O que sabemos sobre Marte?

Essa é a primeira postagem da série especial 'O que sabemos?' não relacionado a biologia. Embora Marte sempre tenha sido a "coqueluche do momento" para os astrônomos e cientistas planetários. Desde a Antiguidade o planeta vermelho foi alvo de histórias fantásticas e interessantes. Os antigos astrólogos[1] já achavam estranha a órbita diferenciada de Marte, ao observarem seu movimento pelo firmamento. Depois, com o avanço da tecnologia, Marte ganhou seus primeiros traços, ainda um tanto toscos, dando-lhe as primeiras formas. Os supostos canais vistos por olhos aumentados por telescópios, mas com interferência da atmosfera e do viés humano inspiraram interpretações erradas de alienígenas que alimentaram gerações.

Hoje Marte nos parece estéril, mas ainda nos seduz com suas peculiaridades e mistérios A cada nova imagem, tentamos imaginar o que se passa no planeta vermelho, como foi o seu passado e se ele poderá ser uma parte de nosso futuro. Entretanto, muito ainda devemos aprender sobre o planeta vermelho. Entretanto, graças à astronomia e a exploração espacial, o deus da guerra já não nos é um completo desconhecido.

Graças a presença de grandes quantidades de óxido de ferro, Marte apresenta-se, mesmo visto a olho nu da Terra, uma cor avermelhada. Por isso, desde a Antiguidade o planeta é chamado pelo deus romano da Guerra e da Agricultura: Marte. Embora Marte seja a versão romana do deus grego Ares, a história de sua origem são diferentes entre as duas mitologias. Para os romanos, Marte é filho de Juno, deusa protetora do Estado. Irmã e esposa de Júpiter (a principal divindade do panteão romano), Juno queria reequilibrar a balança do universo após Júpiter ter tido a filha Minerva sozinho (a deusa da arte nascera da testa Júpiter). Marte foi considerado o pai do povo romano pois de sua relação com Reia Sílvia, uma filha de rei e considerada uma semi-deusa da floresta, dera luz a Rômulo e Remo, os fundadores de Roma[2].

Nossas primeiras tentativas
Já Marte, o planeta, também tem histórias para contar. Sendo um dos planetas mais próximos de nós, seu brilho é facilmente visto no céu noturno[3]. Entretanto, sua trajetória no céu sempre causou estranheza entre os estudiosos: Marte parecia ir e voltar no céu, sem motivo aparente. Esse movimento retrógrado de Marte é conhecido desde os antigos egípcios, que achavam estranho o fato de um corpo celeste, em alguns períodos de tempo, avançar, retroceder e avançar novamente, quando comparado com o pano de fundo estelar.

Movimento retrógrado de Marte registrado em 2003.

Para os ptolemaicos[4] isso era um problema sério. Não pode haver mudanças nas corretas esferas celestes onde os planetas e outros corpos celestes estavam postos, com a Terra no centro. Para explicar o movimento estranho de Marte, os matemáticos antigos se valeram de uma ideia simples: inserir esferas dentro de esferas. A inserção de esferas rotacionando dentro de esferas permitia explicar o movimento retrógrado de Marte, e ainda permitia manter o planeta coeso dentro da mecânica celeste geocêntrica. Os epiciclos, como são chamados, permitem explicar qualquer traçado, o que ajudou em muito a manter a visão geocêntrica por séculos[5].

Apenas após o melhor conhecimento sobre a mecânica celeste, com os trabalhos de Kepler e Brahe, não houve mais a necessidade de usar epiciclos pois o movimento dos planetas ao redor do Sol se torna muito mais simples de ser teorizada[6].

Marte, pelo artista e astrônomo francês Étienne
Léopold Trouvelot em 1877.

A primeira observação telescópica de Marte ocorreu em 1610 por Galileu Galilei. Famoso por ser o primeiro humano a olhar para os céus com auxílio de um telescópio (e causar a ira da Igreja com suas ideias), Galileu ficou mais conhecido por suas observações de Júpiter, o qual descreveu a existência de quatro objetos orbitando-a; hoje a chamamos de luas galileanas[7]. Mas Galileu também mirou suas lentes para Marte, detectando pela primeira vez padrões distintos de regiões claras e escuras. Ao longo dos séculos seguintes, diversos astrônomos analisavam essas formações de albedo (nome dado a corpos celestes que possuem esse contraste entre claro e escuro), permitindo fazer registros da rotação do planeta. Essas regiões receberam nomes diversos, alguns dos quais são mantidos até hoje.

