A presença de água foi confirmada na Lua? Como extraí-la?


área próxima a uma cratera no lado oculto da Lua mostra (em azul, cor-falsa) uma abundância relativamente alta de materiais que contem água. Crédito: ISRO/NASA/JPL-Caltech/USGS/Brown U.

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A excelente notícia aqui é que a presença de água foi confirmada na superfície da Lua. É claro que não foi encontrado nenhum lago lunar, mas o instrumento Moon Mineralogy Mapper a bordo do Chandrayaan-1 lunar orbiter da Índia informou sobre partes da superfície lunar que absorvem uma cor especifica a qual se associa exclusivamente com a presença de água.

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Conseqüentemente, os cientistas estão tentando encaixar esta descoberta com outros fatos conhecidos sobre a Lua para estimar a quantidade de água existente por lá e até mesmo sob que forma está armazenada.

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Infelizmente, mesmo os cenários mais positivos deixam a nossa Lua mais seca que o mais seco de todos os desertos da Terra.

Uma pista intrigante que está sendo debatida é se o sinal indicador da presença de água aumenta e diminui durante ao longo da duração do longo dia lunar (27 dias, 7 horas e 43,1 minutos).

Se positivo, o variação no sinal poderia ser explicável pelo hidrogênio expelido pelo vento solar interagindo com o oxigênio no solo lunar. Tal interação, em tese, poderia gerar uma camada singela e fina de água, possivelmente com algumas moléculas de espessura. Assim, parte desta água subseqüentemente evaporaria com o intenso brilho solar durante o dia, apontando uma variação nas medidas.

Na imagem acima, a área próxima a cratera no lado oculto da Lua mostra (em azul, cor-falsa) uma abundância relativamente alta de materiais que contem água.

Impacto previsto na cratera Centauro

Tamanho previsto da cratera de impacto

Impacto lunar: a imagem mostra um diagrama do ciclo de vida do impacto e sua dimensão.

Impacto lunar: a imagem mostra um diagrama do ciclo de vida do impacto e sua dimensão.

Em alguns dias o satélite lunar LCROSS (veja os diagramas acima) vai liberar uma sonda de impacto que irá chocar-se contra uma cratera com sombras eternas próxima ao pólo sul lunar. Como resultado do choque a NASA irá tentar descobrir se alguma água escondida será ejetada e conseqüentemente detectada.

A presença de água recentemente confirmada na Lua poderá sustentar a montagem de habitats lunares, ajudando os astronautas a sobreviver e até a impulsionar missões para Marte, se conseguirmos tornar a sua coleta operacional. Um dispositivo de microondas, desenvolvido pela NASA, poderá possivelmente fazer essa atividade.

Três sondas robóticas – Chandrayaan-1 (Índia), Cassini (NASA) e Deep Impact (NASA) – detectaram a absorção da radiação do espectro infravermelho em um comprimento de onda que indica a presença de água ou de hidroxila (o íon OH-), uma molécula iônica composta por um átomo de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Todas as espaçonaves constaram que a assinatura da presença da água é mais forte nos pólos lunares que nas latitudes mais baixas.

Assinatura da presença de água

Assinatura da presença de água

Algumas destas moléculas podem ser criadas continuamente quando os prótons do vento solar (íons do átomo de hidrogênio) se ligam aos átomos de oxigênio no solo lunar. Além disso, impactos de cometas podem também ter trazido a água para a Lua.

A água trazida por cometas ou a que foi gerada pelo vento solar pode se difundir aleatoriamente ao longo do tempo em crateras permanentemente à sombra nos pólos lunares, que recentemente se descobriu serem mais gélidas que Plutão.

“Uma vez que a água chega lá, não sai mais”, comentou Carle Pieters da Universidade de Brown em Providence, Rhode Island, EUA, cientista coordenador do instrumento construído pela NASA a bordo da Chandrayaan-1 que fez estas medições.

Uma estrada para os céus?

