Enquanto a Nasa se prepara para retornar à Lua em 2024 como parte de seu programa Artemis, a agência está concentrando seus esforços na exploração das regiões polares da Lua. Estas são áreas da Lua que parecem ter muita água misturada com o regolito.
Algumas dessas crateras estão permanentemente na sombra, e ainda podem ter grandes quantidades de água, acessíveis aos exploradores humanos e robóticos. Este é um recurso crítico, e a Lua pode ser apenas o lugar para ajudar a humanidade à medida que ela explora o resto do Sistema Solar.
Mas também pode ser uma ilusão. Nós realmente não saberemos até que olhemos de perto.
Antes de falar sobre o pólo sul, vamos dar uma olhada nos locais de pouso escolhidos para as missões Apollo há mais de 50 anos.
Sites de pouso da Apollo. Crédito: NASA / Goddard Espaço Flight Center Scientific Visualization Studio
Em 1968, a NASA anunciou os cinco locais de pouso para as missões Apollo. Todos eles estavam aproximadamente na mesma latitude em toda a superfície lunar - uma faixa que se estendia apenas alguns graus acima e abaixo do equador da Lua.
Seus critérios? Regiões de 5 a 8 km de diâmetro, que eram lisas, sem montanhas ou crateras perigosas, ou encostas íngremes. Todos os locais de pouso tinham que estar dentro da região de uma trajetória de retorno livre de volta à Terra e usando a menor quantidade de propelente possível. Eles queriam uma boa iluminação do Sol durante toda a missão, no lado mais próximo da Lua.
O ponto aqui é que eles estavam procurando por locais de pouso seguros e acessíveis. O fato de que os astronautas fizeram ciência, montaram experimentos na superfície da Lua e trouxeram centenas de quilos de rochas lunares e poeira para a Terra foi um bônus maravilhoso.
Quando Artemis for para a Lua, será mais desafiador, já que eles estão indo para o pólo sul. Aqui está o porquê.
Ilustração do artista do módulo de aterragem lunar do projeto Artemis. Crédito: NASA
No sistema solar interno, a água será um dos recursos mais valiosos que os exploradores podem ter em mãos. Isso é porque você pode usá-lo para tanto. Você pode beber, obviamente. Na verdade, você é feito de 60% de água. Você pode usar água para cultivar plantas como alimento.
Você pode separar a água em hidrogênio e oxigênio e depois usar o oxigênio para respirar. Combine-os novamente e você terá combustível de foguete, exatamente o que o ônibus espacial usou em seu tanque principal. Você pode até usar a própria água como um propelente, com um foguete a vapor baseado no espaço.
A água é um escudo fantástico contra a radiação. A superfície da Lua é exposta a partículas carregadas do vento solar, assim como a radiação cósmica galáctica, mas se esconde sob um metro de gelo e é tão segura quanto estar na superfície da Terra.
Superfície lunar queimada pela radiação do sol. Crédito: Jasper Halekas e Greg Delory, da UC Berkeley, e Bill Farrell e Tim Stubbs, do Goddard Space Flight Center
O problema é que o Sol está constantemente lançando radiação no espaço. Qualquer gelo de água mais próximo que o ponto médio do cinturão de asteróides é sublimado para o espaço. Isso é conhecido como linha de geada do Sistema Solar. Os Belters e Jovians têm água de sobra, mas aqui no Sistema Solar interior, será um recurso raro, a chave para tudo.
E a água pesa muito. Aqui no Canadá, usamos cerca de 300 litros de água por pessoa, por dia. Se você estivesse disposto a pagar à SpaceX US $ 2.500 / quilo para lançá-lo no espaço, você estaria avaliando US $ 1,75 milhão para o uso diário da água.
Mas há algumas regiões que podem ter protegido a água por bilhões de anos: as crateras permanentemente sombreadas nos pólos sul da Lua.
Quase toda parte da Lua é constantemente banhada pela luz do sol, ou encoberta pela escuridão. Durante o dia lunar, as temperaturas atingem 120 graus C (ou 253 Fahrenheit) e, durante a noite lunar, as temperaturas baixam para -232 ° C (-387 Fahrenheit). Em outras palavras, durante o dia, é definitivamente quente o suficiente para sublimar o gelo.