Marte se torna popular
Em 1877, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli fez um dos primeiros registros da superfície marciana já publicados. Nele, Schiaparelli apresenta vales e depressões interessantes. Muitos desses registros incluíam sulcos que cortavam todo o planeta, como mostra a imagem abaixo.

Mapa de Marte, por G. Schiaparelli, em 1877.

O italiano, no momento de divulgação, chamou esses sulcos de canali, que denota canais naturais ou sulcos devido a processos erosivos, como os de um rio. Entretanto, ao ser noticiada para o resto do mundo, em inglês, a palavra foi erroneamente traduzida para canals, que denota canais de construção artificial.

Com isso, no fim do século XIX, Marte ganha um boom de popularidade. A ideia de que os canais são construções artificiais apontavam para a existência de uma vida altamente desenvolvida morando no planeta[8]. Com isso, a ideia de haver vida em Marte começou a ganhar corpo.

E um dos maiores defensores da ideia na América era o empresário, matemático e astrônomo amador Percival Lowell. Lowell estava convencido que os canais marcianos eram construções de seres inteligentes. Suas buscas o fizeram abrir um observatório no estado americano Arizona[9] em busca de entender tais canais. Ele mesmo apresentou um mapa com detalhes dos canais marcianos.

Canais marcianos de Lowell, por volta de 1914.

Os canais marcianos mostraram-se, com o avanço na fabricação de telescópios, inexistentes. Marte entrou para a história da ciência apontando que, com a mente enviesada, é possível obter conclusões a partir do que não existe. Mas também mostra como funciona o avanço científico: sempre testando as ideias e teorias que temos acerca do mundo natural, o que permite avançarmos o nosso conhecimento.

Os marcianos que queremos ver e ouvir
Mas nem a comprovação de que os canais de Marte não passavam de ilusões de ótica causados pela atmosfera da Terra e do viés do observador tiraram do imaginário popular a ideia de que marcianos viviam no planeta vermelho. Em 1898, H. G. Wells lança o romance 'A Guerra dos Mundos' (The War of the Worlds), em que marcianos invadem a Terra e destroem a humanidade com raios carbonizadores. Em outubro de 1938 Orson Welles dramatizou a invasão marciana do livro em uma radionovela da rede CBS. O programa, que aparentou interromper o programação da rádio, noticiava a invasão da Terra por marcianos. Dois terços do programa de uma hora apresentava notícias sobre a suposta invasão. Apesar de, no início, ter avisado que Welles estava dramatizando 'A Guerra dos Mundos', a maioria dos ouvintes sintonizou minutos depois, pegando o 'bonde andando'[10]. Como resultado, milhões de pessoas entraram em pânico, congestionando as ruas de diversas cidades americanas. O serviço telefônico também ficou congestionado e muitas pessoas ficaram com ainda mais medo pelo fato de não conseguirem saber notícias de familiares e amigos.

O livro e a radionovela só fizeram inserir ainda mais a ideia de ETs vindos de Marte malvados destruidores da humanidade. Gerações de escritores usaram essa base para escrever inúmeros best-sellers sobre conflitos entre marcianos e humanos, muitos dos quais viraram séries e filmes famosos.

"Ao infinito, e além!"
Até a primeira metade do século passado, todo o nosso conhecimento sobre Marte era resultado da observação à distância, feita por telescópios em solo. Muitos aspectos astronômicos do astro já estavam medidos e analisados. Entretanto, a atmosfera terrestre ainda se mostrava um empecilho para uma observação mais atenta do planeta vermelho. Ainda se especulava da possibilidade de Marte abrigar ou ter abrigado vida microscópica, coisa que não dava para ver com os telescópios, por mais potentes que fossem.

Infográfico apresentando alguns dados conhecidos de Marte, o quarto planeta do sistema solar.
A velocidade rotacional é baseado em medidas na linha do equador e a distância do Sol é a
distância média (por ser uma órbita elíptica, há diferenças entre afélio e periélio.

