Um novo estudo sugere que se o próximo pouso da humanidade na Lua for adiado, o aumento da atividade solar pode representar um risco maior para os futuros astronautas lunares.

Explosões no Sol criam clima espacial que pode representar um risco para qualquer coisa acima da atmosfera da Terra, de satélites a astronautas e suas naves. Crédito: NOAA

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O programa Artemis da NASA atualmente tem como objetivo colocar os astronautas de volta na Lua até 2024. No entanto, um relatório da NASA lançado em setembro de 2020 delineando essa meta também afirma que 2024 “é a data mais ambiciosa possível”.

A ambição é admirável, mas a realidade às vezes interfere. Atrasos são comuns (e prováveis) por muitas razões, que vão desde considerações de segurança a problemas tecnológicos e orçamentos em constante evolução e mudanças políticas. É por isso que não foi surpresa que em uma entrevista de fevereiro de 2021 com Ars Technica, administrador em exercício da NASA, Steve Jurczyk, disse que colocar as botas na Lua até 2024 pode não ser mais uma meta realista.

Atrasos podem vir com empecilhos, mas empurrar Artemis também pode ter uma consequência mais tangível e potencialmente perigosa: maior risco de exposição a condições climáticas extremas perigosas para astronautas e espaçonaves. De acordo com um novo artigo publicado em 20 de maio na Solar Physics, atrasar pousos tripulados na Lua até o final da década de 2020 pode aumentar as chances dos astronautas lunares serem expostos a condições climáticas mais extremas e seus efeitos prejudiciais.

Por que o clima no espaço é importante

O clima espacial é o resultado da atividade no sol. Do vento solar mais constante a explosões de curta duração e explosões de material chamadas de ejeções de massa coronal, essa atividade envia partículas energéticas que correm pelo sistema solar. Na Terra, nossa atmosfera nos protege dos efeitos do clima espacial ameno a moderado. Mas as maiores e mais extremas tempestades solares são diferentes.

Tempestades espaciais poderosas podem interromper as comunicações por satélite e as redes de energia terrestres. Elas também podem representar riscos graves e cumulativos para a saúde dos astronautas acima da atmosfera protetora da Terra. Aqueles humanos atualmente a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) - localizada a cerca de 250 milhas (400 quilômetros) acima da superfície da Terra - devem recuar para dentro das partes mais protegidas da estação para segurança quando uma forte tempestade passar.

Mas mesmo os astronautas a bordo da ISS têm uma vantagem sobre aqueles a caminho ou na superfície da lua. A ISS orbita dentro da magnetosfera da Terra, o que ajuda a desviar ou desacelerar algumas partículas que chegam. No entanto, a Lua passa a maior parte do tempo fora dessa bolha, eliminando esse fator de proteção adicional. Isso aumenta o risco para os astronautas da Artemis no que diz respeito a eventos que podem afetar a saúde do astronauta ou danificar a espaçonave, impedindo-as de navegar no espaço ou se comunicar com a Terra.

Como a ISS, sua espaçonave incluirá áreas mais protegidas onde os astronautas podem se retirar para proteção adicional. Além disso, a NASA tem planos para ajudar a aumentar a proteção para os astronautas na superfície lunar durante uma grande tempestade espacial: eles farão com que os astronautas amontoem suprimentos e até mesmo o solo lunar ao redor de seus abrigos. Isso colocará mais massa entre eles e quaisquer partículas energéticas que entrem, estará reduzindo o risco.

Mas não eliminará totalmente o risco, especialmente durante os eventos mais extremos. Atualmente, a NASA planeja voar em dois torsos com manequins na missão Artemis 1 destravada para determinar que tipo de ambiente de radiação os astronautas irão experimentar. (Além do vento solar e eventos climáticos espaciais, os raios cósmicos de fora da galáxia também percorrem o espaço, aumentando ainda mais a radiação de fundo.) Mas, a menos que haja uma grande tempestade solar durante esse período, este experimento não levar em consideração as condições durante tal evento.

Nosso Sol passa por um ciclo de 11 anos durante o qual a atividade atinge o pico (à direita, a partir de abril de 2014) e diminui (à esquerda, a partir de outubro de 2019). Crédito: Solar Dynamics Observatory / Joy Ng da NASA

Uma olhada na atividade solar

Os astrônomos sabem que o Sol tem um ciclo regular de 11 anos impulsionado por mudanças causadas quando seu campo magnético muda cerca de uma vez a cada década. O Sol recentemente entrou no ciclo 25 em dezembro de 2019.

Cada ciclo tem um período máximo e um mínimo de atividade, e os astrônomos sabem há muito tempo que as explosões e o clima espacial são, em geral, mais prováveis de ocorrer durante um máximo solar. Os pesquisadores também sabem que eventos climáticos espaciais moderadamente perturbadores ocorrem com mais frequência durante os ciclos solares que geram mais manchas solares (que estão relacionadas ao campo magnético do Sol e são mais comuns durante os máximos solares).

Ainda assim, para todos os cientistas que sabem sobre o Sol, eles anteriormente não sabiam muito sobre o momento em que nossa estrela gera as tempestades espaciais mais extremas. Não ficou claro se as explosões mais fortes são aleatórias ou seguem os mesmos padrões conhecidos, ou estações, como outros climas espaciais.

Em seu novo artigo, os autores finalmente responderam a essa pergunta. Ao analisar 150 anos de registros do clima espacial, eles descobriram que eventos climáticos espaciais mais extremos realmente seguem os mesmos padrões que eventos menos extremos. Portanto, o clima espacial extremo é mais provável de ocorrer durante os máximos solares e durante os ciclos com mais manchas solares.

Além disso, sua análise mostra que eventos climáticos espaciais extremos ocorrem antes nos ciclos solares pares e mais tarde nos ciclos solares ímpares. Isso poderia estar, eles pensam, relacionado à polaridade geral do campo magnético do Sol durante cada ciclo subsequente - isto é, qual caminho é o norte e qual caminho é o sul. Essa polaridade muda durante cada máximo solar, então ela começa apontando caminhos diferentes durante os ciclos de números pares e ímpares, que começam no mínimo solar.

Com base nesta nova informação, isso significa que se a atividade humana na Lua ou ao redor dela for adiada para a segunda metade da década de 2020 - durante o ciclo solar de número ímpar 25 - o risco de clima espacial extremo aumentará. Embora tempestades extremas sejam menos prováveis entre agora e 2026, dizem os pesquisadores, o intervalo entre 2026 e 2030 carregará uma probabilidade maior de grandes eventos que os planejadores de missão podem ter que considerar.

Saber com certeza que o clima espacial extremo é mais provável durante a segunda metade da década de 2020 já é um grande passo para melhorar a segurança dos astronautas e as chances de sucesso da missão. Nesse caso, prevenção é definitivamente antecipada.

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Referência:  

KLESMAN, Alison. Could hazardous space weather threaten NASA’s Artemis program?. Astronomy, 27, mai. 2021. Disponível em: < https://astronomy.com/news/2021/05/could-hazardous-space-weather-threaten-nasas-artemis-program >. Acesso em: 27, mai. 2021.