As áreas azuis mostram locais no pólo sul da Lua onde é provável a existência de gelo de água (NASA / GSFC)
Mas no pólo sul da Lua, a luz do sol atinge um ângulo baixo. Se você estivesse em pé no pólo sul da Lua, veria o Sol no horizonte, lançando longas sombras sobre a superfície lunar.
E haveria crateras ao seu redor, onde a luz do sol nunca atinge o fundo, regiões onde poderia haver depósitos de gelo permanentes que estão lá há bilhões de anos.
De fato, em 1998, a missão Lunar Prospector da NASA identificou que há significativamente mais hidrogênio no pólo sul da Lua. Mais hidrogênio significa mais água, evidências claras de que esses depósitos de água estão lá.
Lunar Reconnaissance Orbiter. Crédito de imagem: NASA
Mais evidências foram coletadas pelo Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, que orbita a Lua há anos. Ele detectou muitas vezes a presença de água na Lua. Mais recentemente, foi capaz de mapear pequenas quantidades de água no regolito lunar , mais comuns em latitudes mais altas, e mudando conforme a temperatura da superfície esquentava.
Em 2009, a NASA quebrou o satélite de observação e detecção da cratera lunar, ou LCROSS , na Lua para procurar água. A espaçonave foi para a Lua com o Lunar Reconnaissance Orbiter e depois se soltou a caminho da Lua.
Conceito do artista do estágio do LCROSS e do centauro que dirige para o impacto. Crédito: NASA
Em 9 de outubro de 2009, o motor Centaur, na parte superior da missão, colidiu com a cratera Cabeus, a cerca de 100 km do pólo sul da Lua, lançando material lunar no espaço. E então a nave Shepherding seguiu alguns minutos depois, coletando material do primeiro impacto e criando sua própria cratera.
LCROSS mostrou que há gás hidrogênio, amônia e metano, assim como metais como sódio, mercúrio e prata.
Ou talvez não. De acordo com uma nova pesquisa da NASA, esses depósitos podem ser recentes. Apesar de estarem permanentemente sombreados, ainda há partículas de vento solar e micrometeoritos atingindo a superfície, o que deveria estar erodindo o gelo de água.
Micrometeoritos próximos expelem poeira que pode viajar 30 km de distância do local de impacto na gravidade lunar. Essas partículas são aquecidas pelo Sol e depois pousam no gelo e aquecem um pouquinho, sublimando-o.
Pode ser que os impactos do cometa estejam constantemente reabastecendo a água na superfície da Lua, o que significa que esses depósitos têm apenas alguns milhares de anos.
Como podemos saber se há gelo suficiente para os astronautas usarem?
A Agência Espacial Européia planejava enviar uma missão ao pólo sul da Lua chamado Lunar Lander. Deveria ter lançado no final de 2018, visando o pólo sul da Lua. Infelizmente, o financiamento acabou e a missão foi cancelada.
Imagem do rover Yutu-2 se afastando da zona de pouso da missão Chang'e-4. Crédito: CNSA
O Chang'e-4 Lander e o Yutu-2, da China, estão no polo sul da Lua agora, rastejando, explorando a região e analisando o regolito lunar. Eles estão lá desde 3 de janeiro de 2019 e só podem operar durante o dia lunar, quando há luz solar para manter seus instrumentos funcionando.
O Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA chegou a fotografá- los enquanto orbita a sobrecarga.
Chandrayaan-2, da Índia, foi lançado na Lua no dia 22 de julho. Crédito de imagem: ISRO
Estou planejando fazer um vídeo inteiro sobre o Chandrayaan-2 da Índia , que acaba de ser lançado com sucesso em seu caminho para a Lua. Nos próximos dois meses, a espaçonave elevará sua órbita da Terra e se transferirá para uma órbita lunar.
Então, ele tentará fazer um pouso suave no dia 7 de setembro de 2019, pousando em uma planície entre duas crateras, Manzinus C e Simpelius N no polo sul da Lua.
O lander Vikram implantará Pragyan, um robô robótico de seis rodas, para explorar o máximo possível antes de entrar na noite lunar, que eles não podem sobreviver.