Em meados da década de 1960 teve início uma série de missões não-tripuladas com destino ao planeta vermelho. Um breve lembrete: estamos falando de uma época em que Estados Unidos e União Soviética estavam tentando superar um ao outro. Com isso, viu-se um alvorecer na exploração astronômica[11], com dezenas de missões sendo lançadas ao longo das décadas seguintes, com diversos fracassos e alguns sucessos de ambos os lados. A primeira missão bem-sucedida ao planeta ocorreu em 1965, quando a sonda Mariner 4 sobrevoou o planeta, tirando as primeiras fotos próximo ao astro. Em 1971, Mariner 9 se tornou o primeiro objeto humano a orbitar Marte. Já os soviéticos foram os primeiros a pousar uma sonda no solo vermelho: o Marte 3. infelizmente ela ficou funcionando por cerca de 20 segundos, apenas. Sua irmã, Marte 2, não sobreviveu.

O 'rosto de Marte'. Os pontos
são erros no processamento
da imagem.

A partir de 1975, a NASA iniciou o programa Viking, que levou diversas sondas para orbitar e pousar em Marte. Foi essa missão, precisamente Viking 1 que, em julho de 1976, nos presenteia com a imagem ao lado: um rosto humano em plena região Cydonia [no hemisfério norte] de Marte!

Hoje sabemos, com ajuda de imagens em alta resolução feitos pela Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), que a face de Marte não passa de uma ilusão de ótica, onde nosso cérebro, em uma busca incessante por padrões, reconhece imediatamente uma simples montanha iluminada lateralmente como sendo um rosto. Por mais que tente, é difícil não ver um rosto na imagem ao lado. Entretanto, a imagem da MRO não deixa dúvidas que se trata de apenas um montanha no relevo plano ao redor, para decepção dos ufólogos e dos crentes em vida alienígena em Marte.

Em 1997, a NASA pousa com sucesso a Mars Pathfinder, que libera o simpático robô Sojourner, trazendo imagens inéditas do planeta vermelho. Em 2004, a dupla Spirit e Opportunity revelam novas imagens e surpreende por ser um robôs com maior tempo em funcionamento em Marte, mandando até hoje informações sobre sua posição (apenas no caso da Opportunity), ultrapassando, e muito, os 90 dias marcianos de funcionamento previstos.

Todas essas missões trouxeram inúmeros dados novos que seriam impossíveis de serem obtidos apenas por observação à distância.

Infográfico apresentando informações sobre a atmosfera e solo de Marte. Clique para ampliar.

Fobos (acima) e
Deimos (abaixo).

Marte possui duas luas, Fobos e Deimos. Devido a suas características peculiares (semelhante a duas batatas gigantescas orbitando o planeta), os astrônomos acreditam que os satélites naturais do planeta sejam asteroides que foram capturados pela gravidade marciana. Asaph Hall os descobriu em 1877 e deus esses nomes retomando a mitologia grego-romana. Marte, como citado no começo, recebe o nome de Ares na mitologia grega. Durante as guerras, Ares era acompanhado pelos filhos Fobos (medo) e Deimos (terror). A imagem ao lado representa os dois satélites, mas eles se encontram a milhares de quilômetros de distância um do outro.

Água?
A água, abundante na Terra (embora a grande parte dela associada com diversos solutos que a tornam não própria para consumo), pareceu ser também abundante em Marte. O registro geológico que temos apontam que Marte teve enormes quantidades de água. Acredita-se que asteroides e cometas que transitam pelo sistema solar tenha sido responsável pelas grandes quantidades de água de Marte no passado: entre 6% a 27% de água presente nos oceanos da Terra atualmente (devemos ter em mente que Marte é bem menor que a Terra, o que faz ser bastante água para um planeta menor).

Kasei Vallis, fotografado pelo altímetro a laser
da Mars Global Surveyor.

Entretanto, com o passar dos bilhões de anos, a atividade geológica de Marte foi reduzindo, o que prejudicou a atmosfera do planeta. Como a proteção magnética de um planeta vem do movimento geológico, sua redução deixou exposta à radiação solar boa parte da atmosfera do planeta vermelho. Com isso, grande parte da atmosfera de Marte perdeu-se para o espaço. A redução da atmosfera reduziu a pressão atmosférica e reduziu a temperatura do planeta. Com o passar do tempo, a água líquida de Marte se perdeu para o espaço. Uma pequena parte ainda existe no planeta, sob a forma de gelo nas calotas polares e incrustada na rocha.

Sob condições muito específicas, a água ainda pode voltar a apresentar estado líquido no planeta, mas de forma muito rápida. Evidências de leitos moldados por água foram registrados pelas sondas orbitais e em solo. O time que trabalha com a sonda Curiosity publicou em abril de 2015 um trabalho na Nature mostrando que durante à noite, uma fina camada de água líquida se forma logo abaixo à superfície do solo (cerca de 5cm abaixo). Esse estado de água líquida é base para a reprodução e metabolismo de muitos microrganismos conhecidos na Terra, mesmo de forma temporária.

