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Como habitats espaciais autossustentáveis podem salvar a humanidade da extinção

Por Cesar Grossmann, em 3.09.2012

O planeta Terra não vai nos sustentar para sempre. Cedo ou tarde, uma catástrofe vai acontecer, e a vida humana vai ficar inviável neste planeta. Quando este dia chegar, seremos extintos, a menos que tenhamos aprendido a viver no espaço.

E olha que nós já tentamos, mas até agora não conseguimos criar um ambiente seguro para a vida como ela existe aqui, na Terra, lá no espaço.

A nossa primeira tentativa de criar tal ambiente autônomo, a Biosfera-2, fracassou por apresentar problemas sérios: os níveis de oxigênio baixaram, os de gás carbônico subiram, os “oceanos” (artificiais) sofreram acidificação, todos os animais morreram, exceto as baratas e formigas (que pragas!), e as colheitas fracassaram, levando os biosferanautas a passar fome. Com isso, além do físico, o aspecto psicológico dos moradores desse ambiente deteriorou também.

Enfim, a Biosfera-2 teve que ser cancelada, e, em vista de tantas dificuldades, nenhum projeto parecido foi posto em prática depois desse.

Mas será que podemos nos dar a tal luxo? Muitos pesquisadores consideram essa uma importante área de pesquisa. Se quisermos viajar mais longe do que fomos até hoje, perder a dependência do planeta Terra não é só necessário; é essencial para explorar cantos do universo os quais demoraremos mais que uma vida humana para alcançar.

Além disso, também é uma questão de sobrevivência. Atualmente, toda a humanidade está em um só planeta. Porém, se algo acontecer a esse planeta ou a nossa civilização, é vital saber que podemos sustentar uma colônia em outro lugar.

Se você acha que o mundo não vai acabar tão cedo, pode estar certo. No entanto, as ameaças são reais. A possibilidade de um impacto de asteroide, uma guerra nuclear, um desastre nanotecnológico, ou degradação ambiental severa são todos perigos que podem causar uma situação de urgência por um lar extraterrestre.

Obviamente, não dá para fazer uma colônia espacial da noite para o dia, mas é certo que, em algum momento no futuro, teremos de fazê-la, se quisermos sobreviver como espécie.

Engatinhando

O primeiro passo em direção a colônias espaciais é o desenvolvimento de uma biosfera totalmente funcional para ocupação humana a longo prazo. Ainda não sabemos como fazer isto, então esta deve ser a nossa maior prioridade. Alguns pontos que temos que descobrir é como manter os níveis de gás carbônicos baixos e uma temperatura interna estável, como evitar a acidificação da água, além de uma maneira de manter a sanidade em ambientes confinados.

Em seguida, precisamos resolver o problema de viagens longas ao espaço. Os primeiros materiais que precisamos podem ser levados da Terra (por foguete ou elevador espacial), ou os materiais necessários podem ser “colhidos” a partir de fontes locais, como os asteroides.

Entretanto, viver em uma biosfera orbital ainda tem alguns desafios únicos. O crescimento de plantas em um ambiente de gravidade zero é possível, mas difícil (elas tendem a crescer em orientações bizarras). Há também os problemas causados nas pessoas pela longa exposição a gravidade zero, além dos efeitos a longo prazo da radiação solar.

Mas se existem os problemas, também já existem algumas soluções propostas para eles. Em 1974, o físico Gerard O’Neil delineou um habitat orbital consistindo de enormes cilindros que giram ao longo de seu eixo na velocidade de uma rotação por minuto. O resultado é uma gravidade artificial ao longo das superfícies internas.

Inicialmente, as estações autossuficientes devem ser bastante simples – projetos pilotos destinados a provar que o homem pode viver no espaço e independente da Terra – um precedente importante para quaisquer missões posteriores no espaço, ou para projetos de colonização a outros corpos espaciais.

Com o passar do tempo, os projetos terão que considerar a possibilidade de missões mais complexas e de duração maior. Como Ben Austen avisou, podemos ter problemas como endogamia. A solução que ele propôs foi manter nos habitats um estoque de DNA para expandir o pool genético existente. Uma solução mais radical seria aproveitar a cibernética, engenharia genética, e tecnologias de extensão da vida para lidar com estes problemas à medida que forem surgindo.

O que ainda não sabemos, entretanto, é quanto tempo uma ramificação da humanidade pode viver sozinha na órbita terrestre. É concebível que uma base autossustentável funcione por gerações, mas não parece uma solução razoável a longo prazo para o futuro da civilização humana, principalmente se o planeta estiver inacessível por qualquer motivo.

E é por isto que devemos focar nossos esforços na construção de sistemas fechados na lua, Marte, e além.

Biosferas extraterrestres mas planetárias

No ano 2000, a NASA completou um estudo que custou US$200 milhões (aproximadamente R$410 milhões), chamado “Roadmap to Settlement” (“Roteiro para assentamento”, em tradução livre), no qual eles descreveram o potencial para uma colônia lunar, na qual os habitats poderiam ser construídos vários metros abaixo da superfície lunar (ou cobertos dentro de uma cratera existente) para proteger os colonos de radiação cósmica de alta energia. O trabalho também delineia a construção de uma planta nuclear, conjuntos de paineis solares, e vários métodos para extrair cobre, silício, alumínio e outros materiais da superfície.

Não faz muito tempo, a NASA confirmou a presença de água congelada na lua – um ingrediente crítico para qualquer colônia autossustentável. A maior parte desta água está no polo norte, mas é uma boa quantia: cerca de 600 milhões de toneladas.

