{"id":36035,"date":"2023-06-14T07:30:33","date_gmt":"2023-06-14T10:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/?p=36035"},"modified":"2023-06-13T11:08:36","modified_gmt":"2023-06-13T14:08:36","slug":"a-fotossintese-artificial-pode-ser-a-chave-para-a-vida-alem-da-terra-em-colonias-espaciais","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/a-fotossintese-artificial-pode-ser-a-chave-para-a-vida-alem-da-terra-em-colonias-espaciais\/","title":{"rendered":"A fotoss\u00edntese artificial pode ser a chave para a vida al\u00e9m da Terra em col\u00f4nias espaciais"},"content":{"rendered":"

Por Reda\u00e7\u00e3o de C\u00f3digo Oculto<\/a> – Katharina Brinkert – <\/em>10 de junho de 2023 – Em um artigo cient\u00edfico recente, a professora\u00a0<\/span>Katharina Brinkert<\/a> discute a import\u00e2ncia da fotoss\u00edntese artificial e seu poss\u00edvel papel em nossa sobreviv\u00eancia em outros mundos.<\/span><\/em><\/span><\/p>\n

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A vida na Terra deve sua exist\u00eancia \u00e0\u00a0fotoss\u00edntese<\/strong><\/a>, um processo que tem 2,3 bilh\u00f5es de anos.<\/p>\n

Essa rea\u00e7\u00e3o fascinante (e ainda desconhecida) permite que as plantas e outros organismos capturem a luz solar, a \u00e1gua e o di\u00f3xido de carbono e os convertam em oxig\u00eanio e energia na forma de a\u00e7\u00facar.<\/p>\n

A fotoss\u00edntese \u00e9 uma parte t\u00e3o integral do mecanismo de como a Terra funciona que praticamente a consideramos um dado j\u00e1 adquirido.<\/p>\n

Mas quando olhamos para al\u00e9m do nosso planeta em busca de lugares para explorar e colonizar, torna-se \u00f3bvio o qu\u00e3o raro e valioso \u00e9 esse processo.<\/p>\n

Como meus colegas e eu investigamos em um novo artigo, publicado na\u00a0Nature Communications<\/em>, avan\u00e7os recentes na produ\u00e7\u00e3o de fotoss\u00edntese artificial podem ser a chave para sobreviver e prosperar longe da Terra.<\/p>\n

A necessidade humana de oxig\u00eanio dificulta as viagens espaciais.<\/p>\n

As restri\u00e7\u00f5es de combust\u00edvel limitam a quantidade de oxig\u00eanio que podemos levar conosco, especialmente se quisermos fazer viagens de longa dist\u00e2ncia \u00e0 Lua e a Marte.<\/p>\n

Uma viagem s\u00f3 de ida a Marte normalmente leva cerca de dois anos, o que significa que n\u00e3o podemos enviar facilmente suprimentos de recursos da Terra.<\/p>\n

Na Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional, j\u00e1 existem m\u00e9todos para produzir oxig\u00eanio por meio da reciclagem de di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n

A maior parte do oxig\u00eanio na ISS vem de um processo chamado “eletr\u00f3lise”, que usa eletricidade dos pain\u00e9is solares da esta\u00e7\u00e3o para dividir a \u00e1gua\u00a0em g\u00e1s hidrog\u00eanio e g\u00e1s oxig\u00eanio<\/a>, que os astronautas respiram.<\/p>\n

Ele tamb\u00e9m possui um sistema separado que converte o di\u00f3xido de carbono exalado pelos astronautas em \u00e1gua e metano.<\/p>\n

Mas essas tecnologias n\u00e3o s\u00e3o confi\u00e1veis, s\u00e3o ineficientes, muito pesadas e dif\u00edceis de se manter.<\/p>\n

O processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio, por exemplo, requer cerca de um ter\u00e7o da energia total necess\u00e1ria para operar todo o sistema da ISS para dar suporte ao \u201ccontrole ambiental e suporte \u00e0 vida<\/a>\u201d.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Sistema de Controle Ambiental e Suporte de Vida = Environmental Control And Life Support System (ECLSS)<\/span><\/p>\n