Nosso futuro em Marte
Marte tem a maior aproximação com a Terra a cada 780 dias, aproximadamente (algo em torno de dois e dois meses). Essa janela de tempo é a ideal para o lançamento de sondas para visitar o planeta vermelho, já que a menor distância permite poupar combustível e tornar a viagem mais rápida (em torno de oito meses entre o lançamento e a chegada).

Mesmo com isso, a distância de viagem (cerca de 60 milhões de quilômetros entre os dois planetas) e o tempo no espaço torna complicado os planos da humanidade de mandar um nós pisar no planeta vermelho. Mais complicado ainda se torna a possibilidade quase ficcional de construirmos uma base em Marte. Problemas fisiológicos em permanecer tanto tempo no espaço e, posteriormente, em um ambiente de baixa gravidade em Marte (aproximadamente 1/3 da gravidade terrestre) são constantemente estudados em astronautas em missões na Estação Espacial Internacional (ISS). A viagem, que deverá aproveitar duas janelas de tempo (uma para ida e outra para volta) faria os astronautas ficarem cerca de três anos no espaço. Todo e qualquer problema que surgir durante a viagem deverão ser resolvidos por eles, apenas. Devido a distância entre nós, as comunicações demoram cerca de 20 minutos para cada transmissão.

Tudo isso pode afetar os astronautas tanto fisicamente como psicologicamente. Talvez esse seja o maior dos problemas que a exploração humana em Marte deverá solucionar.

Os planos da NASA de mandar o homem por volta da década de 2030 para Marte soa-me plausível. Talvez nossa geração (nasci em 1989) ainda tenha a chance de contemplar o homem pisando em Marte, assim como a geração passada ficou pasma em ver o homem pisando na Lua em 1969.

* * *

Todo o conhecimento acumulado (e tantos outros que não caberiam nessa postagem) nos permitiu tirar a visão mística de Marte e vê-lo como um desafio a ser vencido. A cada dia mais e mais dados científicos são coletados, mais e mais imagens intrigantes do relevo marciano são apresentadas ao público, mais e mais as pessoas se interessam pelo planeta vermelho. Parece-me plausível pensar que Marte é o nosso destino natural. Apesar de polêmico, um conceito interessante chamado terraformação me vem à mente. Trata-se de aplicar os conhecimento científicos para recriar condições semelhantes a Terra em outro corpo celeste. Mas essa ideia ainda está longe de qualquer cenário científico atual. Seriam precisos trilhões de dólares em investimentos ao longo de séculos, coisa que ninguém arriscaria agora.

Mas estou falando de uma espécie tão intrigante quanto o planeta. Em meio século, tiramos os pés do chão pela primeira vez em cima de uma avião e chegamos à Lua. Já levamos dezenas de sondas e robôs para Marte e tantos outros planetas e confins do Cosmo que até mesmo nós que estamos vivendo essa geração de exploração espacial achamos incrível!

A postagem, embora extensa, não retrata integralmente o que sabemos sobre Marte. Sabemos muito, mas ainda falta muito a descobrir: a NASA, ESA e agências espaciais de outros países planejam novas missões futuras para estudar outras regiões ainda não visitadas por sondas; explorar regiões polares em busca de entender para onde a água foi; perfurar o planeta para entender sua geologia. A cada resposta que tivermos, dezenas de outras perguntas surgirão, que farão de Marte ainda um lugar cada vez mais incrível e cada vez mais cativante.

Atualização:
02, 28 set 2015: a NASA, em uma coletiva de imprensa, apresentou dados apontando para a presença de água em estado líquido em Marte. Essa água, que apareceria durante o verão marciano, permaneceria em estado líquido graças a sua mistura com diversos tipos de sais que existem na superfície do planeta. Como sais reduzem o ponto de congelamento da água, mesmo em ambientes levemente abaixo de zero grau permitiria ter água em estado líquido. A comunidade científica ficou em polvorosa com a descoberta, que foi publicado online no mesmo dia na Nature Geoscience (contém paywall). A descoberta, que responde uma das mais antigas perguntas sobre o planeta vermelho acaba levantando outras, como 'a origem dessa água' (ela brota do chão ou é uma espécie de condensação da atmosfera?). A NASA e outras agências espaciais agora terão mais perguntas para investigar. Veja aqui, aqui e aqui.

