Em 2017 uma frota de 7 robôs desenvolvida pela Universidade de Washington, desceu por uma saliência gigante no gelo da Antártica para ir estudar os oceanos. Esses robôs submarinos tinham como objectivo prever o aumento do nível do mar, mapeando o fundo invisível de uma plataforma de gelo derretida, ou seja, deveriam filmar debaixo da plataforma de gelo (o que é um ambiente altamente hostil para um ser humano). Como tal, a utilização de drones de mergulho em ambientes extremos pode ser a única forma de perceber onde camadas de água quente e fria se misturam, provocando a “erosão” ou derretimento do gelo, o que é a forma mais exacta de se poder estudar a subida do nível da água do mar.

O estudo dos glaciares tem vindo a preocupar a Humanidade nos últimos 40 anos, quando nos começámos a dar conta do aquecimento excessivo da temperatura do mar e da sua consequente subida de nível. Iniciativas como estas, que utilizam submarinos robóticos com auto-propulsão para o estudo do gelo, são utilizados por missões como o Future of Ice da ONU.

Estes “drones” que são usados para o estudo dos oceanos e que foram usados nesta missão chamam-se Seagliders e custam US $ 100.000 de dólares americanos, tendo a capacidade de seguir uma rota autonomamente durante várias semanas, e apresentando  uma bateria que dura por mais de um ano…

Os Seagliders têm contudo um problema: usam asas para subir e descer em profundidade, mas geralmente ficam ao sabor das correntes. Para além disso usam uma espécie de boia de flutuação que serve para que possam ser recuperados no futuro ou mesmo, caso sejam adaptados à exploração espacial, para emitir sinais rádio da superfície para o orbitador.

Mas os robôs “perdem” contra as Alforrecas Cyborg!

Algumas das alforrecas que encontramos nos nossos oceanos parecem quase qualquer coisa do outro mundo, fazendo algumas lembrar as esculturas no gelo. São seres complexos e surpreendente resistentes, segundo começámos a tomar consciência nos últimos anos.

No Monterey Bay Aquarium Research na California, estuda-se a sequenciação de ADN das alforrecas para se perceber não só a bioluminescência (o facto de poderem emitir luz), mas também para perceber como é que conseguem viver e alimentar-se nas profundidades do oceano, locomovendo-se entre o abismo e a superfície com aparente facilidade.

Por um lado, o estudo da bioluminescência das alforrecas (também conhecidas como “águas-vivas”) tornou-se fundamental para a Medicina no início da década de 1980, com a clonagem do gene que permitia à alforreca modificar uma proteína dando-lhe “luz verde”. Como consequência disso, começou a usar-se esse gene em laboratório para “iluminar” por exemplo tumores, nos seres humanos. Este processo transformou-se numa industria milionária nos dias de hoje, após os investigadores responsáveis terem ganho o Prémio Nobel.

Mas as alforrecas são também estudadas com outros objectivos, uma vez que começaram recentemente a ser entendidas como seres vivos possíveis de serem controlados tecnologicamente, podendo auxiliar-nos na exploração das profundezas dos oceanos.

Com efeito, os mares terrestres somam 1,3 mil milhões de quilómetros cúbicos, o suficiente para encher uma esfera com o décimo da largura da Terra apenas com água. Correspondendo a 70% da superfície terrestre, os mares estão repletos de profundos abismos, muito difíceis de poderem ser explorados mesmo pelos mais complexos submarinos e drones aquáticos. Contudo as alforrecas estão presentes nestes abismos e a profundidades inexplicáveis para um ser aparentemente tão “frágil”, razão pela qual nos últimos anos investigadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (CALTECH) e da Universidade de Stanford têm tentado transformar por exemplo a “alforreca lua” numa espécie de ser-vivo “cyborg”, ou seja controlável.