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A foto \u00e9 uma maquete do ECLSS de 2001. Da esquerda para a direita, s\u00e3o mostrados o rack do chuveiro, o rack de gerenciamento de res\u00edduos, o rack do Sistema de Recupera\u00e7\u00e3o de \u00c1gua (WRS) n\u00ba 2, o rack do WRS n\u00ba 1 e o rack do Sistema de Gera\u00e7\u00e3o de Oxig\u00eanio (OGS). Foto: NASA\/MSFC<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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V\u00edas de futuro<\/h2>\n

A busca por sistemas alternativos que possam ser usados \u200b\u200bna Lua e em viagens a Marte continua.<\/p>\n

Uma possibilidade \u00e9 captar\u00a0a energia solar<\/a>\u00a0(abundante no espa\u00e7o) e utiliz\u00e1-la diretamente para produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio e reciclagem de di\u00f3xido de carbono em um \u00fanico aparelho.<\/p>\n

A \u00fanica outra entrada em tal dispositivo seria a \u00e1gua, semelhante ao processo de fotoss\u00edntese que ocorre na natureza.<\/p>\n

Isso evitaria montagens complexas em que os dois processos de capta\u00e7\u00e3o de luz e produ\u00e7\u00e3o qu\u00edmica s\u00e3o separados, como ocorre na ISS.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Esquema da fotoss\u00edntese.\u00a0Cr\u00e9dito da imagem:\u00a0depositphotos.com<\/a><\/em><\/p>\n

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Isso \u00e9 interessante porque pode reduzir o peso e o volume do sistema, dois crit\u00e9rios-chave para a explora\u00e7\u00e3o espacial.<\/p>\n

Mas tamb\u00e9m seria mais eficiente em termos energ\u00e9ticos.<\/p>\n

Poder\u00edamos usar a energia t\u00e9rmica adicional (calor) liberada durante o processo de capta\u00e7\u00e3o de energia solar diretamente para catalisar (inflamar) rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, acelerando-as.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, tarefas complexas de cabeamento e manuten\u00e7\u00e3o seriam consideravelmente reduzidas.<\/p>\n

Desenvolvemos uma estrutura te\u00f3rica para analisar e prever o desempenho desses dispositivos embutidos de \u201cfotoss\u00edntese artificial<\/strong>\u201d para aplica\u00e7\u00f5es na Lua e em Marte.<\/p>\n

Em vez da clorofila, respons\u00e1vel pela absor\u00e7\u00e3o de luz em plantas e algas, esses dispositivos usam materiais semicondutores que podem ser revestidos diretamente com catalisadores met\u00e1licos simples que suportam a rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica desejada.<\/p>\n

Nossa an\u00e1lise mostra que esses dispositivos seriam de fato vi\u00e1veis \u200b\u200bpara complementar as tecnologias existentes de suporte \u00e0 vida, como o grupo gerador de oxig\u00eanio usado na ISS.<\/p>\n

Isso \u00e9 verdadeiro quando combinado com dispositivos que concentram a energia solar para alimentar as rea\u00e7\u00f5es (espelhos essencialmente grandes que focalizam a luz solar incidente).<\/p>\n

Existem outros m\u00e9todos tamb\u00e9m.<\/p>\n

Por exemplo, podemos produzir oxig\u00eanio diretamente do solo lunar (regolito).<\/p>\n

Mas isso requer altas temperaturas para funcionar.<\/p>\n

Em vez disso, os dispositivos de fotoss\u00edntese artificial poderiam funcionar \u00e0 temperatura ambiente e \u00e0s press\u00f5es existentes em Marte e na Lua.<\/p>\n

Isso significa que eles poderiam ser usados \u200b\u200bdiretamente nos habitats e usando a \u00e1gua como principal recurso.<\/p>\n

Isso \u00e9 interessante, dada a presen\u00e7a estipulada de gelo de \u00e1gua na cratera lunar Shackleton<\/a>, que \u00e9 um local de pouso planejado em futuras miss\u00f5es lunares.<\/p>\n