Se a gente considerar que o problema da radiação possa ser resolvido, pode ser possível criar fazendas alimentadas pela luz do sol em ambientes hermeticamente fechados. Se começarmos as fazendas no polo norte, os especialistas estimam que meio hectare (5.000 m², ou 50x100m, um pouco menos que um campo de futebol) de fazenda espacial pode alimentar 100 pessoas.

Quem for para viver nestas colônias terá desafios consideráveis. A lua tem uma noite longa, de 14 dias terrestres, o que poderá limitar a energia solar e fazer com que a colônia suporte temperaturas extremas. A lua também tem muito pouco dos elementos leves, como carbono, nitrogênio e hidrogênio. A sua baixa gravidade, ⅙ da terrestre, provávelmente causará problemas a longo prazo. Além disso, a lua não tem atmosfera, e praticamente não tem nenhum potencial para um futuro projeto de “terraformação”. Na melhor das hipóteses, a lua servirá como uma estação modelo para projetos futuros, ou um local para ficarmos durante um curto tempo, caso alguma catástrofe atinja a Terra.

Como o roteiro da NASA sugere, uma colônia na lua pode nos ajudar a preparar uma missão para Marte. Provavelmente seria sábio criar, testar e treinar uma colônia autossustentável um pouco mais perto de casa antes de dar o passo em direção a Marte.

E por que Marte? Marte tem muito mais potencial que a lua. O dia solar marciano tem 24 horas e 39 minutos, e uma superfície igual a 28,4% da superfície terrestre. O planeta vermelho também tem uma inclinação axial de 25 graus (a Terra tem inclinação de 23,4 graus), resultando em estações similares às terrestres (embora elas durem o dobro, já que o ano marciano corresponde a 1,88 anos terrestres).

E o que é mais importante, Marte tem uma atmosfera, uma diversidade mineral significativa (como ferro-níquel), e água. De fato, análises recentes mostram que Marte pode ter tanta água subterrânea quanto a Terra.

Marte, então, é um excelente lugar para a humanidade testar uma colonização (ou reiniciar sua civilização), caso ocorra uma catástrofe na Terra. Se considerarmos tudo que Marte tem para oferecer, ele pode suportar uma colônia vivendo em habitats fechados por um período indefinidamente longo de tempo.

Assumindo um cenário em que a Terra não exista, colonos eventualmente terão que pesar os prós e contras de seus esforços. Pode fazer mais sentido retornar para a Terra para tentar recuperar a mesma, já que terraformar uma Terra danificada pode ser muito mais fácil que terraformar Marte. Em uma última análise, isto vai depender das condições da Terra, que podem ser muito ruins.

Entre os cenários ruins previstos, considere um efeito estufa que tornaria o planeta semelhante a Vênus (o que o tornaria pior que Marte), ecofagia nanotecnológica (o cenário da gosma cinza na qual nano-robôs autorreplicantes teriam convertido virtualmente tudo em uma polpa inútil), ou um impacto de asteroide (que seria um problema apenas temporariamente).

Dito isto, talvez Marte seja o único corpo em nosso sistema solar que valha a pena colonizar. Júpiter e Saturno têm algumas luas que valem a pena se considerar, mas a distância a que se encontram do sol pode trazer problemas.

Finalmente, há também a possibilidade que os colonos queiram se aventurar no espaço profundo e encontrar planetas completamente novos para habitar – incluindo planetas semelhantes à Terra, e que estão prontos para ocupação imediata.

Cronogramas

Fazer predições sobre cronogramas para habitabilidade sustentável e permanente fora do planeta não é fácil, principalmente por que ninguém está realmente trabalhando nisto. A maior parte dos nossos projetos assume que a Terra estará sempre lá, pronta para ajudar qualquer colônia que precise.

Mas, supondo que possamos direcionar nossos esforços na construção de uma biosfera, não é de todo absurdo imaginar que podemos desenvolver nossa primeira biosfera autossuficiente no fim dos anos 2020 ou até mais cedo. Já se passaram 20 anos desde o último projeto, e há uma boa chance que a ciência e tecnologia atual possam resolver muitos dos problemas encontrados durante aquelas missões.

Também é possível que habitats orbitais independentes sejam construídos nos anos 2030. Se nossa tecnologia tiver avançado, possivelmente teremos uma inteligência artificial ou técnicas mais sofisticadas de modelagem para resolver os problemas, e impressoras 3D e montadores moleculares que farão com que a vida dos colonizadores seja mais fácil.

Após este estágio, as tecnologias necessárias para configurar uma colônia fechada na lua, Marte ou em qualquer outro lugar já estarão prontas. Se não acontecer nenhuma revolução ou outro evento imprevisível, podemos ser capazes de viver de forma independente fora do planeta em algum momento entre 2030 e 2050.

Por fim, há outra forma mais radical de garantir nossa existência, em caso de catástrofe: assumindo que “uploads” de humanos sejam possíveis em algum momento, seria sábio fazer um “backup” da civilização, e guardá-lo fora do nosso planeta.

A ideia foi proposta pelo autor Vernor Vinge, que sugeriu que enterrássemos um supercomputador na lua ou outro lugar, hospedando uma civilização completa. Alternativamente, esta civilização poderia ser enviada em uma missão ao espaço profundo na esperança de reviver uma nova sociedade em algum lugar. Mas, considerando a natureza altamente especulativa desta possibilidade, e levando em conta que um desastre pode acontecer a qualquer momento, devemos continuar a buscar uma solução viável para humanos puramente biológicos.[io9]

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