E têm tentado fazê-lo porque de facto, explorar o fundo do mar por humanos (ou por aparelhos construídos por humanos), é uma actividade que implica tantos riscos como explorar a superfície da Lua.

As “controláveis” Alforrecas Cyborg

Adicionar por isso tecnologia a estes seres vivos é algo conseguido através da implantação de uma prótese eletrónica (Electric Pulse) que serve de “controlador de natação”, que estimula o movimento através da emissão de estímulos eléctricos. Foi minimizado o impacto artificial neste ser vivo através de um método arcaico ou seja, através de uma rolha de flutuação que contrabalançasse o peso natural do Electric Pulse, limitando-se este apenas a “ocupar espaço”, não provocando nenhum tipo de força adicional que pudesse empurrar a alforreca para o fundo. A experiência foi um sucesso e os resultados foram publicados na Science Advances a 29 de Janeiro de 2020.

Nesta explicação de resultados o investigador principal, o engenheiro mecânico da Caltech John Dabiri esclarece que é possível alterar substancialmente a marcha de um destes seres, o suficiente para lhe dar ordens para virar á esquerda ou à direita (com precisão), e permitindo usar as alforrecas para estudar a salinidade, pH, e todas as outras variáveis que nos permitem inferir sobre a saúde oceânica futura e sobre as suas consequências nas alterações climáticas.

E se a utilização destes seres vivos modificados pode ser muito útil em questões de médio-prazo como as alterações climáticas, estes são também fundamentais em questões de curto prazo como a subsistência dos seres humanos. Um outro especialista, chamado Elliott Hazen, e que desenvolve os seus estudos na área da Ecologia no Serviço de Pesca Marítima da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, esclarece que os dados que podem ser recolhidos pelas Cyborg “JellyFish”, têm aplicações virtualmente sem fim, uma vez que a compreensão dos padrões dos oceanos ajudam também os estudiosos a monitorizar as actividades marinhas, e isso é fundamental para evitar capturas acessórias desnecessárias que na actividade piscatória levem à extinção de espécies.

Vantagens na utilização de alforrecas cyborg.

O investigador John Dabiri explicou também no seu “paper” (investigação) sobre as alforrecas lua, que possivelmente este tipo de experiência seria de ética questionável se utilizássemos outro tipo de ser vivo, com as chamadas “características normais”…

Mas as alforrecas não têm cérebro ou sistema nervoso central (como por exemplo qualquer mamífero tem), pelo que a aplicação de um um aparelho com tecnologia acoplado ao tecido do seu corpo, não provoca dor nem qualquer outra reacção de stress. Além disso, as alforrecas têm um sistema de “auto-cura” que as levam em poucos dias a repararem os seus tecidos. Essa característica levou a que os “indivíduos-objecto” de experiência pudessem ser devolvidos ao mar, tendo o aparelho sido recolhido para investigação científica, e sem impacto no ser vivo.

A possibilidade da utilização de “sensores vivos” tem várias vantagens sobre a utilização de robôs marinhos, uma vez que este tipo de seres sobrevivem por muitos anos, e apesar de a prótese requerer uma bateria, as conclusões são que as alforrecas modificadas são 10 a 1.000 vezes mais eficientes em termos energéticos do que os actuais robôs marinhos.

O Futuro dos rovers aquáticos na exploração das luas geladas e mundos oceânicos…

Nos últimos 60 anos, a Humanidade explorou o sistema solar, desde o Sol até ao Cinturão de Kuiper. A Cintura de “Edgeworth-Kuiper” ou simplesmente a Cintura de Kuiper é uma área do sistema solar que se estende desde a órbita de Neptuno (a 30 Unidades Astronómicas do Sol) até 50 UA do Sol, área essa onde os objetos comummente chamados de KBO (Kuiper Belt Objects), são principalmente asteróides (à semelhança da Cintura de Asteróides que se encontra entre Marte e Júpiter).