01, 20 ago 2015: a página da NASA que promove o rover Curiosity no Facebook publicou um lindo vídeo mostrando os avanços da agência espacial em entender mais sobre o planeta vermelho nos últimos 50 anos de exploração.

Go, bots! Fifty years of NASA robots at Mars have laid the groundwork for future human missions to the Red Planet. #JourneyToMars
Posted by NASA’s Curiosity Mars Rover on Thursday, August 20, 2015

Rodapé:

[1]: é sempre importante ressaltar, ainda mais em postagens desse tipo, a diferença entre astrologia e astronomia. A astrologia foi a primeira tentativa de estudar o universo. Entretanto, seu estudo não tinha embasamento científico e sempre foi voltado pelo entendimento de uma suposta relação da posição dos corpos celestes na abóbada celeste com a vida humana. A astronomia (lei das estrelas) é um estudo científico do céu noturno e de seus constituintes. Embora a astronomia tenha a sua origem dentro da astrologia, hoje eles são campos distintos. Hoje a astrologia é considerada uma pseudociência.

[2]: estou prometendo a mim mesmo que irei aprender mais sobre o panteão grego-romano. As histórias são fantásticas e ajuda a compreender o pensamento antigo sobre a influência dos deuses na história.

[3]: quando digo o céu noturno, não me refiro aquela massa escura que aparece no céu após o ocaso, caso more em cidade grande ou muitas luzes perto de você). Céu noturno é o céu pipocado de estrelas que você vê longe de qualquer lâmpada, de preferência em área rural. Já sobre o brilho de Marte, seu brilho perde apenas para o Sol, a Lua, Vênus e Júpiter.

[4]: os ptolemaicos são os pensadores adeptos das ideias de Cláudio Ptolomeu (no original, em grego: Κλαύδιος Πτολεμαῖος), que defende, principalmente, o modelo geocêntrico, o qual a Terra é posta no centro do Universo. Almagesto, escrito no século II, usa uma visão baseada no tratado sobre mundos feitos por Aristóteles e considerado uma verdade científica pelo mundo ocidental até a Renascença.

[5]: nunca me esquecerei dessa postagem do colega científico Kentaro Mori que, em janeiro de 2010, publicou essa engraçada postagem explicando sobre epiciclos e o pensamento ptolemaico e a possibilidade de desenhar Homer Simpson com eles. Clica lá, mas volta aqui depois, combinado?

[6]: embora o teoria heliocêntrica é a atual, a luz das novas evidências tiveram afeitos nessa teoria, modificando-a ao que conhecemos hoje. Os trabalhos de Kepler, sobretudo, apresentou que as órbitas dos planetas ao redor do Sol não são esféricas, mas elípticas (semelhante a um ovo, em uma analogia). Além disso, a visão um tanto antropocêntrica do Universo foi sendo deixada de lado. Nosso Sistema Solar não tem características tão peculiares assim, em comparação com outras estrelas e outros sistemas dentro de nosso galáxia.

[7]: as luas galileanas são as quatro maiores de Júpiter e uma pessoa munida com um bom binóculo ou um telescópio médio poderá ver, Europa, Ganimedes, Io e Calisto.

[8]: era defendido até mesmo que os seres de Marte captavam água do polo norte marciano através desses canais e levavam para suas moradias subterrâneas.

[9]: seus esforços astronômicos permitiram que, 14 anos após sua morte, o planeta-anão Plutão fosse descoberto.

[10]: a maioria das pessoas ouviam a principal concorrente da CBS, a NBC. Quando o programa começou, muitos americanos não estavam sintonizados na dramatização de Welles. A medida que a notícia ia se espalhando, mais e mais pessoas sintonizavam na rádio, e o pico de audiência se deu justamente quando era narrado os marcianos saindo de suas naves. Ninguém no teatro onde estava sendo realizado a novela estava ciente de que, do lado de fora, o pânico aflorava. A polícia tentou interromper o programa à força, mas o pior já tinha acontecido. Ao sair do teatro, o letreiro iluminado do prédio do New York Times avisava, em letras garrafais: Orson Welles causa pânico.

[11]: que culminou com o soviético Iuri Gagarin a ser o primeiro homem a ir para o espaço em 1961; e o americano Neil Armstrong a ser o primeiro a pisar na Lua, em 1969.

Todas as imagens, incluindo as presentes nas montagens, foram obtidas através de Wikipedia. Rover Curiosity em Marte, via APOD, da NASA.