A candidata ao doutorado Lanie McKinney está desenvolvendo tecnologia para converter a atmosfera do Planeta Vermelho em propelente para trazer astronautas de volta para casa.

O trabalho atual de Lanie McKinney combina o reator de plasma com uma membrana seletiva de oxigênio, projetada para extrair oxigênio rapidamente. Aqui, ela analisa as formas de onda de tensão e corrente do seu reator de plasma. Crédito: Gretchen Ertl
Quando Lanie McKinney tinha 3 anos, seus pais pararam em uma enorme cratera de meteorito durante uma viagem de carro pelo sudoeste dos EUA. Enquanto se preparavam para ir embora, McKinney começou a protestar.
“Quero esperar aqui pela próxima”, disse ela.
Ela ainda não entendia que outro meteoro dificilmente cairia exatamente no mesmo lugar. Mas a história, que seus pais ainda contam, captura um fascínio que acompanhou McKinney por toda a vida.
"Eu sempre me lembro de ter ficado fascinada pelo espaço e por tudo o que existe lá fora", diz ela.
Atualmente, McKinney está em seu quinto ano como candidata ao doutorado no MIT, onde trabalha no Grupo de Plasma Aeroespacial com a professora associada Esther e Harold E. Edgerton, Carmen Guerra-Garcia. A pesquisa de McKinney concentra-se no desenvolvimento de tecnologias que possam ajudar os humanos a explorar Marte.
Um dos desafios de enviar humanos ao Planeta Vermelho é descobrir como abastecê-los quando chegarem — incluindo como viabilizar sua viagem de volta para casa. Em vez de transportar tudo da Terra, McKinney está interessado em usar os recursos já disponíveis no planeta, um conceito conhecido como utilização de recursos in situ, ou ISRU.
“Se não construirmos postos de gasolina em Marte, será muito difícil trazer humanos de volta à Terra”, diz ela. “Precisaremos de alguma forma de produzir o propelente no local.”
A pesquisa de McKinney utiliza plasma frio para converter dióxido de carbono, abundante na atmosfera marciana, em oxigênio e monóxido de carbono, uma tecnologia que poderá eventualmente ser usada para produzir sistemas de suporte à vida e propelente em Marte.

McKinney analisa um dispositivo chamado Descarga de Barreira Dielétrica Pulsada Repetitivamente em Nanossegundos (NRP-DBD) preenchido com esferas. Trata-se de um tipo de reator de plasma. O CO2 flui através do sistema e é decomposto para produzir oxigênio. McKinney está estudando a influência dos materiais de preenchimento na conversão de CO2. Crédito: Gretchen Ertl
Natural de Oklahoma, McKinney obteve seu bacharelado na Universidade de Tulsa, onde estudou física e matemática aplicada. Inicialmente, ela esperava seguir carreira em astrofísica, mas um estágio de pesquisa de verão na Universidade do Colorado em Boulder a apresentou à física de plasmas por meio de um projeto envolvendo plasmas empoeirados no ambiente lunar.
“Achei que era um problema incrivelmente interessante”, diz ela.
No MIT, McKinney desenvolveu um pequeno reator capaz de converter dióxido de carbono em oxigênio e outros produtos. O desafio agora é separar o oxigênio antes que ele se recombine.
“Na verdade, conseguimos realizar a etapa de conversão muito bem”, diz ela. “Mas o que acontece em um plasma é que o convertemos e, em seguida, obtemos uma mistura que precisa ser separada.”
Seu trabalho atual combina o reator de plasma com uma membrana seletiva de oxigênio, projetada para extrair oxigênio rapidamente. O processo de integração não é bem compreendido, o que deixa McKinney e seus colegas com dúvidas sobre como o ambiente reativo do plasma afetará a membrana.
“Não temos certeza absoluta do que veremos”, diz ela.
Para McKinney, a possibilidade de conectar experimentos de laboratório a futuras missões tripuladas é o que torna o trabalho particularmente gratificante.
“Tenho a oportunidade de trabalhar em um laboratório incrível e desenvolver experimentos empolgantes”, diz ela. “Sou responsável por todo um sistema experimental e consigo conectá-lo aos requisitos de desempenho de um futuro sistema para Marte. É simplesmente um sonho.”
Essa mesma filosofia moldou o trabalho de McKinney para além de sua tese. Por meio do Workshop de Recursos Espaciais do MIT, ela participou de competições da NASA focadas na manutenção da presença humana no espaço. Sua primeira competição envolveu o projeto de uma missão autossustentável a Marte com duração de 10 anos.
“Eu não tinha a mínima ideia do que estava acontecendo”, diz ela. “Não sabia nada sobre sistemas espaciais. Então, meu pensamento foi: deixa eu me jogar de cabeça e aprender.”
Mais tarde, ela coliderou a equipe CERBERUZ do MIT para o Desafio LunaRecycle da NASA, que pedia às equipes que desenvolvessem maneiras de reciclar resíduos em missões à Lua e ao espaço profundo. A equipe do MIT ganhou recentemente o primeiro prêmio na Fase 2, recebendo US$ 775.000 em prêmios por um sistema que tritura lixo misturado em pó que pode ser reutilizado por meio de moldagem por injeção para fabricar peças de reposição e filamento para impressão 3D.
Outro projeto que McKinney apreciou reuniu engenheiros e arquitetos por meio da disciplina MAS.S66/4.154/16.89 (Arquitetura Espacial) para abordar um problema diferente: como proteger habitats lunares da radiação usando apenas recursos disponíveis na Lua. A solução dos alunos foi produzir tijolos moldados a partir do regolito lunar que pudessem ser empilhados sem argamassa ou outro aglomerante. Para McKinney, o projeto demonstrou o valor de reunir pessoas com diferentes especializações.
“Um dos principais aprendizados do projeto foi a descoberta de soluções inovadoras que podem ser encontradas quando se trabalha em equipe, reunindo diferentes conhecimentos e experiências”, afirma ela.
Essa experiência reflete uma lição mais ampla que McKinney aprendeu no MIT: a pesquisa pode envolver trabalho individual focado, mas a solução dos problemas da exploração espacial humana exigirá colaborações interdisciplinares.
“Sinto que aprendi muito por fazer parte dessas diferentes equipes”, diz ela.
McKinney considera essa colaboração essencial para o futuro que espera ajudar a construir. Chegar à Lua e a Marte é apenas o primeiro passo: "O próximo passo é estabelecer uma presença permanente para que possamos realizar pesquisas científicas incríveis e sermos realmente eficazes na exploração", afirma.
O fascínio de McKinney pela exploração vai além de sua pesquisa. Ela é uma ávida praticante de caminhadas e montanhismo, tendo crescido fazendo trilhas com sua família nas Montanhas Rochosas. Recentemente, concluiu um curso de montanhismo no Alasca e escalou o Monte Baker, na Cordilheira das Cascatas. Ela vê uma conexão entre essas aventuras e a curiosidade que a atraiu inicialmente para o espaço.
“Adoro explorar e viver aventuras”, diz ela. “E o espaço é a coisa mais incrível que se pode explorar.”
Essa curiosidade também moldou a maneira como McKinney aborda seu trabalho. Quando chegou ao MIT vinda da Universidade de Tulsa, ela inicialmente se sentiu intimidada.
“Achei que tinha sido sorte ter entrado”, diz ela. “Estava muito nervosa com a possibilidade de não conseguir me adaptar ao ambiente.”
Com o tempo, ela aprendeu a abordar problemas desconhecidos fazendo perguntas e se dedicando completamente a tudo o que lhe interessava.
“Se algo lhe interessa, experimente e dedique-se totalmente”, diz ela.