul ou o lado distante”, diz Cohen.
Agora, os cientistas querem determinar quando outras crateras de impacto se formaram na Lua — especialmente a bacia do Polo Sul-Aitken. Abrangendo quase um quarto da superfície lunar, a cratera, que se situa no lado distante da Lua, é a maior, com um diâmetro de aproximadamente 2.500 quilómetros (1.550 milhas). Tem mais de 8 quilómetros (5 milhas) de profundidade.
Um impacto tão gigante podia ter sido responsável por dar à Lua a sua natureza desequilibrada. Acredita-se que a bacia do Polo Sul-Aitken seja a cratera mais antiga da Lua, mas a sua idade exata é desconhecida, tornando-a um alvo primordial para futuras missões Artemis.
“Compreender a sua idade é como encontrar esta Pedra de Roseta da história inicial do sistema solar”, afirma Petro.
O que os astronautas da Artemis podem encontrar
Uma aterragem na Lua não está planeada até à Artemis III, durante a qual dois astronautas se vão aventurar na região do polo sul lunar. A missão é atualmente esperada para ser lançada até 2028, de acordo com a NASA.
Mas as observações da próxima Artemis II podem ajudar a selecionar os futuros locais de aterragem.
Durante a Artemis II, à medida que a cápsula Orion que abriga os astronautas faz a sua maior aproximação da Lua, o globo vai aparecer com o tamanho de uma bola de basquetebol quando segurada à distância de um braço, de acordo com a NASA.
A Orion voará de 6.437 até 9.656 quilómetros acima da superfície lunar, muito mais alto do que os módulos de comando da Apollo, que voaram ao redor da Lua a 112 quilómetros acima da sua superfície ou o Lunar Reconnaissance Orbiter, uma missão robótica que circula a Lua desde 2009 e que chega a 48 quilómetros da sua face repleta de crateras.
Durante a missão Artemis II, todo o disco da Lua estará em exibição, incluindo áreas normalmente sombrias perto dos polos lunares.
A tripulação da Artemis II, que inclui os astronautas da NASA Reid Wiseman, Victor Glover e Christina Koch e o astronauta da Agência Espacial Canadiana Jeremy Hansen, passou por um extenso treino de geologia em análogos lunares na Terra, como a Islândia.
Durante o seu sobrevoo de três horas pelo lado distante da Lua, os astronautas vão captar imagens de crateras de impacto e antigos fluxos de lava, bem como vão descrever o que veem aos cientistas no Johnson Space Center da NASA, que estão preparados para oferecer orientação e análise em tempo real.
“Na Artemis II, as perguntas específicas que estamos a fazer são realmente únicas para o que o observador humano pode fazer”, diz Petro. “Um par de olhos bem treinados é a maior experiência que podemos enviar para qualquer parte do universo porque está ligado à sua própria curiosidade.”
Dependendo da trajetória da Artemis II, que vai ser determinada com base na sua data exata de lançamento, a tripulação pode testemunhar uma região anteriormente sombreada chamada Bacia Orientale. A cratera, que tem 965 quilómetros (600 milhas) de largura, representa uma região de transição fundamental entre os lados próximo e distante da Lua.
A tripulação também poderá avistar clarões distintos de luz à medida que rochas espaciais atingem a Lua — ou poeira a flutuar acima da borda da Lua, um fenómeno misterioso que os cientistas ainda não compreenderam totalmente.
Regressando à superfície durante a Artemis III e a Artemis IV, os astronautas vão captar observações, montar experiências e recolher amostras do seu local de aterragem no polo sul, cujas especificidades ainda estão por determinar.
Entre a Apollo e missões robóticas à Lua, apenas 5% da superfície lunar foi amostrada, diz Crow.
Amostras do polo sul, tais como as que contêm material expelido do interior lunar há mais de 4 mil milhões de anos, podem lançar luz sobre um capítulo desconhecido da história obscura da Lua, diz Andrews-Hanna.
Sismómetros, como os colocados no lado próximo da Lua durante a era Apollo, vão ser deixados no polo sul para determinar se sismos lunares podem ser detetados no lado distante. Rastrear a passagem de ondas sísmicas à medida que se movem através da Lua também pode revelar mais sobre o seu interior.
Outros mistérios persistem no polo sul lunar, como quanto gelo está preso no fundo de regiões permanentemente sombreadas da Lua.
“O Santo Graal, do meu ponto de vista, é quanto gelo existe e de onde veio”, antecipa Hayne. “Se conseguirmos obter uma amostra, talvez pudéssemos descobrir de onde veio essa água e, depois, por extensão, de onde a Terra obteve a sua água.”
Vai ser levado um congelador para a Lua durante a terceira aterragem lunar planeada do programa Artemis, a Artemis V, permitindo o retorno de amostras congeladas à Terra, revela Cohen.
“Estamos realmente a tentar ir a estas crateras polares profundas onde pensamos que a água possa estar, para que possamos compreender a história da água na Lua, sobre a qual a Apollo não sabia absolutamente nada”, diz Cohen.
Avançar olhando para trás
A Artemis é frequentemente elogiada como o programa da Lua para Marte porque a tecnologia e infraestrutura desenvolvidas para as missões lunares de maior duração podem lançar as bases para eventualmente enviar missões tripuladas a Marte.
É apropriado, diz Petro, porque daqui a mil milhões de anos Marte vai perder os últimos vestígios da sua atmosfera fina e vai tornar-se mais parecido com a Lua.
“Gosto de pensar no conjunto de três: Terra, Lua e Marte”, afirma Petro. “E se compreendermos esses três objetos, teremos uma boa compreensão de como planetas em qualquer lugar funcionariam. E a Lua é o melhor lugar para começar a fazer essas descobertas.”
O amor de Petro pela Lua foi despertado pelo seu pai, que foi engenheiro eletrotécnico no desenvolvimento do módulo lunar Apollo, bem como das mochilas que os astronautas usavam na superfície lunar, que ajudaram a manter as tripulações vivas num ambiente incrivelmente hostil. O seu pai focou os holofotes da exploração lunar para Petro, inflamando o seu desejo de ajudar a resolver os maiores mistérios da Lua.
“A forma como explorámos a Lua é diversa: missões de aterragem, missões orbitais, missões tripuladas”, diz Petro. “Estamos longe de ter uma imagem abrangente da Lua, mas estamos a construir a história.”
Inscreva-se na newsletter científica Wonder Theory, da CNN. Explore o universo com notícias sobre descobertas fascinantes, avanços científicos e muito mais