Até agora, a água não parece ser muito abundante – se recolhêssemos a água de uma área de solo do tamanho de um campo de futebol obteríamos apenas “um bom copo d’água”, disse Pieters.

Mas se a água puder ser extraída do solo, os astronautas lunares poderão usá-la para beber ou quebrar sua molécula produzindo oxigênio e hidrogênio para fabricar combustível para as suas viagens de volta para casa. Isto cortaria sobremaneira os custos de lançamento, uma vez que vai permitir a redução da quantidade de combustível que teriam que levar da Terra.

Assim, o combustível produzido na Lua poderá até ajudar a montar uma missão humana para Marte. Por causa da gravidade bem mais fraca na Lua (≈1/6 da Terra), precisaríamos de bem menos energia proporcionada pelo combustível para levar uma nave para o espaço a partir da superfície lunar do que fazê-lo a partir da Terra.

“Isto muda completamente o paradigma do vôo espacial”, diz Paul Spudis do Instituto Lunar e Planetário em Houston, Texas. “Seria como construir uma estrada-de-ferro transcontinental até ao espaço”.

Placa de metal gelada

Mas como é que se pode extrair a água que está provavelmente fechada em muito pequenas concentrações de gelo no solo lunar? O uso de microondas poderá ser a chave, de acordo com os estudos elaborados por Edwin Ethridge do Centro Aeroespacial Marshall da NASA e William Kaukler da Universidade do Alabama, os primeiros a demonstrar esta técnica em 2006.

Os cientistas usaram um forno de microondas comum alimentado com uma amostra simulada de solo lunar que tinha sido esfriada até uma temperatura dos pólos lunares, aproximadamente -150º C.

Mantendo o solo em um vácuo para simular as condições lunares, descobriram que ao aquecê-lo apenas até -50º C com o uso do forno de microondas, a água gelada sublimou, ou seja, transformou-se diretamente do estado sólido para vapor. O vapor então se espalhou a partir de poros de mais alta pressão no solo até a câmara de vácuo acima com pressão mais baixa.

Na Lua, o vapor pode ser coletado ao se manter uma placa de metal por cima do solo. O vapor d’água condensaria então sobre a placa como uma geada e teríamos então que “raspar o gelo”, afirmou Kaukler.

O aquecimento e processamento do solo lunar seco em altas temperaturas também poderiam liberar oxigênio e hidrogênio para combustível dos foguetes ou para outros usos. Mas tal atividade necessitaria de 100 vezes mais energia do que a extração direta da água lunar nativa, disse Spudis: assim, “tudo se torna mais fácil, barato e rápido”.

Fontes e referências:

New Scientist: How astronauts could ‘harvest’ water on the moon por David Shiga

Universe Today: Water on the Moon: What Does it Mean? por Nancy Atkinson

APOD: Water Discovered on the Moon Crédito: ISRO/NASA/JPL-Caltech/USGS/Brown U.

Space.com:

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  1. #1 by Mirian Martin on 30/09/2009 - 18:50

    Da descoberta da água à “exploração imobiliária” acho que não demora muito, não é? ;)

    Muito bom o texto com as imagens!

  2. #2 by Mirian Martin on 30/09/2009 - 15:41

    Mas eu ouvi que isso eles estão sabendo há mais tempo. Por que só agora estão divulgando?

    • #3 by ROCA on 30/09/2009 - 18:30

      Que a Lua tem alguma água, os cientistas especulam há algum tempo e vidências disso já existiam tanto pelos dados da Cassini quanto da Deep Impact há alguns anos.

      No entanto, estamos falando aqui dos resultados da sonda indiana Chandrayaan-1 que esteve em órbita da Lua nos últimos meses. Isso sim é uma nova e boa notícia. Só estão divulgando agora pois os resultados foram analisados recentemente e também serão base do experimento de choque com solo lunar da sonda de impacto LCROSS.

      Como esta notícia não falava disso, eu acrescentei mais imagens e um texto preliminar esclarecedor.

      Espero que goste.

      ROCA

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