Os cientistas estão a preparar-se para uma nova era de exploração lunar, mas um novo estudo mostra que cada aterragem pode deixar mais do que apenas pegadas. O metano libertado nos gases de escape das naves espaciais pode espalhar-se de forma inesperada e rápida pela Lua, potencialmente contaminando regiões que podem conter pistas químicas antigas sobre como a vida começou na Terra, descobriram os investigadores.
Os dados sugerem que mesmo a aterragem perto do pólo sul da Lua pode 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 organizações não governamentais planeiam missões à Lua, os investigadores dizem que se torna cada vez mais importante compreender como a própria investigação pode impactar futuras descobertas científicas.
O estudo foi publicado em Jornal de Pesquisa Geofísica: Planetasum jornal da AGU dedicado à ciência planetária.
“Estamos a tentar proteger a ciência e o nosso investimento 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 interferir com a investigação científica”.
Antigo gelo lunar pode conter a chave da vida
Existem crateras perto dos pólos da Lua que nunca recebem luz solar (as chamadas áreas permanentemente sombreadas). Estes ambientes congelados contêm gelo que pode ter retido material entregue por cometas e asteróides há milhares de milhões de anos.
Os cientistas acreditam que estes depósitos podem incluir “moléculas orgânicas prebióticas”, ingredientes químicos que eventualmente se combinaram para formar os primeiros blocos de construção da vida, incluindo o ADN. Se os investigadores conseguirem estudar estas moléculas no seu estado original, poderão obter novos conhecimentos sobre como se originou a vida na Terra.
“Sabemos que existem moléculas orgânicas no sistema solar – por exemplo, em asteróides”, disse Sinibaldi. “Mas como eles passaram a desempenhar certas funções, como fazem na matéria biológica, é uma lacuna que precisamos preencher.”
A constante mudança da superfície da Terra provavelmente apagou muitas dessas evidências antigas. Em contraste, partes da Lua permaneceram praticamente inalteradas durante milhares de milhões de anos, tornando-as um arquivo ideal da história inicial do Sistema Solar. As regiões permanentemente sombreadas são particularmente valiosas porque as suas temperaturas muito baixas ajudam a reter e armazenar moléculas. No entanto, essas mesmas armadilhas frias também podem recolher compostos orgânicos libertados por naves espaciais visitantes, potencialmente obscurecendo o material primitivo que os cientistas esperam estudar.
Simulação de computador Trilha da nave espacial Metano
Para investigar o problema, Sinibaldi e o autor principal Francisco Paiva, físico do Instituto Superior Técnico, desenvolveram um modelo computacional detalhado usando como exemplo a missão Argonaut da Agência Espacial Europeia.
A equipe modelou como o metano, o principal composto orgânico produzido quando o combustível do Argonauta queima, se espalharia após pousar perto do pólo sul da Lua. Embora estudos anteriores tenham investigado o movimento das moléculas de água na Lua, este estudo é o primeiro a modelar o comportamento de uma molécula orgânica 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 se chocam umas com as outras e como interagem com a superfície”, disse Paiva, que foi aluno de mestrado da KU Leuven e estagiário da Agência Espacial Europeia durante o estudo. “Isso exigia muito poder de processamento. Tivemos que executar cada simulação durante dias ou semanas.”
O metano pode se espalhar pela lua em dias
As simulações mostraram que o metano chega ao Pólo Norte em menos de dois dias lunares. Em sete dias lunares (quase 7 meses na Terra), mais de metade de todo o metano libertado acabou em “armadilhas frias” nas regiões polares permanentemente frias, com 42% acumulando-se no Pólo Sul e 12% no Pólo Norte.
“O prazo foi a maior surpresa”, disse Sinibaldi. “Em uma semana você poderia ter a distribuição de moléculas do Pólo Sul ao Pólo Norte.”
A rápida propagação 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, saltando pela superfície à medida que a luz solar as energiza e as temperaturas mais frias as desaceleram.
“Suas trajetórias são principalmente balísticas”, disse Paiva. “Eles simplesmente saltam de um ponto a outro.”
Segundo Paiva, isso significa que pode não haver um local totalmente seguro para pousar. “Mostramos que as moléculas podem viajar por toda a Lua. Eventualmente, onde quer que você pouse, haverá contaminação por toda parte.”
Protegendo a futura ciência lunar
Os pesquisadores enfatizam que a infecção não é necessariamente inevitável. Paiva disse que áreas de pouso mais frias podem ajudar a manter as moléculas dos gases de escape mais localizadas do que regiões mais quentes. Sinibaldi também planeja investigar se as moléculas dos gases de escape permanecem apenas na superfície do gelo, deixando intactos os materiais mais profundos e adequados para estudos científicos.
Ambos os pesquisadores enfatizam que as simulações computacionais devem ser confirmadas por simulações adicionais e medições diretas durante futuras missões lunares.
“Quero levar esta discussão às equipas da missão porque, no final das contas, não é teórico – é a realidade que iremos para lá”, disse Sinibaldi. “Perderemos uma oportunidade se não tivermos as ferramentas para testar esses modelos.”
Paiva também espera estudar se outros materiais além do metano, incluindo compostos liberados de componentes de naves espaciais, como tinta e borracha, poderiam contaminar locais cientificamente importantes na Lua.
“Temos leis que regulam a poluição no meio ambiente da Terra, como a Antártica e os parques nacionais”, disse ela. “Acho que a Lua é um ambiente tão valioso quanto parece.”
O estudo foi publicado em Jornal de Pesquisa Geofísica: Planetasno Jornal AGU.