Como eu disse, vou fazer um vídeo mais aprofundado sobre essa incrível missão daqui a alguns meses, assim que ela chegar com sucesso.
Em 2020, a Coréia do Sul lançará sua primeira missão à Lua, chamada de Orbitador Lunar da Korea Pathfinder . Essa espaçonave de 550 kg será lançada em um foguete Falcon 9 e explorará a Lua por pelo menos um ano. Ele terá vários instrumentos a bordo para estudar a Lua: um imageador de terreno para mapear locais de pouso e terrenos interessantes, uma câmera polarizada para tirar fotos da superfície lunar em vários comprimentos de onda e um magnetômetro para mapear o campo magnético da Lua. especialmente seus misteriosos redemoinhos lunares.
Um instrumento construído pela NASA é chamado ShadowCam. Esta é uma câmera semelhante à que é transportada pela Lunar Reconnaissance Orbiter, mas com 800 vezes mais sensibilidade. Ele estudará essas crateras permanentemente sombreadas nos pólos da Lua.
A melhor estratégia, é claro, é enviar robôs ou humanos para cavar o regolito e descobrir o que está lá.
Em 1º de julho de 2019, a NASA anunciou que havia selecionado 12 novas cargas de ciência e tecnologia que seriam enviadas para a Lua, para ajudar a estudar sua superfície e ajudar a preparar a chegada de astronautas como parte do programa Artemis. Espera-se que todas essas missões voem nos próximos anos como parte do programa Commercial Lunar Payload Services da NASA. Alguns são apenas componentes, como novos sistemas de câmeras e experimentos. Mas alguns são realmente interessantes no que se refere à exploração do pólo sul.
Rover MoonRanger. Crédito: Astrobiotic e Carnegie Mellon University
O primeiro é o MoonRanger , um pequeno robô que foi construído pela Universidade Astrobiotic e Carnegie Mellon. Este rover de 13 quilos testará a exploração autônoma na Lua, criando mapas 3D detalhados da superfície lunar ao redor do pólo sul, incluindo essas crateras sombreadas. O rover poderá viajar e navegar por conta própria, sem se comunicar com a Terra.
PlanetVac é uma tecnologia financiada por cidadãos que está sendo desenvolvida pela Planetary Society e pela Honeybee Robotics, que sugam o regolito lunar da superfície da Lua. Em seguida, ele poderia ser testado no local ou transferido de volta à Terra para que os cientistas estudassem em casa. Isso permitirá que a NASA experimente uma ampla variedade de pontos na Lua para descobrir quais têm a maior concentração de água e outros produtos químicos úteis.
Retroreflectores lunares da próxima geração fornecerão uma atualização para os retroreflectores que foram colocados na superfície lunar durante a era da Apollo, que os cientistas ainda usam para medir a rapidez com que a Lua está se afastando de nós. Esses novos refletores poderiam nos dizer mais sobre o interior da Lua e responder a perguntas sobre física básica.
LISTER é uma sonda de calor que será perfurada a 2-3 metros no regolito lunar para ajudar a medir as diferenças de temperatura em diferentes profundidades e nos dizer o quão geologicamente ativa é a Lua. Semelhante à missão InSight em Marte.
A Aquisição de Amostras, Filtragem de Morfologia e Sondagem do Regolito Lunar usará um braço robótico de reserva das missões do Mars Exploration Rover (você sabe, Spirit e Opportunity), para coletar amostras da Lua.
Durante a próxima década, a Lua ficará muito mais ocupada. Há múltiplas missões planejadas pela Rússia, uma colaboração entre a Índia e o Japão, mais missões da China e um monte de landers privados. Claro, vou mantê-lo atualizado como qualquer um destes são construídos.
Neste momento, temos uma sugestão tentadora de que há vastas reservas de gelo de água no pólo sul da Lua. Nos próximos anos, os robôs e as pessoas estudarão essa região com muito cuidado, construindo as evidências. Se tivermos sorte, a Lua terá tudo de que precisamos para dar um grande passo para fora da Terra e para o Sistema Solar.
Fonte - Universe Today
Fonte - Universe Today
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