Em 2012, o projeto “Mars One”, liderado por uma ONG holandesa, anunciou planos para estabelecer a primeira colônia humana no Planeta Vermelho em 2025. A missão inicialmente enviaria quatro astronautas numa viagem de ida a Marte, onde passariam o resto de suas vidas construindo o primeiro assentamento humano permanente.
é uma visão ousada-particularmente desde que Marte se afirma que toda a missão pode ser construída sobre tecnologias que já existem. Como seu site afirma, estabelecer humanos em Marte seria “o próximo salto gigante para a humanidade.”
mas os engenheiros do MIT dizem que o projeto pode ter que dar um passo atrás, pelo menos para reconsiderar a viabilidade técnica da missão.os pesquisadores do MIT desenvolveram uma ferramenta detalhada de análise de assentamentos para avaliar a viabilidade da missão Mars One, e descobriram que novas tecnologias serão necessárias para manter os seres humanos vivos em Marte.por exemplo, se todos os alimentos são obtidos a partir de culturas locais, como se vê em Marte, a vegetação produziria níveis inseguros de oxigénio, o que provocaria uma série de eventos que, eventualmente, fariam os habitantes humanos sufocarem. Para evitar este cenário, um sistema para remover o excesso de oxigênio teria que ser implementado — uma tecnologia que ainda não foi desenvolvida para uso no espaço.da mesma forma, a sonda Mars Phoenix descobriu evidências de gelo na superfície marciana em 2008, sugerindo que futuros colonos poderiam derreter gelo para beber água — outro objetivo de Marte. Mas de acordo com a análise do MIT, as tecnologias atuais projetadas para “assar” água do solo ainda não estão prontas para implantação, particularmente no espaço.
a equipa também realizou uma análise integrada do reabastecimento de peças sobressalentes-quantas peças sobressalentes teriam de ser entregues a uma colónia Marciana a cada oportunidade de o manter em funcionamento. Os pesquisadores descobriram que à medida que a colônia cresce, as peças de reposição dominariam rapidamente as entregas futuras para Marte, perfazendo até 62 por cento das cargas úteis da Terra.quanto à viagem real para Marte, a equipe também calculou o número de foguetes necessários para estabelecer os primeiros quatro colonos e tripulações subsequentes no planeta, bem como o custo da viagem.de acordo com o plano Mars One, seis foguetes pesados Falcon seriam necessários para enviar Suprimentos iniciais, antes da chegada dos astronautas. Mas a avaliação do MIT descobriu que o número é “excessivamente otimista”: A equipe determinou que os suprimentos necessários seriam necessários 15 foguetes Falcon Heavy. O custo de transporte para esta parte da missão, combinado com o lançamento dos astronautas, seria de US $4,5 bilhões — um custo que cresceria com tripulações adicionais e Suprimentos para Marte. Os pesquisadores dizem que esta estimativa não inclui o custo de desenvolvimento e compra de equipamentos para a missão, o que aumentaria ainda mais o custo global.Olivier de Weck, professor de aeronáutica, astronáutica e sistemas de engenharia do MIT, diz que a perspectiva de construir um assentamento humano em Marte é emocionante. Para tornar esse objetivo uma realidade, no entanto, vai exigir inovações em uma série de tecnologias e uma perspectiva rigorosa de sistemas, diz ele.”não estamos dizendo, preto no branco, Marte um é inviável”, diz de Weck. “Mas achamos que não é viável sob as suposições que fizeram. Estamos apontando para tecnologias que podem ser úteis para investir com alta prioridade, para movê-las ao longo do caminho da viabilidade.”
“uma das grandes insights que fomos capazes de obter foi o quão difícil é fazer isso”, diz a estudante de pós-graduação Sydney. “Há tantas incógnitas. E para dar a alguém confiança de que eles vão chegar lá e permanecer vivos — ainda há muito trabalho que precisa ser feito.”
