PROJETO DE ESTUDANTES DE UNIVERSIDADE BRASILEIRA LEVA BACTÉRIAS PARA A ESTRATOSFERA

As bactérias que vivem em ambientes extremos na Terra podem ajudar a Astrobiologia a entender aspectos que possibilitam a vida terrestre.

Sonda Garatéa II durante voo. Foto: Arquivo pessoal de Francesco Lena.

A ciência aeroespacial no Brasil, mesmo com diversas melhorias tecnológicas alcançadas pelo país, continua sendo uma área pouco explorada por profissionais e estudantes dos variados campos de pesquisa e extensão tecnológicos. O espaço, aos olhos da maioria dos brasileiros, parece algo mais distante do que realmente é, fisicamente e intelectualmente.

Com o objetivo de mostrar para a população o quanto esse setor da ciência pode ser interessante, alcançável e ainda explorado, grupos de estudantes e intelectuais se juntaram em prol do projeto Garatéa, que se trata da produção e do lançamento de sondas estratosféricas com as mais diversas finalidades, como experimentos tecnológicos e biológicos. Um dos grupos idealizadores e realizadores desse projeto foi o Zenith Aerospace, o qual é formado por estudantes da Escola de Engenharia de São Carlos, na USP, e que realizam trabalhos extracurriculares na área de engenharia aeroespacial, com a proposta de desenvolver e difundir tecnologias aplicadas ao setor aeroespacial e dar visibilidade a esse setor no Brasil.

O projeto Garatéa busca produzir uma ciência de excelência de baixo-custo através de balões meteorológicos de alta altitude cheios de gás hélio. Os balões foram pensados pelo fundador do projeto, Lucas Fonseca, como forma de exercitar ciência e capacitação tecnológica, antecipando o desenvolvimento dos pequenos satélites (cubesats) sem um gasto expressivo. A iniciativa foi nomeada Garatéa, que em tupi-guarani significa “Busca Vidas”, por esse nome representar o principal interesse científico e o objetivo dos lançamentos: o entendimento da Astrobiologia. A atividade do projeto, mesmo que com caráter científico, também busca ter um grande apelo de inspiração educacional, culminando em diversas atividades posteriores baseadas nos balões.

A astrobiologia é o estudo da origem, evolução, distribuição e futuro da vida no universo. Operacionalmente, a Astrobiologia utiliza-se das diversas áreas do conhecimento (Física, Química, Biologia, Geologia, Astronomia e derivações destas áreas) integradas a um programa que combina o desenvolvimento tecnológico, a observação remota (missões espaciais), construção de modelos e o amplo envolvimento dos educadores e do público. Com os mesmos ideais do projeto Garatéa, o Grupo Nacional de Astrobiologia se juntou ao Garatéa para que juntos conseguissem realizar experimentos que buscassem resultados com importância mundial.

COMO ACONTECEM OS LANÇAMENTOS
As sondas, criadas e produzidas pelos membros do Zenith, são penduradas em balões meteorológicos cheios de gás hélio. Esse balão é solto de algum ponto de alta atitude da região onde acontece o lançamento e, a partir daí, os participantes do projeto acompanham o trajeto da sonda pelo GPS e estimam o tempo que a sonda levará para chegar ao solo e a distância em que ela cairá, em relação ao ponto de lançamento.

Pré-lançamento de uma sonda. Foto: Arquivo pessoal de Francesco Lena.

O balão de gás Hélio, ao subir na atmosfera e, portanto, com pressão atmosférica ao seu redor cada vez menor e a pressão interna constante, começa a aumentar seu tamanho à medida que sobe. Quando o balão atinge certa altura, ele fica muito grande e a resistência da borracha do balão não suporta tamanha pressão, e estoura. Assim que o balão estoura, um paraquedas é acionado em seu sistema e aberto imediatamente para que a sonda não caia em alta velocidade, o que destruiria a estrutura da mesma. 
Algumas horas depois, a sonda chega ao solo e os participantes do projeto vão até o local indicado no GPS para resgatá-la e leva-la de volta à Universidade, para que os resultados dos experimentos possam ser analisados.

