Perseverance mede poeira marciana ultrafina e oferece pistas para escolher materiais de proteção

A NASA informa que o rover Perseverance mediu partículas finas e ultrafinas de poeira marciana aderidas a amostras de materiais de trajes espaciais que transporta a bordo. As observações abrangeram mais de 1.645 dias marcianos. Segundo a agência, são as primeiras medições in situ em Marte de partículas dessas categorias de tamanho e podem fornecer informações para o projeto de trajes e habitats, a remoção da poeira e as futuras normas de saúde para missões humanas. O trabalho foi anunciado para publicação em 27 de outubro no Proceedings of the National Academy of Sciences; o excerto disponível não inclui o artigo científico completo nem seus resultados detalhados. NASA

Medir poeira sobre materiais de trajes

O Perseverance transporta cinco amostras de materiais de trajes espaciais, cada uma quadrada e com 20 milímetros de lado, como parte de um objetivo de calibração do instrumento SHERLOC. Essas amostras foram enviadas a Marte para estudar como os materiais resistem na superfície. A equipe também examinou amostras de Teflon e Vectran posicionadas nesse objetivo. Outro instrumento, o PIXL, mediu poeira sobre amostras de Teflon e vidro basáltico em seu próprio objetivo de calibração.

A disposição dos materiais permite entender a origem de alguns sinais medidos. Como o PIXL não consegue detectar diretamente os elementos que compõem o Teflon, qualquer sinal elementar que o espectrômetro de raios X capte dessa amostra provém da poeira depositada sobre ela, segundo o texto da NASA. Os instrumentos, porém, analisaram poeira aderida a superfícies específicas: o excerto não descreve uma amostragem do ar marciano nem uma medição da exposição de pessoas.

O PIXL detectou duas categorias menores do que as identificadas por medições anteriores em Marte, que chegavam a partículas de cerca de 3 micrômetros de diâmetro. As partículas finas medem menos de 2,5 micrômetros; as ultrafinas, cerca de 100 nanômetros. A NASA compara essas dimensões à largura aproximada de um fio de cabelo humano, de cerca de 70 micrômetros. No objetivo de Teflon do PIXL e na amostra de Vectran do SHERLOC, as partículas tiveram, em média, cerca de 2 micrômetros. No vidro basáltico do PIXL e no Teflon do SHERLOC, os tamanhos chegaram a cerca de 100–300 nanômetros. NASA

O que as diferenças entre materiais sugerem

Os resultados indicam que nem todos os materiais retêm as mesmas quantidades ou tamanhos de poeira. A NASA observa que a eletricidade estática parece influenciar quais partículas aderem a cada superfície: os grãos ficam carregados ao colidir com outras partículas, e diferentes materiais do objetivo atraem partículas de tamanhos distintos. As partículas menores permaneceram aderidas apesar de anos de deslocamentos e perfurações do rover. O excerto acrescenta que polímeros orgânicos como o Teflon, usado nas camadas externas dos trajes, acumulam facilmente poeira fina.

Para a química dos materiais, a observação é importante porque a escolha de uma superfície ou de um revestimento pode influenciar a quantidade de poeira que permanece aderida. A NASA propõe que esses dados poderiam orientar futuras escolhas de materiais e revestimentos protetores para trajes e habitats. Também menciona soluções de projeto que poderiam limitar a entrada de poeira nas áreas habitáveis, como os suitports — que permitem entrar em um traje acoplado ao exterior de um habitat — e as eclusas de câmara dupla. São possibilidades de projeto, não soluções cuja eficácia em missões marcianas tenha sido demonstrada por essas medições.

O contexto geral da ciência dos materiais ajuda a interpretar por que a composição e a estrutura de uma superfície podem ser relevantes, mas não confirma de forma independente os resultados do Perseverance. O Departamento de Energia descreve como padrões em escala nanométrica em películas de titânia modificaram o transporte eletrônico e iônico nesse material. É um exemplo diferente, centrado em propriedades eletrônicas, não uma prova sobre a adesão de poeira marciana nem sobre materiais de trajes. Departamento de Energia: padrão nanométrico e propriedades dos materiais

Do tamanho das partículas ao risco à saúde

O tamanho é relevante para avaliar possíveis efeitos respiratórios, mas as medições do rover não estabelecem, por si só, os danos que a poeira poderia causar a uma tripulação. A NASA indica que, na Terra, partículas suspensas com menos de 2,5 micrômetros estão associadas a diversos efeitos adversos porque podem penetrar profundamente nos pulmões e chegar à corrente sanguínea. O excerto também observa que estudos demonstraram que partículas ultrafinas, de 100 nanômetros ou menos, podem se deslocar da cavidade nasal até o cérebro pelo nervo olfatório. Essas observações terrestres fornecem contexto, não uma medição de efeitos clínicos em Marte.

A poeira marciana é predominantemente composta por minerais de silicato e contém compostos quimicamente reativos, incluindo percloratos, que podem alterar a função da tireoide, e ferro reativo, que induz danos celulares, segundo a descrição da NASA. A agência indica que os riscos dependem da quantidade de poeira e do tempo de exposição. O excerto não fornece uma dose de exposição de uma pessoa, um limite sanitário específico para Marte nem resultados de testes que relacionem essas partículas aderidas a uma superfície a uma doença.

A química observada coincide, segundo a NASA, com a composição rica em ferro e enxofre medida por missões anteriores; o PIXL também encontrou enriquecimento em fósforo e sinais de sulfato de cálcio. O texto descreve ainda que a poeira marciana contém mais sílica do que a lunar e que as tempestades podem manter os grãos circulando pela atmosfera. Essas características fornecem contexto para o problema de projeto, mas não eliminam a incerteza quanto à exposição humana.

Alcance dos resultados

As medições do Perseverance podem ajudar a formular questões concretas de engenharia: quais materiais retêm partículas pequenas, como proteger as superfícies e como reduzir o transporte de poeira para os espaços habitáveis. A NASA também situa esse trabalho em um esforço mais amplo de preparação para a exploração humana. Mas o anúncio não equivale a uma avaliação completa de segurança nem demonstra que um material ou uma arquitetura de habitat já sejam adequados para Marte.

Uma referência do Departamento de Energia explica que a nanociência estuda a matéria em dimensões de aproximadamente 1 a 100 nanômetros, nas quais podem surgir fenômenos próprios de escalas pequenas. Isso serve para situar a ordem de tamanho das partículas ultrafinas relatadas, não para verificar as medições nem para concluir como elas interagem com o corpo humano. Departamento de Energia: nanociência

Por enquanto, o valor prático desses dados está em fornecer medições diretas da poeira aderida a amostras de materiais na superfície marciana. Para transformá-las em critérios de proteção, serão necessários dados que relacionem as partículas, os materiais, as condições de exposição e a saúde das tripulações; o excerto da NASA não especifica esses critérios nem os valida.