Missão Tianwen-3 da China visa devolver solo marciano em 2031 numa estreia mundial

A corrida para responder à pergunta mais antiga da humanidade

A China está a posicionar-se para alcançar o que nenhuma nação conseguiu antes: trazer amostras físicas de Marte de volta à Terra. A missão Tianwen-3, com lançamentos duplos previstos para 2028, tem como objetivo devolver pelo menos 500 gramas de material marciano até 2031, assegurando potencialmente um feito inédito na exploração do espaço profundo e respondendo a uma das perguntas mais fundamentais da ciência. Liu Jizhong, designer-chefe da missão, anunciou durante as sessões políticas anuais da China em março que o projeto alcançou avanços em tecnologias-chave e entrará este ano na fase de desenvolvimento do modelo de voo. Este calendário coloca a China numa trajetória para potencialmente superar os esforços internacionais concorrentes de ida e volta ao Planeta Vermelho, com implicações que se estendem muito além do prestígio nacional.

A missão representa o culminar de anos de planeamento e baseia-se no sucesso anterior da China em Marte. Em 2021, o rover Zhurong aterrou em Marte no âmbito da missão Tianwen-1, fazendo da China apenas o segundo país a operar um rover na superfície marciana. Essa missão encontrou evidências de gelo de água misturado com solo e cascalho sob a superfície, uma descoberta que aumentou o interesse científico em devolver amostras físicas para uma análise laboratorial detalhada. Ao contrário dos exploradores robóticos, que têm de transportar instrumentos miniaturizados a milhões de quilómetros da Terra, as amostras devolvidas permitiriam aos cientistas usar todo o poder dos laboratórios terrestres para procurar fósseis microscópicos, compostos orgânicos e assinaturas químicas que possam indicar se alguma vez existiu vida no nosso planeta vizinho.

O que está em jogo é mais do que curiosidade científica. Se for bem-sucedida, a Tianwen-3 marcará a primeira vez que a humanidade recupera material de outro planeta capaz de potencialmente albergar vida, estabelecendo a China como líder na exploração planetária e criando novas oportunidades para a colaboração científica internacional. Liu Jizhong descreveu o empreendimento como um projeto aeroespacial importante, altamente desafiante e pioneiro, durante o seu anúncio à imprensa.

A missão Tianwen-3 é um projeto aeroespacial importante, altamente desafiante, inovador e líder. Espera-se que alcance o primeiro retorno de amostras de Marte da humanidade, promovendo fortemente o desenvolvimento integrado de alta qualidade da ciência espacial, da tecnologia espacial e das aplicações espaciais.

Conceber uma missão sem precedentes

Ao contrário das missões anteriores a Marte, que assentavam em lançamentos únicos, a Tianwen-3 emprega uma complexa arquitetura de dois lançamentos que exige uma coordenação precisa entre várias naves espaciais. Dois foguetes lançadores Longa Marcha 5 descolarão durante a janela de lançamento ótima para Marte no final de 2028, cada um transportando componentes separados da missão. Um foguete transportará um orbitador combinado com um veículo de retorno à Terra, enquanto o outro levará um módulo de aterragem equipado com um veículo de ascensão e um módulo de serviço. Esta abordagem de lançamento duplo responde às enormes necessidades energéticas de enviar simultaneamente para Marte os sistemas de aterragem e de retorno, assegurando ao mesmo tempo que cada componente transporta combustível suficiente para as suas tarefas específicas.

A sequência da missão abrange mais de três anos e envolve treze fases distintas. Após sete a oito meses de viagem interplanetária, o módulo de aterragem aterrará num local cuidadosamente selecionado entre 17 e 30 graus de latitude norte, onde as restrições de engenharia se equilibram com o potencial científico. A nave espacial deve aterrar pelo menos três quilómetros abaixo da altitude média global de Marte para garantir densidade atmosférica suficiente para a desaceleração durante a entrada. Uma vez na superfície, o módulo de aterragem funcionará durante aproximadamente um ano, recolhendo amostras através de vários métodos, incluindo recolha à superfície, perfuração profunda e recolha assistida por drone a partir de locais a várias centenas de metros de distância.

