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Com mais água, a Lua fica mais fácil de explorar

Texto de James Mortimer e Mahesh Anand, especialistas em Ciência Planetária da Open University


Missão Apollo 15 na Lua: outras expedições estão por vir | Foto: NASA

A Lua foi considerada muito seca por longo tempo. Análises de amostras lunares das missões Apollo da NASA indicaram apenas vestígios de água. Acreditava-se até que esses vestígios tinham sido criados ​​por contaminação na Terra.


Mas nas últimas duas décadas, reanálises de amostras lunares, observações de missões espaciais e modelagem teórica provaram que essa avaliação inicial estava errada.


“Água” já foi detectada dentro de minerais nas rochas lunares. Descobriu-se também gelo feito de água misturado com grãos de poeira lunar em regiões frias e permanentemente sombreadas perto dos polos lunares.


Mas os cientistas não têm certeza de quanto dessa água está presente como “água molecular” - composta de duas partes de hidrogênio e uma parte de oxigênio (H2O).


Agora, dois novos estudos publicados na Nature Astronomy fornecem uma resposta a essa questão e ao mesmo tempo dão uma ideia de como e de onde extrair água na Lua.


Água e mais água


O termo água não é usado apenas para água molecular, mas também para detecções de hidrogênio (H) e hidroxila (OH). Embora H e OH possam ser combinados por astronautas para formar água molecular na superfície lunar, é importante saber de que forma esses compostos estão presentes inicialmente.


Isso porque isso terá um impacto em sua estabilidade e localização nas condições da superfície lunar, e no esforço necessário para extraí-los. A água molecular, se presente como gelo de água, seria mais fácil de extrair do que a hidroxila presa nas rochas.


A presença de água na Lua é cientificamente interessante; sua distribuição e forma podem ajudar a resolver algumas questões profundas. Por exemplo, como a água e outras substâncias voláteis chegaram ao interior do sistema solar em primeiro lugar?


Foi produzida no próprio sistema solar ou levada por asteróides ou meteoritos? Saber mais sobre o composto específico pode nos ajudar a descobrir isso.


Entender quanta água está presente e sua localização também é incrivelmente útil para planejar missões humanas à Lua e além.


A água representa um recurso-chave que pode ser usado para propósitos de suporte à vida - mas também pode ser dividida em seus elementos constituintes e colocada em outros usos.


O oxigênio pode repor o suprimento de ar ou ser usado em reações químicas simples na superfície lunar para extrair outros recursos úteis do regolito (solo composto de pequenos grãos).


A água também pode ser usada como combustível de foguete na forma de hidrogênio líquido e oxigênio líquido.


Isso significa que a Lua tem grande potencial para se tornar uma base de reabastecimento para missões espaciais no sistema solar ou além.


Sua baixa gravidade e falta de atmosfera significam que seria preciso gastar menos combustível em lançamentos espaciais feitos lá do que na Terra.


Então, quando as agências espaciais falam sobre a utilização de recursos in situ na Lua , a água está na frente e no centro de seus planos, tornando os novos estudos publicados na Nature extremamente interessantes.


Nova pesquisa


Instrumentos a bordo de várias espaçonaves mediram anteriormente "espectros de reflectância" (luz dividida por comprimento de onda) da Lua.


Esses instrumentos detectam a luz vinda de uma superfície para medir quanta energia ela reflete em um comprimento de onda específico. Isso vai variar com base no que a superfície consiste.


Por ter água, a superfície da Lua absorve luz em comprimentos de onda de 3𝜇m (0,000003 metros). No entanto, as absorções neste comprimento de onda não podem distinguir entre água molecular e compostos de hidroxila.


Usando o telescópio do Observatório Estratosférico da NASA e do Centro Alemão Aeroespacial (DLR) para Astronomia Infravermelha (SOFIA), a 43.000 pés, a equipe de um dos novos estudos observou seções da superfície da Lua iluminadas pelo sol em comprimentos de onda de 5-8𝜇m.


H2O resulta em um pico característico no espectro em 6μm. Comparando uma área quase equatorial como linha de base (que se pensa ser quase sem água) com uma área perto do polo sul, esse esse estudo apresenta as primeiras observações inequívocas de água molecular sob condições ambientais na superfície lunar com uma abundância de 100-400 partes por milhão.


Isso é várias ordens de magnitude grande demais para que a maior parte da água seja adsorvida nas superfícies dos grãos do regolito.


Em vez disso, os autores sugerem que a água que observaram deve ser encerrada dentro de um vidro formado por minúsculos meteoritos que impactam e derretem grãos de regolito já hidratados.


Alternativamente, a água pode estar presente em espaços vazios entre os limites dos grãos, o que tornaria mais fácil a extração. Onde exatamente esta água está localizada seria de extremo interesse para futuros exploradores, pois ditaria os processos e a energia necessários para extraí-la.


Segundo estudo


Felizmente, o outro estudo publicado na Nature usou novos modelos teóricos, baseados em dados de temperatura e imagens de alta resolução da espaçonave robótica Lunar Reconnaissance Orbiter, para refinar as previsões de onde as condições são adequadas para a água molecular ser aprisionada como gelo.


Pesquisas anteriores já mostraram que existem tais “armadilhas frias” com quilômetros de largura em áreas permanentemente sombreadas perto dos polos, onde pode haver gelo de água.


Evidências de espaçonaves em órbita, no entanto, foram inconclusivas sobre se tratar de água molecular ou hidroxila.


O novo estudo descobriu que também existem pequenas armadilhas frias onde as condições permitem que o gelo de água se acumule - na escala de centímetros ou decímetros. Na verdade, essas armadilhas devem ser centenas a milhares de vezes mais numerosas do que as armadilhas frias maiores.


A equipe do segundo estudo calcula que 0,1% da superfície lunar total é fria o suficiente para reter água como gelo, e que a maioria dessas armadilhas geladas estão em latitudes altas (> 80 °).


Isto é particularmente próximo ao polo sul lunar, restringindo a escolha de futuros locais de pouso com a maior chance de encontrar gelo de água preso.


No entanto, é importante perceber que os dois estudos investigaram áreas em latitudes diferentes (55 °-75 ° S vs > 80 ° S) e, portanto, não podem ser comparados diretamente.


De qualquer forma, essas últimas descobertas aumentam ainda mais nossa compreensão da história da água em nosso vizinho mais próximo. Elas irão, sem dúvida, fortalecer os planos para um retorno à lua.


Projetos como o Prospect, da Agência Espacial Européia ( ESA), que vai operar na superfície da Lua com a missão Luna-27, serão capazes de fazer medições para encontrar a verdade fundamental nesses vislumbres tentadores de informações ainda falta descobrir.


☛ Este artigo foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o original em inglês.


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