Em Marte, a atmosfera \u00e9 composta por quase 96% de di\u00f3xido de carbono, o que parece ideal para um dispositivo de fotoss\u00edntese artificial.<\/p>\n

Mas a intensidade da luz no planeta vermelho \u00e9 menor do que na Terra devido \u00e0 maior dist\u00e2ncia do Sol.<\/p>\n

Isso seria um problema?<\/h3>\n

Calculamos a intensidade da luz solar dispon\u00edvel em Marte.<\/p>\n

Mostramos que podemos de fato usar esses dispositivos l\u00e1, embora os espelhos solares se tornem ainda mais importantes.<\/p>\n

A produ\u00e7\u00e3o eficiente e confi\u00e1vel de oxig\u00eanio e outros produtos qu\u00edmicos, bem como a reciclagem de di\u00f3xido de carbono a bordo de espa\u00e7onaves e em habitats, \u00e9 um enorme desafio que devemos vencer para miss\u00f5es espaciais de longo prazo.<\/p>\n

Os sistemas de eletr\u00f3lise existentes, que operam em altas temperaturas, requerem uma grande quantidade de energia.<\/p>\n

E os dispositivos para converter di\u00f3xido de carbono em oxig\u00eanio em Marte ainda est\u00e3o engatinhando, sejam eles baseados na fotoss\u00edntese ou n\u00e3o.<\/p>\n

Portanto, s\u00e3o necess\u00e1rios v\u00e1rios anos de intensa pesquisa para poder usar essa tecnologia no espa\u00e7o.<\/p>\n

Copiar da natureza as partes essenciais da fotoss\u00edntese poderia nos dar algumas vantagens, ajudando-nos a realiz\u00e1-la em um futuro n\u00e3o muito distante.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Lua terraformada vista do campo na Terra.\u00a0Cr\u00e9dito da imagem:\u00a0depositphotos.com<\/a><\/em><\/span><\/p>\n

Uso no espa\u00e7o e na Terra<\/h3>\n

Os benef\u00edcios seriam enormes.<\/p>\n

Por exemplo, poder\u00edamos criar atmosferas artificiais no espa\u00e7o e produzir os produtos qu\u00edmicos necess\u00e1rios para miss\u00f5es de longa dura\u00e7\u00e3o, como fertilizantes, pol\u00edmeros ou produtos farmac\u00eauticos.<\/p>\n

E os conhecimentos que iremos obter desvendando e fabricando estes dispositivos poderia ajudar a enfrentar o desafio da energia verde aqui na Terra.<\/span><\/p>\n

Temos sorte de ter plantas e algas para produzir nosso oxig\u00eanio.\u00a0<\/span><\/p>\n

Mas dispositivos de fotoss\u00edntese artificial poderiam ser usados \u200b\u200bpara produzir hidrog\u00eanio ou combust\u00edveis \u00e0 base de carbono (em vez de a\u00e7\u00facares), abrindo um caminho ecol\u00f3gico para a produ\u00e7\u00e3o de produtos qu\u00edmicos ricos em energia que podemos armazenar e usar para transporte.<\/span><\/p>\n

A explora\u00e7\u00e3o espacial e nossa futura economia de energia t\u00eam um objetivo de longo prazo muito semelhante: a sustentabilidade<\/strong>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Dispositivos de fotoss\u00edntese artificial podem se tornar uma pe\u00e7a chave para conseguir isso.<\/span><\/p>\n

Os resultados da pesquisa foram publicados na\u00a0<\/span>Nature Communications<\/span><\/em><\/strong><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Autor: Katharina Brinkert, Professora Assistente em Cat\u00e1lise, Universidade de Warwick<\/span><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Reda\u00e7\u00e3o de C\u00f3digo Oculto – Katharina Brinkert – 10 de junho de 2023 – Em um artigo cient\u00edfico recente, a professora\u00a0Katharina Brinkert discute a import\u00e2ncia da fotoss\u00edntese artificial e seu poss\u00edvel papel em nossa sobreviv\u00eancia em outros mundos. 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