Um ‘megassatélite’ em órbita de Ceres daria um ótimo lar para os humanos, afirma cientista

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A superfície emburacada de Ceres. (Créditos: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Dada toda a logística envolvida, é improvável que a humanidade algum dia consiga sair do Sistema Solar para colonizar exoplanetas. Mas a possibilidade de se estabelecer em outro lugar dentro do Sistema Solar não é tão extravagante.

A NASA está planejando um posto avançado na Lua. As missões tripuladas a Marte estão cada vez mais perto. Nós até mesmo já temos humanos vivendo fora do planeta (embora por períodos temporários) na Estação Espacial Internacional.

Então, há algum outro lugar no Sistema Solar onde os humanos possam fazer nosso lar? Bem, de acordo com o físico e astrobiólogo Pekka Janhunen, do Instituto Meteorológico da Finlândia, o planeta anão Ceres não é totalmente implausível.

Ceres é um pedaço de rocha interessante. Ele fica no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter e, com seu diâmetro de 952 quilômetros, é considerado o maior asteroide conhecido no Sistema Solar e o único planeta anão mais próximo do Sol do que Netuno.

Por que Ceres? Ele preenche requisitos desejáveis para habitabilidade, pensa Janhunen.

“A motivação”, escreve ele em um artigo pré-impresso publicado no arXiv, “é ter um assentamento com gravidade artificial que permita o desenvolvimento além da área de vida da Terra, ao mesmo tempo que fornece uma fácil viagem intra-assentamento para os habitantes e uma densidade populacional razoavelmente baixa de 500 [pessoas por] quilômetro quadrado.”

Marte e a Lua, ele argumenta, podem não ser os melhores lugares para colônias humanas, porque sua gravidade natural é muito diferente da Terra. Sabemos que os astronautas enfrentam problemas de saúde ao retornar à Terra de um ambiente de baixa gravidade ou de zero gravidade; temos muito pouca ideia dos efeitos do nascimento até a maturidade em baixa gravidade.

Uma alternativa ao modelo de colônia planetária é uma colônia espacial artificial orbitando o Sol – uma estação espacial em rotação para gerar força centrífuga suficiente para imitar uma força-g: a gravidade da Terra.

Mas isso também seria logisticamente terrível. Se a população crescer muito em um assentamento, vários assentamentos podem ser necessários. Se várias colônias estiverem em órbita ao redor do Sol, elas podem se separar, criando outros problemas, como viagens entre assentamentos. Se eles estiverem orbitando um corpo comum, evitar colisões torna-se algo complicado.

A solução de Janhunen é bastante simples, realmente, pelo menos no conceito: ter em Ceres uma base em torno da qual os “nós” dos assentamentos em rotação poderiam orbitar, conectados por uma estrutura fixa.

Isso não resolveria apenas o problema de manter os nós dos assentamentos juntos sem a possibilidade de colisão, mas também resolveria perfeitamente o problema dos materiais, já que eles poderiam ser coletados diretamente do planeta anão. O nitrogênio é de particular importância, disse Janhunen, uma vez que constitui uma grande parte da atmosfera da Terra.

Mas também sabemos que Ceres é muito salgado e pesquisas recentes sugerem que também pode haver muita água abaixo da superfície. Painéis solares na superfície do planeta anão poderiam facilmente alimentar um elevador espacial para o satélite.

“Coletar os materiais de Ceres é energeticamente barato em comparação com processá-los em habitats, se um elevador espacial for usado”, explica Janhunen. “Como Ceres tem baixa gravidade e gira relativamente rápido, o elevador espacial é viável.”

A proteção contra radiação, disse ele, poderia ser construída com 80% de regolito de silicato (rocha de Ceres) e água. Os habitats seriam divididos em espaços rurais e urbanos, com uma profundidade de solo de 1,5 metros até 4 metros conforme necessário para árvores e jardins.

Megassatélite na órbita de Ceres. (Créditos: P. Janhunen, arXiv, 2020)

Como Ceres está muito longe do Sol, os espelhos podem ser usados ​​para direcionar a luz do Sol em direção ao habitat, para fins de cultivo, para iluminação e para energia solar. Esses espelhos seriam articulados em um lado do satélite em forma de disco, como um compacto de maquiagem, e poderiam ser ajustados para coletar o máximo de luz solar conforme o planeta anão se movesse ao redor do sol.

“Usamos uma geometria de disco para o megassatélite porque sua simetria elimina o torque de maré, de modo que as rodas de reação não são necessárias para manter a atitude”, escreve Janhunen.

“Os habitats são iluminados pela luz solar natural. A luz solar é recolhida no disco por dois espelhos planos inclinados em um ângulo de 45 graus e concentrados na intensidade desejada por espelhos parabólicos.”

O satélite poderia ser aumentado, conforme necessário, simplesmente adicionando mais habitats nas bordas do primeiro, potencialmente milhões de habitats, para um estilo de vida que poderia, talvez, ser ainda melhor do que a vida na Terra.

Afinal, não haveria desastres naturais ou climas indesejáveis, e sua modularidade significaria que ela poderia continuar crescendo com a população. Em princípio, Ceres poderia suportar, acredita Janhunen, 10.000 vezes a população atual da Terra.

Claro, tudo é muito especulativo e ainda precisa ser testado. Além disso, Janhunen observa que a gravidade artificial orbital ainda é um objetivo que não foi alcançado.

Por falar nisso, não sabemos se os elevadores espaciais, os espelhos gigantes e a blindagem contra radiação também são suficientes para proteger uma colônia espacial. Simulações orbitais para Ceres e a logística de transporte de muitos humanos além de Marte também são fatores que ainda precisam ser considerados.

No entanto, uma vez que esses problemas sejam resolvidos, levaria apenas cerca de 22 anos para construir um satélite artificial em órbita ao redor de Ceres, calcula Janhunen.

“O nível geral de dificuldade de execução deste projeto é provavelmente semelhante à colonização de Marte”, escreve ele.

“O delta-v e o tempo de viagem para Ceres são mais longos, mas por outro lado evita-se pousos planetários, o clima atmosférico e a poeira. Em Ceres, é necessário algum esforço para coletar os materiais para a órbita usando o elevador, mas é energeticamente barato. Uma vez que os materiais estão em alta órbita de Ceres, o ambiente térmico é uniforme e a energia é fácil de obter devido à ausência de eclipses.”

Certamente vale a pena pensar, certo?

O estudo de Janhunen, escrito no âmbito do Centro Finlandês de Excelência em Pesquisa do Espaço Sustentável, está disponível no arXiv.