O pó lunar de alta velocidade pode turvar o futuro das missões humanas na Lua

Povo de terra na Lua é confuso – uma lição que os astronautas Apollo aprenderam da maneira mais difícil. Usando um motor de foguete para baixar uma grande nave espacial até a superfície lunar, levanta uma grande quantidade de poeira de movimento rápido que pode viajar para longe e largo, capaz de atingir e até danificar as naves espaciais na Lua e ao redor dela. É um problema que alguns engenheiros dizem que temos de resolver agora, especialmente se quisermos aterrar mais pessoas na Lua na próxima década.

Os exploradores espaciais têm o ambiente único da Lua a agradecer por este efeito secundário poeirento. Nosso vizinho lunar é cerca de um quarto do tamanho da Terra, e tem um sexto da gravidade do nosso planeta. Também lhe falta uma atmosfera, o que facilita a navegação de pequenos objectos sobre a superfície durante algum tempo antes de voltar a descer. Assim, se você apontar um motor de foguete para a Lua por um longo período de tempo – o que você normalmente precisa fazer para baixar algo até a superfície – ele pode facilmente acelerar a sujeira lunar a velocidades de milhares de metros por segundo, enviando-os a centenas de milhas de distância.

As poucas aterrissagens Apollo realizadas nos anos 60 e 70 não eram suficientemente poderosas ou frequentes para causar pânico em relação a essa poeira chutada. Mas agora a NASA quer voltar para a Lua, desta vez para ficar. Manter uma presença humana prolongada na superfície lunar vai exigir muitos desembarques – para transportar pessoas, carga, habitats e muito mais para a Lua. Sem grandes mudanças de infraestrutura, isso vai aumentar a possibilidade de levantar poeira que pode danificar as naves espaciais ao redor da Lua, os locais históricos Apollo, ou mesmo a base Lunar que a NASA quer construir e manter. Isso também pode levar a tensões entre nações que têm naves espaciais próximas umas das outras.

“Há potencial para conflitos internacionais sérios por causa disso”, diz Phil Metzger, um físico planetário da Universidade da Flórida Central que costumava trabalhar na NASA estudando os efeitos de explosões de foguetes em corpos planetários.

Pó lunar acabou sendo um pouco um pesadelo para os astronautas da Apollo. Para começar, agarrou-se a tudo. Os astronautas apanharam pó em todos os seus fatos, o que degradou o material ao longo do tempo. As partículas até encharcaram muito do equipamento que os astronautas estavam usando, incluindo câmeras, radiadores, botões, e muito mais. E a poeira soprada durante a descida para a superfície lunar dificultava aos astronautas ver para onde estavam indo. “Penso que provavelmente uma das facetas mais agravantes e restritivas da exploração da superfície lunar é a poeira e sua aderência a tudo, não importa que tipo de material, seja pele, material do terno, metal, não importa o que seja”, disse o astronauta Gene Cernan, astronauta da Apollo 17, durante um debrief após a missão em 1973. Lidar com essa tristeza será um grande problema para futuras missões de exploração lunar – especialmente se quisermos colocar habitats lá em cima.

Antes de as pessoas saírem pela porta de um aterrador lunar, a poeira será um problema, a partir do momento em que o motor de aterrissagem se ligar. Aqui na Terra, se você apontar um motor de foguete para um monte de poeira, cascalho e rochas, a espessa atmosfera de ar que cerca o nosso planeta iria diminuir primeiro as partículas menores, enquanto as partículas maiores cortariam a resistência do vento e percorreriam as maiores distâncias. Na Lua, é o oposto. Não há ar ao redor da superfície lunar, apenas vácuo. Assim, se um monte de partículas fosse acelerado até altas velocidades, as partículas menores viajariam mais rápido e nas maiores distâncias, enquanto as rochas maiores seriam logo derrubadas pela fraca gravidade da Lua.

É exatamente isso que acontece quando você usa um motor de foguete para descer até a superfície lunar. Graças ao que aprendemos com as missões Apollo, engenheiros descobriram que um grande módulo terrestre do tamanho do Módulo Lunar Apollo – capaz de emitir gás a cerca de 2.400 metros por segundo – pode impulsionar rochas e partículas do tamanho de cascalho até 10 a 100 metros por segundo, enviando-as a enormes distâncias (até seis campos de futebol de distância). Mas a poeira fina e a areia podem acelerar até 1.000 metros por segundo, impulsionando-as a centenas de quilômetros de distância – ou mesmo distribuindo-as por toda a Lua.

Ainda maquinaria no caminho dessas partículas de alta velocidade pode sofrer explosões ou danos sérios. “Pode arruinar uma nave espacial na órbita ao redor da Lua se ela estiver no lugar errado na hora errada”, diz Metzger. Os astronautas da Apollo 12 viram esse efeito quando aterrissaram na Lua, em novembro de 1969. Eles aterrissaram deliberadamente perto de uma sonda robótica chamada Surveyor 3, que a NASA havia pousado na Lua em 1967. Quando eles levaram pedaços da sonda de volta à Terra com eles, os pesquisadores descobriram que a Surveyor 3 tinha sido completamente jateada pela poeira do pouso.

