Vista lateral do projeto proposto da arca. Crédito: Jekan Thanga

O pesquisador da Universidade do Arizona, Jekan Thanga, está se inspirando cientificamente em uma fonte improvável: o conto bíblico da Arca de Noé. No entanto, em vez de dois de cada animal, sua arca movida a energia solar na lua armazenaria sementes congeladas criogenicamente, amostras de esporos, espermatozoides e óvulos de 6,7 milhões de espécies terrestres.

Thanga e um grupo de seus alunos de graduação e pós-graduação esboçam o conceito da arca lunar, que eles chamam de "apólice de seguro global moderna", em um artigo apresentado no fim de semana durante a Conferência Aeroespacial IEEE.

"A Terra é naturalmente um ambiente volátil", disse Thanga, professor de engenharia aeroespacial e mecânica do UArizona College of Engineering. "Como humanos, tivemos uma queda, cerca de 75.000 anos atrás com a erupção supervulcânica de Toba, que causou um período de resfriamento de 1.000 anos e, de acordo com alguns, se alinha com uma queda estimada na diversidade humana. Porque a civilização humana tem ‘footprint’ (pegada ecológica) tão grande, se entrar em colapso, isso poderia ter um efeito negativo em cascata sobre o resto do planeta."

A mudança climática, acrescentou ele, é outra preocupação: se o nível do mar continuar a subir, muitos lugares secos ficarão submersos, incluindo o Svalbard Seedbank, uma estrutura na Noruega que contém centenas de milhares de amostras de sementes para proteção contra a perda acidental de biodiversidade. A equipe de Thanga acredita que armazenar amostras em outro corpo celeste reduz o risco de perda da biodiversidade se um evento causar a aniquilação total da Terra.

Jekan Thanga, professor de engenharia aeroespacial e mecânica da Universidade do Arizona. Crédito: Universidade do Arizona

Totalmente Tubular

Os cientistas descobriram uma rede de cerca de 200 tubos de lava logo abaixo da superfície da lua em 2013. Essas estruturas se formaram bilhões de anos atrás, quando fluxos de lava derreteram através de rochas moles no subsolo, formando cavernas subterrâneas. Na Terra, os tubos de lava são geralmente semelhantes em tamanho aos túneis do metrô e podem ser erodidos por terremotos, placas tectônicas e outros processos naturais. Esta rede de tubos de lava lunar tem cerca de 100 metros de diâmetro. Intocados por cerca de 3 bilhões a 4 bilhões de anos, eles poderiam fornecer abrigo contra a radiação solar, micrometeoritos e mudanças de temperatura da superfície.

A ideia de desenvolver uma base lunar, ou assentamento humano na lua, existe há centenas de anos, e a descoberta do tubo de lava renovou o entusiasmo da comunidade espacial pelo conceito. Mas a lua não é exatamente um ambiente hospitaleiro onde os humanos podem passar longos períodos. Não há água ou ar respirável e está a cerca de 25 graus Celsius negativos ou 15 graus Fahrenheit negativos. Também não é um lugar cheio de acontecimentos.

Por outro lado, essas mesmas características o tornam um ótimo lugar para armazenar amostras que precisam permanecer muito frias e sem perturbações por centenas de anos seguidos.

Construir uma arca lunar não é uma tarefa simples, mas, com base em alguns "cálculos rápidos e avançados", Thanga disse que não é tão avassalador quanto pode parecer. O transporte de cerca de 50 amostras de cada uma das 6,7 milhões de espécies exigiria cerca de 250 lançamentos de foguetes. Foram necessários 40 lançamentos de foguetes para construir a Estação Espacial Internacional.

"Não é muito grande", disse Thanga. "Ficamos um pouco surpresos com isso."

Criogenia e Levitação Quântica

O conceito da missão baseia-se em outro projeto que Thanga e seu grupo propuseram anteriormente, no qual robôs em miniatura voadores e saltitantes chamados SphereX entram em um tubo de lava em equipes. Lá, eles coletariam amostras de regolito, ou poeira e rocha solta, e coletariam informações sobre o layout, a temperatura e a composição dos tubos de lava. Esta informação pode informar a construção da base lunar.

Visão aérea do projeto proposto da arca. Crédito: Jekan Thanga

O modelo da equipe para a arca subterrânea inclui um conjunto de painéis solares na superfície da lua que forneceriam eletricidade. Dois ou mais poços de elevador levariam para dentro da instalação, onde as placas de Petri seriam alojadas em uma série de módulos de preservação criogênica. Um poço de elevador de mercadorias adicional seria usado para transportar material de construção para que a base pudesse ser expandida dentro dos tubos de lava.

Para serem criopreservadas, as sementes devem ser resfriadas a menos 180º C (menos 292º F) e as células-tronco mantidas a menos 196º C (menos 320º F). Como uma referência de quão frio é isso, a vacina Pfizer COVID-19 deve ser armazenada a menos 70º C, ou menos 94º F. O fato de que os tubos de lava são tão frios e as amostras devem estar ainda mais frias, significa que há um risco de as partes metálicas da base congelarem, emperrarem ou mesmo soldarem-se a frio. Na Terra, as companhias aéreas comerciais param de funcionar quando as temperaturas do solo chegam a menos 45º ou a menos 50º C (menos 49º F ou a menos 58º F).

No entanto, há uma maneira de tirar proveito das temperaturas extremas usando um fenômeno sobrenatural chamado levitação quântica. Nesse processo, um material supercondutor crio-resfriado  ou um material que transfere energia sem perder calor, como um cabo tradicional faz, flutua acima de um poderoso ímã. As duas peças são travadas a uma distância fixa, de modo que, aonde quer que o ímã vá, o supercondutor o segue.

"É como se eles estivessem travados por fios, mas fios invisíveis", disse Thanga. "Quando você atinge temperaturas criogênicas, coisas estranhas acontecem. Algumas delas parecem mágica, mas são baseadas em princípios da física testadas em laboratório no limite de nosso conhecimento."

O projeto arca da equipe usa esse fenômeno para fazer as prateleiras de amostras flutuarem sobre superfícies de metal e fazer com que os robôs naveguem pelas instalações acima dos trilhos magnéticos.

Há muito mais pesquisas a serem feitas sobre como construir e operar a arca, desde a investigação de como as sementes preservadas podem ser afetadas pela falta de gravidade até a elaboração de um plano de comunicação básica com a Terra.

“O que me surpreende em projetos como este é que eles me fazem sentir que estamos nos aproximando de nos tornarmos uma civilização espacial e de um futuro não muito distante, onde a humanidade terá bases na Lua e em Marte”, disse Álvaro Díaz- Flores Caminero, um aluno de doutorado do UArizona, liderando a análise térmica do projeto. "Projetos multidisciplinares são difíceis devido à sua complexidade, mas acho que a mesma complexidade é o que os torna bonitos."

Fonte: https://bit.ly/3rCjzQD