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NASA revela como o Sol pode estar criando água na Lua

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Pesquisadores da NASA conseguiram, pela primeira vez, simular com realismo em laboratório o processo químico que poderia gerar moléculas de água na superfície da Lua. A hipótese, que vem sendo discutida desde os anos 1960, aponta que o vento solar — fluxo de partículas carregadas emitido constantemente pelo Sol — pode interagir com o solo lunar e formar tanto hidroxilas quanto água.

O resultado do estudo foi publicado no Journal of Geophysical Research: Planets e pode ter implicações diretas nas futuras missões do programa Artemis, que pretende levar astronautas ao polo sul lunar. Nessa região, acredita-se que parte da água esteja congelada em áreas permanentemente sombreadas, um recurso essencial para a exploração espacial sustentada.

Sol, hidrogênio e solo lunar formam combinação potencialmente produtiva

  • Segundo os cientistas, o vento solar é composto majoritariamente por prótons — núcleos de átomos de hidrogênio que perderam seus elétrons — e viaja a mais de 1,6 milhão de km/h.
  • Enquanto a Terra possui uma magnetosfera e atmosfera que bloqueiam essas partículas, a Lua está desprotegida, permitindo o contato direto entre os prótons e o regolito, material rochoso e poroso que cobre sua superfície.
  • Nessa interação, os prótons colidem com elétrons presentes no regolito e formam átomos de hidrogênio.
  • Esses átomos, por sua vez, podem migrar e se ligar ao oxigênio abundante em minerais lunares, como a sílica, gerando hidroxila (OH) e, eventualmente, moléculas de água (H₂O).

Evidências reforçam papel ativo do vento solar

Estudos anteriores já identificaram sinais de hidroxila e água nos milímetros superiores do solo lunar. Essas moléculas deixam uma “impressão digital” química — uma queda característica em gráficos de espectroscopia que mostram como a luz interage com o regolito. No entanto, os instrumentos atuais não conseguem diferenciar com precisão entre água e hidroxila, levando os cientistas a usarem o termo “água” de forma genérica.

Uma das principais pistas que já indicavam o papel do vento solar era a variação do sinal espectral ao longo do dia lunar. Em regiões observadas, o sinal se intensificava nas manhãs frias e diminuía durante o aquecimento da superfície, voltando a aumentar à noite. Essa oscilação diária sugere a presença de uma fonte ativa — provavelmente o próprio vento solar — repondo continuamente pequenas quantidades de moléculas.

Equipamento desenvolvido para evitar contaminação

Para validar a hipótese, os pesquisadores da NASA desenvolveram um aparelho inédito que simula o ambiente lunar em laboratório, evitando que as amostras fossem expostas à umidade da Terra. O equipamento reuniu, em uma mesma câmara selada, um feixe de partículas simulando o vento solar, uma câmara de vácuo e um detector de moléculas.

“Levamos tempo para desenhar e ajustar o sistema, mas o esforço valeu a pena”, afirmou Jason McLain, cientista da NASA Goddard e coautor do estudo. “Ao eliminar possíveis fontes de contaminação, conseguimos confirmar que essa teoria antiga sobre o vento solar está correta.”

O aparato experimental consiste em uma câmara de vácuo feita sob medida que se encaixa no compartimento de amostras de um espectrômetro Nicolet iS50 FTIR (Imagem: Journal of Geophysical Research: Planets)

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Simulação acelerada de 80 mil anos

A equipe usou amostras de poeira lunar coletadas durante a missão Apollo 17, em 1972. Após serem “assadas” para remover qualquer traço de umidade adquirido desde sua coleta, as amostras foram bombardeadas com partículas por vários dias, simulando cerca de 80 mil anos de exposição ao vento solar.

Com o uso de um espectrômetro, os pesquisadores mediram como a luz refletida pelas amostras mudava ao longo do tempo. Foi observada uma queda no sinal exatamente na região do espectro infravermelho — por volta de 3 micrômetros — onde a água costuma absorver energia, indicando a provável formação de hidroxila e água nas amostras analisadas.

Embora os cientistas não tenham conseguido comprovar de forma definitiva que moléculas de água completas foram geradas, o formato e a profundidade da alteração no sinal apontam para a presença dos dois tipos de moléculas. Isso reforça a teoria de que o vento solar pode ser um agente constante de formação de água na Lua — um dado relevante para a utilização de recursos in situ em futuras missões espaciais.

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Lua pode ter mais gelo do que se imaginava; entenda

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Um estudo já revisado por pares aponta que a Lua pode ter gelo em mais locais das regiões polares lunares do que se pensava até então. Isso se dá, pois há grandes, mas altamente localizadas, variações na temperatura da superfície lunar.

Publicado na Communications Earth & Environment, a pesquisa foi baseada em medições diretas realizadas, em 2023, na superfície de nosso satélite natural, pela missão indiana Chandranyaan-3.

Por que o gelo na Lua é tão importante para a humanidade?

  • A resposta mais simples é porque, com as missões futuras que nos levarão de volta à Lua (como a Artemis) e, até, uma possível povoação de nosso satélite natural, será necessário ter gelo o suficiente para nos prover água;
  • O estudo indica que há probabilidade de haver formação de gelo em área da Lua diretamente afetada pela temperatura de sua superfície;
  • Segundo o EurekAlert, até então, as únicas medições diretas da superfície foram realizadas na década de 1970, por meio das missões Apollo;
  • Mas tais missões pousaram perto do equador lunar, a milhares de quilômetros dos prováveis locais de pouso da Artemis no futuro. Além disso, são regiões nas quais a inclinação do terreno pouco tem efeito na temperatura.
Regiões com menor inclinação já podem ser suficientes para acumular gelo próximo à superfície (Imagem: arte.inteligente1/Shutterstock)

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Estudo em si

As análises da nova pesquisa foram realizadas por Durga Prasad e colegas. Elas foram feitas em cima de leituras de temperatura da superfície lunar e a profundidade de dez centímetros.

Essas medições foram realizadas pelo ChaSTE, experimento de sonda de temperatura no módulo de pouso Vikram da Chandrayaan-3, cujo pouso ocorreu na borda da região polar sul (aproximadamente 69° sul).

Com as análises, os pesquisadores identificaram temperaturas díspares na região. Enquanto uma encosta que está voltada para o Sol atingiu pico de 82 °C, durante a noite, caiu para −168,1 °C. Contudo, foi acusada temperatura de pico mais baixa, de 59 °C, em região plana que se encontra a cerca de um metro do módulo de pouso.

Os dados coletados foram utilizados pelos especialistas para derivar um modelo de como o ângulo de inclinação afeta a temperatura da superfície em altitudes lunares mais altas e semelhantes ao local de pouso do módulo.

Esse modelo determinou que, para inclinações voltadas para o Sol e em direção ao polo mais próximo, bastaria uma inclinação de 14° para o local ser frio o bastante para acumular gelo perto da superfície.

Tal situação, diz o artigo, é similar às condições existentes nos polos lunares, bem como as que se encontram nos locais de pouso da Artemis, que levará tripulantes, próximo ao polo sul lunar.

Em suma, os autores sugerem que as regiões da Lua nas quais o gelo pode se formar podem existir em maior número e mais fáceis de se acessar do que se acreditava até então.

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Água será crucial para as missões tripuladas da Artemis e possível povoamento da Lua (Imagem: slowmotiongli/Shutterstock)

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