A fase de ascensão apresenta um dos maiores desafios técnicos da história dos voos espaciais. Depois de recolher e selar as amostras, o veículo de ascensão tem de ser lançado da superfície marciana usando o módulo de aterragem como plataforma de lançamento, alcançando a órbita de Marte pela primeira vez a partir da superfície do planeta. Em órbita, o veículo de ascensão tem de se encontrar e acoplar ao orbitador à sua espera, transferindo a preciosa carga antes de o veículo de retorno iniciar a sua viagem de regresso à Terra. Este encontro orbital em torno de Marte nunca foi tentado antes e exige uma navegação de precisão num ambiente onde o controlo em terra não pode fornecer orientação em tempo real devido a atrasos de comunicação que podem durar até 20 minutos.

Perfurar à procura de provas de vida antiga

O principal objetivo científico que impulsiona a Tianwen-3 é a procura de biosassinaturas, indicadores físicos ou químicos de que a vida existiu outrora em Marte. Embora missões anteriores tenham detetado moléculas orgânicas e antigos leitos de lagos, a capacidade de analisar amostras nos laboratórios avançados da Terra oferece a melhor oportunidade de encontrar provas definitivas de vida microbiana passada. Para maximizar essas probabilidades, os responsáveis pelo planeamento da missão desenvolveram uma ambiciosa estratégia de amostragem que inclui perfurar dois metros abaixo da superfície marciana, uma profundidade nunca antes tentada por qualquer missão a Marte e significativamente maior do que as recolhas superficiais pouco profundas planeadas por outros programas.

Esta profundidade é crítica para o sucesso astrobiológico. Marte não tem um campo magnético global e possui uma atmosfera rarefeita, deixando a superfície constantemente bombardeada por radiação cósmica e exposta a produtos químicos altamente oxidantes que destroem materiais orgânicos ao longo do tempo. Ao perfurar abaixo desta camada superficial hostil, a missão espera alcançar sedimentos que estiveram protegidos da radiação durante milhares de milhões de anos, preservando potencialmente compostos orgânicos ou mesmo fósseis microscópicos de uma era em que Marte possuía água líquida e uma atmosfera mais densa. O sistema de perfuração tem de detetar e evitar obstáculos como o leito rochoso, mantendo ao mesmo tempo a integridade das amostras no ambiente marciano adverso.

O processo de seleção do local de aterragem reflete o foco biológico da missão. Os cientistas identificaram 86 locais potenciais a partir de um conjunto inicial de mais de 80 candidatos, reduzindo-os a 19 locais privilegiados concentrados em Amazonis Planitia, Utopia Planitia e Chryse Planitia. Estas regiões apresentam antigas linhas costeiras, depósitos deltaicos, minerais argilosos e sistemas de desfiladeiros que se formam em ambientes ricos em água, onde a vida pode ter surgido e sido preservada. Até ao final de 2026, a equipa selecionará três locais candidatos finais que oferecem o equilíbrio ideal entre mérito científico e segurança de engenharia. Os critérios de seleção dão prioridade a locais com minerais hidratados que indicam atividade hídrica passada, cumprindo simultaneamente requisitos rigorosos para ângulos de inclinação inferiores a 8 graus e abundância de rochas inferior a 10 por cento, para garantir uma aterragem segura.

Pequim abre a porta a parceiros globais

Numa medida que sinaliza a confiança da China na prontidão técnica da missão, a Administração Espacial Nacional da China anunciou, em 11 de março de 2025, que a Tianwen-3 está aberta à colaboração internacional. O apelo à apresentação de propostas oferece 15 quilogramas de capacidade de carga útil no orbitador de retorno à Terra e 5 quilogramas adicionais no orbitador de Marte para instrumentos científicos desenvolvidos por parceiros internacionais. Este convite representa uma mudança significativa para uma apropriação científica partilhada daquela que poderá tornar-se uma das missões espaciais mais importantes da história, com propostas a apresentar até 30 de junho de 2025 e seleções finais previstas para outubro do mesmo ano.

As equipas internacionais interessadas podem propor cargas úteis do tipo piggyback que requeiram apoio da nave espacial Tianwen-3 ou instrumentos científicos independentes que estejam alinhados com os objetivos científicos abrangentes da missão. Os parceiros selecionados devem entregar o seu hardware de voo até 2027 para integração com a nave espacial antes da janela de lançamento de 2028. As investigações propostas devem complementar a procura de vida, os estudos da geologia marciana ou o exame dos processos atmosféricos, embora inovações que ampliem o valor da missão sejam também bem-vindas. Este quadro colaborativo posiciona a Tianwen-3 como uma plataforma global para fazer avançar os interesses científicos partilhados da humanidade, e não apenas um projeto nacional.