A estratosfera, parte da atmosfera que fica localizada após a camada de ozônio, encontra-se numa altitude de aproximadamente 30 km até 50 km da superfície. Trinta quilômetros é a altura aproximada alcançada pelas sondas estratosféricas.

Fonte: http://meioambiente.culturamix.com. Ilustração: Ana Júlia Gotardelo.

HISTÓRICO DE LANÇAMENTOS
O lançamento de sondas pelo projeto Garatéa começou no primeiro semestre de 2016, quando a primeira sonda foi lançada à estratosfera, levando um experimento de astrobiologia em parceria com um grupo de pesquisadores do Laboratório Nacional de Luz Síncroton e do Instituto de Química da USP em São Paulo. O objetivo desse experimento foi entender como algumas bactérias extremófilas se comportavam no ambiente proporcionado pela estratosfera, o qual é, muitas vezes, análogo a outros ambientes do sistema solar e quase similar ao ambiente espacial em baixa órbita. Por suas características de pressão e umidade quase zero, temperaturas baixas, e níveis altíssimos de radiação solar pela sonda passar da camada de ozônio, a estratosfera se caracteriza por ser uma área de condições difíceis para a existência de vida.

Por isso, o experimento de astrobiologia levado pela sonda à estratosfera busca pistas para entender até onde poderia ter vida no sistema solar. “Será que a vida poderia ter chegado na Terra a bordo de um cometa? Será que a vida conseguiria se manter a bordo de um cometa viajando no espaço profundo?” como expõe Francesco Lena, integrante do grupo Zenith, a respeito sobre as questões as quais esses experimentos procuram responder, ou pelo menos obter qualquer indício de resposta.

Essas bactérias extremófilas existem na Terra em ambientes extremos como vulcões, geleiras, desertos e até próximas a reatores nucleares, e foram isoladas pelo grupo de astrobiologia envolvido no projeto, que foi pessoalmente coletá-las em vários lugares do planeta. As bactérias coletadas foram analisadas em laboratório e depois montadas na amostra que foi levada pelo Garatéa I, juntamente com macromoléculas como proteínas e carotenoides, elementos considerados importantes para a vida. Para a proteção das bactérias em alta atitude, que precisam estar protegidas até certa altura para que não corra risco de contaminação, a estrutura tecnológica da sonda, produzida pelo grupo Zenith, contava com uma porta de metal que abria e expunha as bactérias ao ambiente no momento certo, procedimento que foi filmado pela câmera de vídeo a bordo. Também, a sonda levava sensores de temperatura, pressão, umidade e raios ultravioletas, além de GPS que coletava os dados de posição e altitude. Todos esses dados eram registrados em um cartão de memória também levado na sonda.

Por alguns problemas no registro de dados ambientais e do funcionamento do GPS, o grupo de astrobiologia propôs um outro lançamento para o Zenith, que contaria com melhorias na estrutura e na tecnologia e que viria a chamar Garatéa II. Lançado no fim de 2016, o Garatéa II foi realizado com o mesmo objetivo do anterior, porém com algumas mudanças em sua parte eletrônica e nos equipamentos. O Garatéa II foi impresso em 3D, caracterizando-se como uma evolução de design do Garatéa I, e teve uma massa de aproximadamente 2,5kg. Uma das novidades de equipamento do Garatéa II foi um contador Geiger, responsável por captar os níveis de radiação ionizante, e um sistema de telemetria que permitia o recebimento dos dados registrados em tempo real, no solo, caso o cartão de memória da sonda falhasse. Também, foi colocada uma película protetora nas macromoléculas para maior segurança.

Novamente, o experimento não obteve sucesso total. Por um atraso na autorização da Força Aérea Brasileira para que a sonda pudesse ser lançada, o lançamento teve de ocorrer em épocas de chuva e o balão passou dentro de uma nuvem. As amostras do experimento de astrobiologia, ao passarem pela nuvem, tiveram suas bactérias lavadas, e assim grande parte do experimento foi perdida, uma vez que apenas algumas macromoléculas resistiram por causa da película protetora.

