Submarinos espaciais: a estratégia da Nasa para explorar oceanos congelados em luas

Chris Arridge - Pesquisador da Universidade de Lancaster

  • Nasa

Um dos avanços mais emocionantes das últimas décadas na ciência planetária é o descobrimento de lagos e oceanos nas luas de Saturno e Júpiter.

O que pode surpreender mais ainda é que alguns desses reservatórios de "água" poderiam abrigar vida.

Infelizmente, isso é quase tudo o que sabemos sobre o que pode existir nesses locais. Então como explorar esses oceanos?

Uma ideia em análise é o desenvolvimento de submarinos espaciais.

A Nasa (agência espacial americana) destinou US$ 500 mil para investigar a possibilidade de enviar submarinos a Titã, uma das luas de Saturno. E há outras iniciativas para explorar as profundezas de Encélado, de Saturno, e Europa, lua de Júpiter.

E há tecnologia disponível para tais missões?

Estima-se que Kraken Mare, com uma área de 400 mil quilômetros quadrados, seja o maior oceano de Titã.

Mas não está cheio d'água: há evidências suficientes para afirmar que se trata de um lago de metano, etano e nitrogênio.

Um submarino para investigar esse oceano maior do que o mar Cáspio da Terra seria parecido com os que usamos em nosso planeta, que minimizam o arrasto (força de resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido) e podem ser adaptados a veículos de lançamento.

O problema seria o funcionamento do equipamento em Titã: missões espaciais operam de forma autônoma, e um submarino não seria diferente.

Contudo, como os sinais de micro-ondas e de rádio são absorvidos com facilidade pelos oceanos, o submarino teria que emergir várias vezes para enviar sinais de volta à Terra.

Outro tema a solucionar seria a fonte de energia, já que painéis solares hoje usados em sondas não seriam apropriados.

Opções

Algumas das partes mais rasas de Kraken Mare possuem de 30 a 40 metros de profundidade, mas outras podem alcançar 150 metros.

Em estudo recente, engenheiros analisaram a possibilidade de usar reatores nucleares compactos e células de combustível, mas concluíram que seriam muito pesados.

Como alternativa, propuseram que a eletricidade poderia ser gerada a partir da desintegração radioativa de plutônio, técnica parecida com a da sonda espacial Cassini, que investiga Saturno.

Diferentemente de nossos oceanos, o metano líquido de Titã possui metade da densidade da água, e a gravidade dessa lua é sete vezes mais fraca do que a da Terra, sendo mais próxima da gravidade da nossa Lua.

Deste modo, submarinos que desçam a 150 metros nos oceanos de Titã não estariam submetidos à mesma pressão se estivessem em situação similar na Terra.

Talvez o mais difícil seja controlar a temperatura dentro do submarino.

Até em um mar a -180ºC, a desintegração radioativa do plutônio produz muito calor, que precisaria ser dissipado.

Se o objetivo for a lua Europa - de Júpiter - a dificuldade aumenta.

O oceano de água salgada fica sob uma crosta de gelo de dezenas de quilômetros de espessura.

Mas a dificuldade de submergir ali não torna essa viagem menos interessante, pois a presença de água é condição para existência de vida e essa lua representa uma possibilidade promissora de um lugar habitável fora da Terra. Também é possível que outras luas de Júpiter, Saturno, e possivelmente Urano e Netuno, também tenham água líquida no subsolo.

Mas a necessidade de atravessar pelo menos 5 km de gelo torna uma possível missão a Titã uma tarefa complicada.

Para submergir um submarino nos oceanos de Europa seria preciso usar equipamentos conhecidos como cryobots, peças metálicas capazez de penetrar no gelo, derretendo o material e permitindo que a gravidade empurre o robô para dentro.

Com uma fonte normal de energia, essa tarefa não levaria mais do que cinco minutos. Mas enviar uma fonte típica de energia ao espaço não é algo fácil.

Com a quantidade de energia disponível na maioria das naves espaciais, um cryobot levaria oito anos para atravessar a crosta de gelo de Europa.

Uma opção seria empregar um reator de fusão nuclear, que faria o trabalho em cerca de seis semanas.

Mas esse tipo de reator não cabe em um cryobot - um problema que se resolve, outro que se cria.

Alternativa

A opção que os especialistas analisam hoje é deixar um reator na superficie e enviar um cryobot com uma fonte de energia em forma de luz, através de um cabo de fibra ótica.

Quando o cryobot chegasse ao oceano, lançaria o submarino.

A comunicação com o cryobot se daria por ondas sonoras (mais ou menos como fazem as baleias).

Tais mensagens seriam enviadas de volta ao veículo de superfície, que as transmitiria à Terra.

Incrivelmente, essas ideias já foram testadas na Antártida.

Um dos desafios é a destinação de sedimentos que se acumulariam na parte dianteira da sonda, à medida que o gelo fosse derretendo.

Outro é a esterilização de todos esses objetos para evitar qualquer contaminação a um ambiente que pudesse abrigar vida.

Ou seja, há grandes obstáculos pela frente, mas a Nasa parece estar disposta a enfrentá-los. Em tese, uma missão a esses misteriosos oceanos poderia ocorrer por volta de 2040.

*Chris Arridge é conselheiro do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia ( STFC, na sigla em inglês ) do Reino Unido e da Agência Especial do Reino Unido.

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