Hou Zengqian, cientista-chefe da missão e académico da Academia Chinesa das Ciências, sublinhou a abordagem colaborativa num artigo recente publicado na Nature Astronomy. Observou que a China acolheu conferências internacionais durante a fase de definição de objetivos e planeia abrir o acesso às amostras devolvidas a investigadores globais assim que os protocolos de proteção planetária forem cumpridos. Hou manifestou esperança de que a missão proporcione à comunidade internacional uma oportunidade sem precedentes de compreender Marte, potencialmente atraindo parcerias de nações europeias, asiáticas e de outros países com atividade espacial que procurem participar no histórico primeiro retorno de material marciano.

Proteção planetária e salvaguardas técnicas

A perspetiva de devolver material de outro planeta levanta profundas questões de segurança que os responsáveis pelo planeamento da missão têm de abordar com extremo cuidado. Os protocolos de proteção planetária, estabelecidos pelo Comité de Investigação Espacial (COSPAR), exigem medidas rigorosas para impedir tanto a contaminação no sentido Terra-Marte, causada por organismos terrestres, como a contaminação no sentido Marte-Terra, causada por potencial vida marciana. A China comprometeu-se a seguir estas normas internacionais, reconhecendo que a integridade científica da missão depende de garantir que quaisquer descobertas biológicas são realmente originárias de Marte e não contaminantes transportados da Terra. O controlo rigoroso da contaminação é um desafio crítico que tem de ser abordado em todas as fases da missão.

Para gerir estes riscos, a China está a construir um Laboratório Especializado de Amostras de Marte nos arredores de Hefei, perto do Instituto de Ciências Físicas da Academia Chinesa das Ciências. Esta instalação contará com salas ultralimpias e áreas de contenção de biossegurança onde as amostras devolvidas serão submetidas a testes abrangentes, esterilização e avaliação de risco biológico antes de serem disponibilizadas à comunidade científica em geral. As amostras permanecerão isoladas do ambiente terrestre até que uma análise rigorosa confirme que não contêm agentes biológicos ativos que possam ameaçar os ecossistemas terrestres. Só após a confirmação de segurança é que os materiais serão distribuídos a laboratórios designados em todo o mundo para análise detalhada.

A equipa de engenharia já alcançou avanços nas tecnologias críticas necessárias para a missão, incluindo a recolha e selagem à superfície de Marte, a ascensão a partir da superfície marciana, o encontro orbital e os mecanismos de transferência de amostras. A missão exige o desenvolvimento de um sistema especial de recolha de solo que deve recolher amostras e selá-las de forma segura para garantir que o material chega intacto à Terra. Liu Jizhong observou que recuperar amostras de Marte representa a missão de exploração espacial tecnicamente mais desafiante desde o programa Apollo, e que essa recuperação nunca foi concretizada. A complexidade envolve não apenas os sistemas mecânicos, mas também a contenção biológica e os procedimentos de cadeia de custódia que devem manter a integridade das amostras desde a superfície marciana até à reentrada atmosférica e à análise laboratorial.

Dinâmicas globais em mudança na exploração espacial

Enquanto a China avança para a sua data de lançamento em 2028, o programa concorrente de Retorno de Amostras de Marte da NASA enfrenta uma incerteza significativa. Um projeto de lei de dotações da Câmara dos Representantes promulgado no início de 2025 cancelou efetivamente a atual arquitetura do MSR, redirecionando 110 milhões de dólares para futuros estudos de tecnologia para Marte em vez da missão de retorno de amostras. Embora o Senado tenha considerado projetos de lei de autorização que apelam a um novo esforço de MSR, os Estados Unidos não têm atualmente um caminho claro para devolver amostras marcianas antes da década de 2030, criando uma janela de oportunidade para a China alcançar este marco primeiro e potencialmente reivindicar as vantagens científicas e diplomáticas que acompanham tal feito.

Esta mudança nos calendários tem implicações estratégicas que vão além do prestígio científico. A nação que devolver primeiro amostras marcianas controlará a distribuição inicial destes materiais preciosos à comunidade mundial de investigação, podendo influenciar a direção da investigação astrobiológica durante décadas. As amostras de Marte poderão revelar se a vida surgiu independentemente em dois planetas do nosso sistema solar, uma descoberta que alteraria fundamentalmente a nossa compreensão da biologia e sugeriria que a vida pode ser comum em todo o universo. Se a China tiver êxito enquanto outros programas enfrentam atrasos, as parcerias internacionais e as oportunidades de carga útil poderão fluir cada vez mais para as iniciativas espaciais de Pequim.