Do and de Weck presented their analysis this month at the International Astronautical Congress in Toronto. Co-autores incluem estudantes de pós-graduação do MIT Koki Ho, Andrew Owens e Samuel Schreiner.
simulando um dia em Marte
O grupo tomou uma abordagem baseada em sistemas na análise da missão Mars One, primeiro avaliando vários aspectos da arquitetura da missão, tais como seu habitat, sistemas de suporte de vida, requisitos de peças sobressalentes e logística de transporte, em seguida, olhando como cada componente contribui para todo o sistema.
para a porção do habitat, simula o dia-a-dia de um colonizador de Marte. Com base no programa de trabalho típico, níveis de atividade e taxas metabólicas de astronautas na Estação Espacial Internacional (ISS), estimam que um colono teria que consumir cerca de 3.040 calorias diárias para se manter vivo e saudável em Marte. Ele então determinou as culturas que forneceriam uma dieta razoavelmente equilibrada, incluindo feijão, alface, amendoins, batatas e arroz.
do calculou que produzir o suficiente dessas culturas para sustentar astronautas a longo prazo exigiria cerca de 200 metros quadrados de área de crescimento, em comparação com a estimativa de Marte um de 50 metros quadrados. Se, como o projeto planeja, as culturas são cultivadas dentro do habitat dos colonos, não descobrir que eles produziriam níveis inseguros de oxigênio que excederiam os limiares de segurança contra incêndios, exigindo a introdução contínua de nitrogênio para reduzir o nível de oxigênio. Ao longo do tempo, isso iria esgotar tanques de nitrogênio, deixando o habitat sem gás para compensar as fugas.à medida que o ar no interior do habitat continuava a vazar, a pressão atmosférica total cairia, criando um ambiente opressivo que sufocaria o primeiro colono em um período estimado de 68 dias.as soluções possíveis, dizem, podem incluir o desenvolvimento de uma tecnologia para extrair oxigênio em excesso ou isolar as culturas em uma estufa separada. A equipe até considerou o uso de nitrogênio extraído da atmosfera marciana, mas descobriu que isso exigiria um sistema proibitivamente grande. Surpreendentemente, a opção mais barata encontrada era fornecer toda a comida necessária da Terra.”descobrimos que transportar comida é sempre mais barato do que cultivá-la localmente”, diz. “Em Marte, você precisa de sistemas de iluminação e rega, e para a iluminação, descobrimos que requer 875 sistemas LED, que falham ao longo do tempo. Então você precisa fornecer peças sobressalentes para isso, tornando o sistema inicial mais pesado.”
Twisting the knobs
As the team found, spare parts, over time, would substantially inflate the cost of initial and future missions to Mars. Owens, que avaliou o reabastecimento de peças sobressalentes, baseou sua análise em dados de confiabilidade derivados de registros de reparos da NASA para determinados componentes na ISS.
“a ISS é baseada na ideia de que, se algo quebrar, você pode ligar para casa e obter uma nova parte rapidamente”, diz Owens. “Se você quer uma peça de reposição em Marte, você tem que enviá-la quando uma janela de lançamento está aberta, a cada 26 meses, e então esperar 180 dias para que ela chegue lá. Se você pudesse fazer peças de reposição in-situ, isso seria uma economia enorme.”
Owens aponta para tecnologias como a impressão 3-D, que podem permitir aos colonos fabricar peças sobressalentes em Marte. Mas a tecnologia como ela existe hoje não é avançada o suficiente para reproduzir as dimensões e funções exatas de muitas partes classificadas no espaço. A análise do MIT concluiu que as impressoras 3-D terão que melhorar por saltos, ou então toda a infraestrutura De assentamento de Marte terá que ser redesenhada para que suas partes possam ser impressas com a tecnologia existente.embora esta análise possa fazer o programa Mars One parecer assustador, os pesquisadores dizem que a ferramenta de análise de assentamentos que desenvolveram pode ajudar a determinar a viabilidade de vários cenários. Por exemplo, em vez de enviar tripulações em viagens de ida para o planeta, qual seria o custo total da missão se as tripulações fossem ocasionalmente substituídas?”Marte um é uma ideia bastante radical”, diz Schreiner. “Agora construímos uma ferramenta com a qual podemos brincar, e podemos torcer alguns dos botões para ver como o custo e a viabilidade da missão mudam.”
Tracy Gill, um gerente de estratégia tecnológica da NASA, diz que a ferramenta pode ser aplicável para avaliar outras missões a Marte, e aponta para alguns cenários que o grupo pode querer explorar usando a ferramenta de análise de assentamentos.
“isso pode proporcionar um benefício para os planejadores de missão, permitindo-lhes avaliar um maior espectro de arquiteturas de missão com maior confiança em sua análise”, diz Gill, que não contribuiu para a pesquisa. “Including among those architectures would be options ranging from completely growing all food in situ with bioregenerative systems, to packaging all food products from Earth, to various combination of those two extremes.”
alguns dos alunos deste projeto foram apoiados por bolsas da NASA.