“Podemos ver as partículas do solo lunar penetrando profundamente na superfície por toda a Surveyor”, diz Metzger, que liderou uma equipe que estudou partes da sonda Surveyor 3 que retornaram da Apollo 12. “Podemos ver a tinta toda rachada”

O problema pode piorar ainda mais à medida que a NASA procura enviar humanos de volta à Lua, já que alguns dos aterradores que foram propostos por empresas privadas como a Blue Origin, Lockheed Martin e SpaceX seriam muito maiores que os aterradores da Apollo. O resultado de todos estes aterradores aterrissando na Lua: ainda mais poeira e grandes partículas sopradas a velocidades maiores.

“Vai ser ainda pior”, diz Metzger. “Será material do tamanho de areia soprada completamente da Lua para a órbita ao redor do Sol. Partículas maiores, como cascalho, serão dispersadas a distâncias maiores”. Logisticamente, isso pode ser uma má notícia para qualquer habitat futuro que a NASA ou outras agências espaciais possam querer construir na Lua. “Se você pousar muito perto de seu posto avançado, pode ser como pelar seu posto avançado com cascalho viajando como a velocidade das balas”, diz Metzger.

É também um problema para a preservação histórica. Os arqueólogos espaciais estão interessados em manter os locais de aterragem da Apollo o mais primitivos possível, para potencialmente estudá-los no futuro. “Ainda há muito a ser aprendido arqueologicamente com esses sítios primitivos”, diz Beth O’Leary, arqueóloga espacial da Universidade do Estado do Novo México, ao The Verge. Por exemplo, O’Leary está interessada em potencialmente comparar a tecnologia das primeiras naves espaciais robóticas soviéticas que pousaram na Lua com as primeiras naves americanas, mas isso só pode ser feito se as peças permanecerem as mesmas que eram quando pousaram nos anos 60.

“Você só poderia fazer isso olhando para os artefatos do local em ,” diz O’Leary. “Porque quando você tira algo, você pode gravá-lo, você pode preservá-lo em um museu, mas você tira a integridade do site”.

Adicionalmente, O’Leary não está preocupado apenas com artefatos de hardware, mas também com as características que os astronautas Apollo deixaram no solo – notadamente suas pegadas lunares. “Qualquer coisa que seja uma característica da Lua realmente corre o risco de ser perturbada pelo vento, por qualquer tipo de força erosiva”, diz O’Leary. “E a forma como as naves espaciais no futuro poderiam pousar, ou onde elas pousariam, essencialmente os destruiria”

Uma forma de preservar todos esses veículos e maquinaria é pousar longe o suficiente para que o valioso hardware permaneça intacto. Mas os pesquisadores não sabem a melhor distância mínima. Em 2011, Metzger e uma equipe de pesquisadores tentaram elaborar diretrizes de quão longe dos locais Apollo outras entidades devem pousar, a fim de causar o mínimo de danos possíveis. A equipe se estabeleceu a uma distância de 2 quilômetros, mas Metzger diz que o número é arbitrário – não há realmente uma distância mínima segura. Como os aterrissadores têm o potencial de dispersar poeira globalmente, tudo depende de quanto dano é considerado “ok”. Robôs lunares podem lidar com alguma quantidade de bombardeio – na verdade, poeira interplanetária está caindo na Lua o tempo todo – mas não está claro quando o dano se torna um passivo.

“A alguma distância, a quantidade de dano que você vai causar seria insignificante em comparação ao que a natureza está fazendo”, diz Metzger. Mas não somos suficientemente inteligentes para descobrir qual é essa distância”

“Para aliviar o risco de danos, Metzger diz que a NASA e outras empresas comerciais que se dirigem à Lua precisam considerar seriamente a possibilidade de fazer almofadas de aterragem na superfície lunar antes que os aterragens se tornem rotina. Mas também há armadilhas para essa solução. A instalação de uma plataforma de aterragem em metal pré-fabricada na superfície exigiria enormes quantidades de combustível e vastas somas de dinheiro. Outra opção é usar microondas ou outras ferramentas aquecidas para derreter o solo lunar em uma superfície plana, mas isso requer o uso de tecnologia experimental.

No final, qualquer opção de plataforma de pouso vai requerer novas tecnologias sofisticadas, e pode tornar as missões lunares mais complexas e caras. Dados os já elevados custos das missões lunares de retorno, é muito possível que a NASA e outras empresas comerciais possam pular este passo. É por isso que Metzger argumenta que está na hora de os países chegarem a algum tipo de acordo que os danos às suas naves lunares serão uma possibilidade muito real.

Além dos sites Apollo dos Estados Unidos, China e Rússia enviaram robôs para a Lua, e outros países, incluindo Índia e Japão, despenharam naves espaciais na superfície lunar. Esses veículos, ou seus restos, podem estar na linha de fogo, não importa onde um grande avião aterrissador humano despenca. “Acho que precisamos ter um acordo internacional que todos nós concordamos que vamos ter permissão para explodir o equipamento uns dos outros”, diz Metzger. “Se não podemos concordar com isso, então isso significa que não podemos aterrar em certos lugares na Lua. E isso significa que os países vão ser capazes de reivindicar território efectivo”

Os EUA ainda estão a muitos anos de distância antes dos humanos viajarem de e para a Lua com regularidade, por isso ainda há muito tempo para pensar sobre isto antes que surjam tensões internacionais. Mas se a NASA e a indústria espacial privada estão realmente a falar a sério sobre ir à Lua para ficar, estas organizações vão precisar de se familiarizar muito com as partículas que cobrem a superfície lunar. Porque seus veículos estarão pulverizando poeira lunar por toda a Lua, quer eles queiram ou não.