Os cientistas estão se preparando para uma nova era de exploração lunar, mas um novo estudo sugere que cada pouso pode deixar mais do que pegadas. Os investigadores descobriram que o metano emitido pelos gases de escape das naves espaciais pode espalhar-se com uma rapidez surpreendente pela Lua, potencialmente contaminando regiões que podem preservar antigas pistas químicas sobre como a vida surgiu na Terra.
As descobertas indicam que mesmo uma aterragem perto do pólo sul da Lua poderia enviar moléculas de metano “saltando” através da superfície lunar até ao pólo norte em menos de dois dias lunares. À medida que mais governos, empresas privadas e ONG planeiam missões à Lua, os investigadores dizem que se torna cada vez mais importante compreender como a própria exploração pode influenciar futuras descobertas científicas.
O estudo foi publicado Jornal de Pesquisa Geofísica: PlanetasUma revista da AGU que se concentra na ciência planetária.
“Estamos a tentar proteger o nosso investimento na ciência e no espaço”, disse Silvio Sinibaldi, responsável pela protecção planetária da Agência Espacial Europeia e autor sénior do estudo. A Lua oferece uma rara oportunidade para estudar a história inicial do sistema solar, disse ele, mas, paradoxalmente, “a nossa actividade pode na verdade dificultar a exploração científica”.
Antigo gelo lunar pode preservar sinais de vida
Perto dos pólos da Lua existem buracos que nunca recebem luz solar (chamadas regiões permanentemente sombreadas). Este ambiente congelado contém gelo que pode conter material preso entregue por cometas e asteróides há milhares de milhões de anos.
Os cientistas acreditam que estes depósitos podem incluir “biomoléculas prebióticas”, elementos químicos que poderiam eventualmente formar os primeiros blocos de construção da vida, incluindo o ADN. Se os investigadores conseguirem examinar essas moléculas no seu estado original, poderão obter novos conhecimentos sobre como a vida se desenvolveu pela primeira vez na Terra.
“Sabemos que existem moléculas orgânicas no nosso sistema solar – em asteróides, por exemplo”, disse Sinibaldi. “Mas como eles passaram a desempenhar certas funções, como fazem em questões biológicas, é uma lacuna que precisamos preencher.”
A superfície em constante mudança da Terra provavelmente apagou muitas dessas evidências antigas. Em contraste, partes da Lua permaneceram praticamente inalteradas durante milhares de milhões de anos, tornando-as num arquivo ideal da história do Sistema Solar. As áreas permanentemente sombreadas são especialmente valiosas porque suas temperaturas extremamente baixas ajudam a reter e preservar as moléculas. No entanto, essas mesmas armadilhas frias também podem recolher compostos orgânicos libertados pelas naves espaciais visitantes, potencialmente obscurecendo os materiais primordiais que os cientistas esperam estudar.
Simulação de computador rastreia metano de espaçonaves
Para investigar o problema, Sinibaldi, físico do Instituto Superior Técnico, e a autora principal Francisca Paiva, criaram um modelo computacional detalhado usando a missão Argonaut da Agência Espacial Europeia como estudo de caso.
A equipe simulou como o metano, o principal composto orgânico produzido durante a queima do propulsor do argonauta, se dispersaria após pousar no pólo sul da Lua. Embora estudos anteriores tenham examinado o movimento das moléculas de água na Lua, este estudo é o primeiro a modelar o comportamento de moléculas orgânicas como o metano. As simulações também incluíram os efeitos do vento solar e da radiação ultravioleta.
“Estávamos tentando modelar milhares de moléculas e como elas se movem, como colidem umas com as outras e como interagem com as superfícies”, disse Paiva, que era aluno de mestrado na KU Leuven e estagiário na Agência Espacial Europeia durante a pesquisa. “Isso exigia muito poder computacional. Tivemos que executar cada simulação durante dias ou semanas.”
O metano pode se espalhar pela lua dia após dia
Simulações mostram que o metano chega ao Pólo Norte em menos de dois dias lunares. Dentro de sete dias lunares (cerca de 7 meses na Terra), mais de metade de todo o metano ficou permanentemente “preso no frio” nas regiões polares frias, com 42% depositados no Pólo Sul e 12% no Pólo Norte.
“O prazo foi a maior surpresa”, disse Sinibaldi. “Dentro de uma semana, você pode entregar moléculas do Pólo Sul ao Pólo Norte.”
A rápida expansão é possível porque a Lua quase não tem atmosfera. Sem moléculas de ar para desacelerá-las, as moléculas de metano movem-se livremente sob a influência da gravidade, com a luz solar a energizá-las e as temperaturas frias a desacelerá-las.
“A trajetória deles é essencialmente balística”, disse Paiva. “Eles simplesmente vagam de um ponto a outro.”
Segundo Piva, isso significa que pode não haver um local de pouso totalmente seguro. “Mostramos que as moléculas podem viajar por toda a Lua. Em última análise, não importa onde você pouse, haverá contaminação por toda parte.”
Protegendo a futura ciência lunar
Os pesquisadores enfatizam que a contaminação não é necessariamente inevitável. Paiva diz que locais de pouso mais frios podem ajudar a manter as moléculas de extração mais localizadas do que regiões mais quentes. Sinibaldi também pretende investigar se as moléculas extraídas permanecem apenas na superfície do gelo, sem tocar nos componentes mais profundos, e ainda são adequadas para pesquisas científicas.
Ambos os pesquisadores enfatizam que as simulações computacionais precisam ser confirmadas por modelagem adicional e medições diretas durante futuras missões lunares.
“Quero levar essa discussão às equipes da missão, porque, no final das contas, não é teórico – é uma realidade que vamos chegar lá”, disse Sinibaldi. “Perderemos uma oportunidade se não tivermos instrumentos a bordo para validar esses modelos”.
Paiva espera testar se compostos liberados de materiais de espaçonaves, como tinta e borracha, além do metano, poderiam contaminar locais lunares cientificamente importantes.
“Temos leis para controlar a poluição dos ambientes da Terra, como a Antártica e os parques nacionais”, disse ele. “Acho que a Lua é um ambiente tão valioso quanto eles.”
O estudo foi publicado Jornal de Pesquisa Geofísica: PlanetasNo Jornal AGU.
