Química Espacial: Os Desafios de Levar a Ciência Além da Terra
A exploração espacial sempre fascinou a humanidade, representando um símbolo de inovação e superação de limites. No entanto, levar a ciência para além da Terra traz consigo desafios únicos e complexos, especialmente quando falamos de processos químicos. Em um ambiente tão extremo e inóspito como o espaço, fatores como radiação cósmica, microgravidade, variações extremas de temperatura e a necessidade de autossuficiência na manutenção da vida exigem soluções tecnológicas avançadas e abordagens criativas.
O que é radiação cósmica e seus efeitos
A radiação cósmica pode ser dividida em radiação cósmica de fundo e raios cósmicos, sendo a primeira uma uma radiação fóssil na região das microondas, proveniente de 375 mil anos após o Big Bang e presente em todo o universo. Já os raios cósmicos são uma história diferente, composta por partículas de átomos como hidrogênio e ferro, sendo esta barrada pela atmosfera e um risco fora dela.
No ser humano, esta radiação pode causar envelhecimento precoce, intoxicação por radiação ou mesmo certos tipos de câncer. Já no caso de materiais, ela pode ioniza-los ou ativar seus núcleos, danificando-os. Além disso, esta radiação pode influenciar nas reações químicas ou mesmo na integridade de amostras biológicas.
Para amenizar esse problema, as agências espaciais vêm desenvolvendo diferentes estratégias, como nanotubos de carbono com boro e nitrogênio, nos quais o boro funciona como um agente dopante tipo-p, que em um semicondutor puro torna sua condutividade mais específica e controlada. Com isto, esta acaba sendo uma boa opção para escudos ou tecidos para roupas espaciais.
Outra estratégia que vem sendo estudada é o desenvolvimento de protetores solares a partir da melanina do fungo Cladosporium sphaerospermum, espécie descoberta em 1991 e com sua principal característica sendo que se alimentam de radiação.
Zero gravidade
Outro obstáculo enfrentado é a microgravidade, que possui uma forte influência nos processos químicos. Na terra, os líquidos e gases são influenciados pela gravidade, o que impacta na mistura de reagentes, sedimentação de partículas e transferência de calor. Um bom exemplo são reações cujos produtos incluem gases, os quais quando na terra saem como bolhas da solução, o que é dificultado na presença de microgravidade e acaba incorrendo em erros experimentais. No entanto, a microgravidade possibilita a execução de outros experimentos, sendo uma oportunidade de estudar a cinética enzimática com mais uma variável.
Extremos de temperatura
No espaço ainda há uma variação gigantesca de temperatura, de centenas de graus negativos até centenas de graus positivos. Esta variação ocorre devido à sombra sem incidência de raios solares e a incidência direta deles. Tal variação afeta a estabilidade dos produtos e reagentes químicos, o que torna essenciais materiais e recipientes resistentes para armazenamento e procedimentos laboratoriais.
Suporte aos astronautas
Por fim, há a manutenção da vida e recursos para a vida dos astronautas. Em ambientes como a estação espacial internacional (ISS) é necessária a reciclagem de gás carbônico em gás oxigênio, feita por eletrólise, devido a este ambiente isolado. Além dessa reutilização do ar, a da água também é necessária para a sobrevivência e qualidade de vida dos astronautas. Tal processo é feito pela filtração da água e está em constante aprimoramento, pensando em criar um sistema fechado, o que possibilitaria missões a longo prazo para destinos mais distantes que a Lua.
Finalização
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Enzo Daniel M. B. Moretto
Assessor de Projetos