O grupo de astrobiologia propôs, recentemente, um terceiro lançamento com o mesmo objetivo, já que no segundo seu experimento falhou. Com maiores melhorias tecnológicas, o Garatéa III deve voar em agosto de 2017, e o grupo Zenith já está na fase final dos testes de eletrônica e está começando a realizar os pedidos de autorização do gerenciamento do voo.

SOCIEDADE
Em paralelo aos experimentos de astrobiologia, um dos integrantes do grupo Zenith, Francesco Lena, decidiu reviver uma ideia que, segundo ele, já existia em seu pensamento desde o seu ensino médio. A ideia de Francesco era enviar uma sonda à estratosfera com o objetivo de aproximar a ciência aeroespacial da população brasileira, despertando o interesse desta pela área.

Assim, o projeto Garatéa criou uma versão de suas sondas espaciais inteiramente voltada para a sociedade: uma sonda que enviaria experimentos de crianças de todo o Brasil para a estratosfera.

Chamado de Garatéa-Educacional, o projeto foi pensado com o propósito de “retribuir para a sociedade o conhecimento possibilitado e adquirido pela universidade”, como relata Marco Aurélio Bonaldo, um dos integrantes do grupo Zenith e realizador do projeto Garatéa-E. O Garatéa-E foi desenvolvido à parte dos outros grupos, apenas por alguns integrantes do Zenith, por ser um projeto que envolvia mais comunicação com as escolas e crianças do que tecnologia.

O objetivo do Garatéa-E foi que crianças e adolescentes, desde o ensino fundamental e médio, já entrassem em contato com o mundo científico, motivando seu possível interesse pelo espaço. Algumas escolas em vários estados brasileiros foram convidadas a participar do projeto, e seus alunos realizaram experimentos em pongsats e cansats que compuseram a carga útil da última sonda lançada pelo Zenith. O conteúdo dos pongsats, experimentos que cabem dentro de uma bolinha de pingue-pongue, e dos cansats, que cabem dentro de uma latinha de refrigerante, foram escolhidos pelos alunos convidados. A escolha dos elementos para serem lançados à estratosfera variaram desde grãos dos mais variados alimentos, até cosméticos e organismos vivos. O resultado desse experimento, cujo lançamento aconteceu recentemente, ainda vai ser analisado pelas escolas participantes, as quais irão encaminhar o relatório desses resultados do grupo Zenith.

Garatéa-E, com experimentos de crianças e adolescentes de todo o Brasil. Fonte: Arquivo pessoal de Francesco Lena.

PROJETOS FUTUROS
Em 2014, uma ideia sobre uma possível missão lunar foi apresentada ao Instituto Nacional de Pesquisa Espacial por um dos criadores do Garatéa, mas foi em 2016 que uma grande oportunidade apareceu para o grupo. Através de um chamado europeu para uma missão lunar compartilhada, um dos comandantes do projeto Garatéa enxergou ser a oportunidade que precisavam para colocar a ideia da missão lunar em prática e aplicar ao edital em um esforço conjunto de todas as instituições relacionadas ao projeto. Após alguns meses, o grupo Garatéa foi convidado para integrar a primeira missão lunar de baixo-custo compartilhada. Para o processo de formatação da proposta brasileira, o professor Luis Loures do Instituto de Tecnologia Aeronáutica (ITA) e a professora Thaís Russomano da PUC do Rio Grande do Sul foram incluídos. Finalmente estava formada a equipe da Garatéa-L, a primeira missão lunar brasileira. Com o convite para integrar a missão lunar promovida pelos europeus, logo ficou claro o grande potencial que esse projeto tem em gerar vários benefícios para o país. Muito maior que o fato de colocar uma sonda em órbita lunar, a missão abriu oportunidade de atuação efetiva em várias frentes de pesquisas e estudos, bem como a inserção do Brasil na ciência mundial.

One clap, two clap, three clap, forty?

By clapping more or less, you can signal to us which stories really stand out.