O progresso da China ocorre num contexto mais amplo de expansão das capacidades no espaço profundo. A missão Tianwen-2, lançada em 2025, está atualmente a caminho do asteroide próximo da Terra Kamo'oalewa, tendo viajado aproximadamente 700 milhões de quilómetros, e chegará ao seu alvo este ano para realizar operações de recolha antes de regressar à Terra no final de 2027. Olhando mais para o futuro, a Tianwen-4 está planeada para ser lançada por volta de 2030 para estudar o sistema de Júpiter e, eventualmente, orbitar Callisto, uma das luas geladas do gigante gasoso. Esta progressão constante da exploração lunar para a marciana e para o sistema solar exterior demonstra a abordagem sistemática da China à ciência do espaço profundo e o seu compromisso com uma presença de longo prazo na exploração espacial.

Do protótipo ao Planeta Vermelho

Com o desenvolvimento do modelo de voo agora em curso e os protótipos a transitarem para a construção formal de hardware em 2026, a equipa da Tianwen-3 está a passar dos estudos de conceção para a montagem física. As 13 fases da missão incluem o lançamento da Terra, a transferência para Marte, a entrada, descida e aterragem, a recolha à superfície, a ascensão, o encontro em órbita de Marte, o retorno à Terra e a reentrada atmosférica, cada uma exigindo uma execução precisa ao longo de centenas de milhões de quilómetros. Todo o processo durará mais de três anos, desde o lançamento até ao regresso das amostras em 2031, com a nave espacial a transportar cargas úteis científicas avançadas para apoiar as suas prioridades astrobiológicas.

Os instrumentos selecionados para a missão refletem a sua procura de vida. O módulo de aterragem transportará um Radar de Penetração Subsuperficial de Marte para sondar camadas subterrâneas e um Analisador Raman e de Fluorescência para detetar materiais orgânicos e minerais semelhantes aos instrumentos do rover Perseverance da NASA. Os orbitadores estudarão processos de escape atmosférico e campos magnéticos utilizando magnetómetros especializados e detetores de partículas energéticas, enquanto sistemas de imagem mapearão a composição da superfície em bandas de infravermelho médio e multiespectrais. Estas ferramentas apoiarão os nove temas de investigação estabelecidos pela equipa científica da missão, abrangendo elementos relacionados com a vida, condições ambientais e história geológica, desde características da superfície até dinâmicas internas.

À medida que o desenvolvimento prossegue, a missão mantém o seu convite a cientistas nacionais e internacionais para participarem naquilo que a liderança descreve como uma demonstração da criatividade chinesa e da influência internacional. Quer a Tianwen-3 encontre provas definitivas de vida marciana antiga, quer devolva amostras que contem a história de um mundo estéril mas geologicamente fascinante, a missão promete fornecer respostas que ocupam os cientistas há gerações. O esforço representa o próximo passo da humanidade para além da Terra, seguindo a filosofia de que, embora o nosso planeta continue a ser o berço da humanidade, não podemos ficar no berço para sempre.

O essencial

• A Tianwen-3 tem lançamentos duplos previstos para 2028, utilizando foguetes Longa Marcha 5, com o retorno de amostras à Terra planeado para 2031
• A missão pretende recolher pelo menos 500 gramas de solo e rocha marcianos através de recolha à superfície e perfuração a 2 metros de profundidade
• O principal objetivo científico é procurar biosassinaturas e provas de vida passada ou presente em Marte
• A arquitetura da missão envolve duas naves espaciais separadas que se encontrarão em órbita de Marte, um feito nunca antes realizado
• A China abriu a missão a parceiros internacionais em março de 2025, oferecendo 20 quilogramas de capacidade total de carga útil para instrumentos científicos estrangeiros
• Restrições de engenharia limitam os locais de aterragem a entre 17 e 30 graus de latitude norte e a pelo menos 3 quilómetros abaixo da altitude média de Marte
• Uma instalação de contenção especializada em Hefei tratará as amostras devolvidas segundo protocolos rigorosos de proteção planetária para evitar a contaminação da Terra
• A missão entra na fase de construção de hardware de voo em 2026, após o desenvolvimento bem-sucedido de tecnologias-chave, incluindo a ascensão a partir de Marte e o encontro orbital