Se os humanos pretendem um dia pisar em Marte, precisam primeiro conhecer a localização e a profundidade do gelo no Planeta Vermelho. Além de ser um ingrediente fundamental para sustentar estadias humanas em Marte, o gelo também é importante para a ciência, incluindo a busca por vida no planeta.
A Câmera HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment) a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA registrou blocos de gelo do tamanho de pedras ao redor da borda de uma cratera de impacto de meteorito em Marte. A cratera foi formada em dezembro de 2021 em uma região chamada Amazonis Planitia, a mais próxima ao equador marciano onde o gelo foi encontrado.
“Ice is, of course, useful for human exploration as drinking water or as rocket fuel. It can be split into oxygen and hydrogen and used as propellant to get home,” said Isaac Smith, an assistant professor at York University in Toronto, Ontario and a research scientist at the Planetary Science Institute in the United States. “Having easy access to ice on Mars would mean saving billions of dollars for human missions that could economize their trip and save multiple launches and a lot of mass,” Smith told Space.com.
Além disso, cientistas como Smith também se preocupam com o gelo, pois há muito a aprender sobre o clima atual e passado de Marte. Tais informações podem vir de análises de onde o gelo está agora, quão profundamente está enterrado, se há camadas no gelo e quais outras impurezas estão presentes. Aprender sobre isso ajudará a entender melhor a evolução planetária, afirma Smith.
“Já sabemos que há gelo em Marte e que está distribuído pelo planeta. As calotas polares são visíveis da Terra, e vemos evidências claras de gelo como geleiras ou de impactos de meteoritos que expõem o gelo enterrado”, aponta Smith.
Ao avaliar a distribuição desse gelo, sua espessura e as impurezas, os cientistas podem reunir uma história muito mais completa, com menos lacunas, dos últimos centenas de milhões de anos da história marciana, acrescenta Smith.
A exploração humana é impulsionada, em parte, pelas necessidades energéticas, especificamente a energia solar. Pousar em altas latitudes significaria fácil acesso ao gelo, mas também meio ano de escuridão, explica Smith.
“Se os humanos desejam uma estação permanente ou mesmo uma que possa ser gerenciada por robôs até que os humanos cheguem”, diz Smith, “então eles precisam de luz solar todos os dias e o máximo possível. Por isso, queremos saber o quão perto do equador podemos chegar e ainda ter gelo acessível”.
Gelo enterrado a mais de 30 pés (9 metros) de profundidade ou coberto por gigantescas pedras pode ser inacessível com a tecnologia que os astronautas podem levar para Marte.
“Então, estamos procurando gelo raso que seja acessível com pás ou escavadeiras em baixas latitudes”, explica Smith. “Por último, queremos usar gelo que esteja em uma zona de pouso seguro, longe de encostas íngremes ou grandes elevações, daí a necessidade de uma busca global.”
A missão International Mars Ice Mapper (I-MIM) foi planejada para buscar reservatórios de gelo em Marte. O orbitador marciano detectaria gelo de água enterrado usando um instrumento de radar e uma grande antena refletora. No entanto, a missão I-MIM estava no orçamento da NASA para o ano fiscal de 2022, mas foi removida no ano seguinte, deixando os pesquisadores ansiosos para localizar recursos gelados em Marte desanimados.
Atualmente, o I-MIM está em espera, mas há trabalhos nos bastidores para tentar reativá-lo, diz Smith. Representantes da Agência Espacial Canadense e da NASA continuam a discutir o I-MIM, com a participação também da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial e da Agenzia Spaziale Italiana.
Smith afirma que detecta um toque de otimismo de que as coisas possam avançar. “Todas as agências querem que isso funcione, mas a participação da NASA parece crítica para o sucesso, então tudo pode depender do que a NASA pode contribuir”, explica ele.
“Você realmente quer entender onde está esse gelo”, diz Rick Davis, diretor assistente de ciência e exploração no Science Mission Directorate da NASA. Também é necessário caracterizar esse gelo, permitindo a extração potencial de água, acrescenta ele.
A atenção está voltada para o mapeamento de gelo de água na “zona de reconhecimento” — latitudes médias e baixas onde as missões humanas são viáveis operacionalmente.
“Nossas margens de erro ao determinar onde está o gelo são enormes. Não há como garantir à tripulação que realmente estão perfurando gelo, a menos que vá muito ao norte em Marte”, diz Davis.
“Você quer estar o mais próximo possível do equador e ter depósitos de gelo confiáveis ali”, acrescenta. “É provavelmente a única coisa que você realmente precisa saber antes de tentar enviar humanos.”
Davis afirma que a ciência do gelo é possivelmente a próxima fronteira para o trabalho em Marte, já que os núcleos de gelo oferecem aos pesquisadores um registro histórico. A sobreposição para a ciência do gelo — geologia climática e astrobiologia, bem como a utilização de recursos em Marte — é muito significativa, diz ele.
“Existe um crescente reconhecimento de que, quando os humanos forem, perfurar o gelo será um bom uso dos astronautas. O equipamento de perfuração se beneficia de um humano no circuito, perfurando o gelo e trazendo esses núcleos de volta à Terra”, explica Davis.