Algumas dessas missões foram “flyby’s” únicos, como foi no caso das sondas Voyager ou da New Horizons, enquanto outras mapearam várias luas de Júpiter e Saturno, e onde descobrimos mundos surpreendentes como Enceladus ou Europa (que são mundos oceânicos, cobertos com uma camada de gelo, mas com plumas de vapor a emanar da sua superfície, onde foram detectados compostos orgânicos). Ou também em Titã onde foram descobertos hidrocarbonetos líquidos nos polos.

De facto há vários: A lua de Júpiter chamada Ganimedes é um mundo oceânico, pensa-se que a lua de Júpiter chamada Callisto terá um oceano com pelo menos 10 km debaixo da sua superfície, a lua de Saturno chamada Mimas provavelmente terá um oceano com 25 a 30 km, a lua de Neptuno chamada Tritão terá também um oceano por confirmar, e eventualmente Plutão também poderá vir a ser incluído no conjunto de mundos oceânicos que a NASA tem identificados na sua página.

Sendo a existência de água uma condição fundamental para a existência de vida, e existindo vários “mundos” aquáticos para serem explorados no sistema solar, as próximas missões terão que utilizar veículos subaquáticos com capacidades semelhantes àqueles que estamos a utilizar no estudo dos glaciares terrestres.

Um desses “rovers” aquáticos é o BRUIE, que foi desenvolvido pela NASA, concretamente numa parceria entre o JPL (Laboratório de Propulsão a Jacto) e a CALTECH.

BRUIE é ainda um “protótipo de um protótipo”, de um robô submarino…

O BRUIE não é nem de perto nem de longe um produto acabado… De facto e apesar de estar a tomar forma desde 2013/2014, este robô submarino é um estudo para aquilo que iremos enviar para luas como Europa ou Enceladus, e em missões que estão em consideração para depois de 2025…

A razão deve-se ao facto da Protecção Planetária não permitir que possamos levar numa missão tipos de vida terrestre como os micróbios, para contaminar um ambiente com potencial para albergar vida (como são estes mundos aquáticos). Por essa razão a missão Europa Clipper que está a ser gerenciada pelo JPL da NASA em parceria com a Johns Hopkins University, não levará consigo um lander (uma sonda que possa aterrar), limitando-se a ser um muito poderoso orbitador.

Depois há outro problema: a espessura da camada de gelo em Europa poderá atingir entre 10 a 30 quilómetros e em Enceladus entre 30 a 40 quilómetros, o que levou a NASA a afirmar que está a estudar “tecnologia de fusão” para poder aceder aos oceanos por baixo do gelo. Isto pelo menos em algumas regiões, uma vez que existem fissuras, que aliás são responsáveis pelos geisers ou plumas de vapor, mas estas representam outro tipo de desafios para um “rover”…

Uma hipótese será utilizar tecnologia semelhante aos cubesats “MARCo” que acompanharam a sonda InSight até Marte transmitindo um sinal de rádio, mas a serem utilizados nas luas geladas teriam de ser redesenhados para a forma de “cubesats flutuantes”. E depois é preciso preciso “acertar” nas entradas/fissuras no gelo, o que a 5 anos de caminho da Terra não deve ser fácil…

A questão é que muito daquilo que fazemos no Espaço profundo é aplicável no oceano profundo, e vice-versa! Uma tecnologia influencia a outra e ainda não há uma resposta de como vamos poder explorar (embora seja muito em breve) os mundos oceânicos do nosso sistema solar, para eventualmente encontramos vida.

De momento estas são as pistas que temos, e é em torno destas hipóteses que nos vai chegar o rover aquático “final”, o do “futuro” da exploração espacial… Vamos mantendo os nossos leitores informados daquilo que está a ser desenvolvido, porque os cientistas ainda não encontraram uma solução satisfatória para todos os desafios que são apresentados pelo espaço profundo…

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Programa Discovery: as missões que vão explorar o sistema solar.