Em março de 2023, durante a 54ª Conferência de Ciências Lunares e Planetárias realizada em The Woodlands, Texas, foi anunciada a descoberta de uma geleira relíquia próxima ao equador de Marte. Esse achado é significativo, pois implica que o gelo de água estava presente em algumas localizações da superfície próximas ao equador até tempos recentes e ainda pode estar presente em profundidades rasas hoje, diz Pascal Lee, cientista planetário do SETI Institute e do Mars Institute.
Lee é o autor principal do estudo que se concentrou na descoberta da geleira relíquia. “É importante considerar duas coisas”, diz Lee ao Space.com. “Embora ainda não tenhamos detectado gelo ali, ele ainda pode estar presente, apenas enterrado a uma profundidade rasa, devido ao quão isolantes e protetoras podem ser as camadas de sal. No local da geleira relíquia de Marte, estamos analisando uma crosta superficial de sais (sulfato) que ainda podem estar protegendo o gelo glacial abaixo.”
Esse cenário existe na Terra, acrescenta Lee, nas salinas do Altiplano, um planalto de alta elevação. Ele cita um local em Laguna Colorada, na Bolívia, onde ilhas de gelo antigas são preservadas sob depósitos superficiais de sais (carbonato).
“O excepcional cobertor protetor que os depósitos de sal podem oferecer geralmente não é considerado nos modelos de como o gelo de água pode sobreviver em Marte. Os modelos preveem que o gelo de água desapareceria de profundidades rasas em latitudes baixas em tipos genéricos de solos”, explica Lee. “Mas se você lida com materiais superiores com propriedades isolantes excepcionais, como crostas de sal, o gelo de água poderia, em princípio, sobreviver em escalas geológicas mesmo no equador de Marte.”
Outro ponto é que, se o gelo de água ainda estiver presente no local da geleira relíquia de Marte, ele pode ser gelo relativamente limpo em comparação com o gelo do solo detectado em outros lugares em Marte, diz Lee, incluindo em latitudes mais altas, onde o gelo geralmente está misturado ao regolito.
“Geleiras se formam a partir da precipitação de neve, então o gelo de água em uma geleira é, por natureza, relativamente limpo para começar”, explica Lee. “Impurezas são misturadas ao longo do tempo, e os sais que revestem a geleira também podem infiltrar-se, mas, no geral, você estaria lidando com um gelo de água maciço que requer pouco processamento após a extração, especialmente porque a geleira é relativamente jovem.”
O gelo do solo próximo à superfície em latitudes mais altas em Marte, no entanto, geralmente será mais difícil de extrair e processar em água pura e limpa, acrescenta ele.
O local de pouso de Noctis em Marte é uma região de transição aparentemente plana entre Noctis Labyrinthus e Valles Marineris. Se o gelo de água for confirmado como presente na geleira relíquia recém-descoberta, poderá ser “o melhor possível” em termos de acesso, extração e processamento de água em Marte, diz Lee. “Você estaria em um lugar relativamente quente durante todo o ano, com gelo limpo, enterrado sob uma fina crosta solúvel de sais de sulfato.”
Além disso, a geleira relíquia de Marte está próxima ao Noctis Landing, um local que Lee e colegas têm proposto como um excelente lugar para os seres humanos pousarem, estabelecerem uma base e explorarem. Esse local oferece as menores distâncias possíveis para excursões terrestres ao planalto vulcânico marciano de Tharsis, bem como ao Valles Marineris – a enorme região de cânions no Planeta Vermelho que expõe o mais longo registro da geologia e evolução de Marte ao longo do tempo.
“Na verdade, enquanto explorávamos os arredores de Noctis Landing, encontramos nossa geleira relíquia em Marte”, disse Lee. “Então, você pode imaginar o quão empolgados ficamos com isso.”
Os esforços conjuntos das agências espaciais envolvidas, a ciência e as missões humanas em Marte poderiam se beneficiar imensamente das descobertas recentes sobre a água e o gelo no planeta. Para futuras missões tripuladas, é vital explorar e mapear esses recursos e analisar suas implicações para a sobrevivência humana e as possibilidades de pesquisa científica em Marte.
Além disso, a busca por vida no Planeta Vermelho pode dar um salto significativo, com a análise de gelo e água, que desempenham um papel fundamental na busca por sinais de vida microbiana extinta ou ativa. Estas descobertas fornecem uma oportunidade única para os cientistas ampliarem seu entendimento da evolução planetária, e da história da água em Marte, e talvez lançarem luz sobre a possibilidade de vida em outros planetas e luas no nosso Sistema Solar.
Em suma, a busca pelo gelo em Marte é um passo crucial para expandir nossos conhecimentos sobre o Planeta Vermelho, preparar missões humanas futuras e, possivelmente, descobrir a presença de vida fora da Terra. À medida que avançamos em direção ao sonho de uma presença humana permanente em Marte, a identificação e o uso de recursos naturais locais como água e gelo se tornarão cada vez mais importantes. E quem sabe, talvez as futuras gerações de exploradores marcianos possam olhar para trás e se lembrar de como a busca por gelo em Marte desempenhou um papel crucial em suas conquistas cósmicas.
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