Astroforense: como a microgravidade altera as manchas de sangue no espaço

O programa Artemis da NASA deverá levar novamente astronautas à Lua e criar, até ao final desta década, um laboratório orbital permanente.

Em paralelo, empresas privadas estão a dar passos relevantes para transportar clientes pagantes cada vez mais longe no espaço. À medida que a presença humana se estende dos territórios conhecidos da Terra à Lua - e, possivelmente, ainda mais além - surge, a partir da derradeira fronteira, uma área fascinante: a astroforense.

Ainda numa fase inicial, esta disciplina é impulsionada pela inevitabilidade da natureza humana. O espaço constitui um ambiente singular e hostil para investigações forenses. Gravidade alterada, radiação cósmica, temperaturas extremas e a dependência de sistemas climáticos que fornecem oxigénio são apenas algumas das variáveis extraordinárias com que os futuros exploradores terão de lidar.

Ao contrário do que acontece na Terra, onde a gravidade é uma força constante que molda muitos aspetos da nossa realidade, a sua redução significativa no espaço coloca novos desafios à compreensão do comportamento dos vestígios. Esta mudança é especialmente importante para áreas forenses como a análise de padrões de manchas de sangue, que depende fortemente dos efeitos gravitacionais para determinar as circunstâncias em que essas manchas se formam.

A ideia de gravidade no espaço evoca de imediato imagens de astronautas aparentemente suspensos no vazio ou a realizar acrobacias flutuantes na Estação Espacial Internacional (EEI).

No entanto, a verdadeira gravidade zero só existe muito longe de quaisquer corpos celestes. Perto de um corpo como uma lua ou um planeta existe sempre influência gravitacional, inclusive quando se está em órbita de um planeta como a Terra.

Por isso, a maioria dos ambientes espaciais apresenta gravidade reduzida ou microgravidade, e não gravidade zero. Como a gravidade está presente em todo o lado e é, em grande medida, constante, raramente lhe damos atenção: normalmente incluímo-la automaticamente nos cálculos como uma constante, sem sequer pensar duas vezes.

Gravidade alterada e análise de padrões de manchas de sangue

Numa disciplina de ciência forense como a análise de padrões de manchas de sangue, a gravidade desempenha um papel decisivo na forma como o sangue líquido transportado pelo ar interage com uma superfície e produz padrões de manchas. A análise de padrões de manchas de sangue recorre à dinâmica dos fluidos, à física e à matemática para compreender a trajetória e a origem do sangue, bem como para interpretar a forma como este foi depositado numa superfície em investigações criminais.

Num estudo publicado recentemente, nós e os nossos colegas procurámos compreender os princípios iniciais de como o ambiente de gravidade alterada no espaço irá afetar as futuras disciplinas das ciências forenses.

Para este trabalho, publicado em Forensic Science International: Reports, utilizámos um avião de investigação de voo parabólico, cuja trajetória ascendente e descendente cria breves períodos de microgravidade. Este tipo de voo é conhecido coloquialmente como o “cometa do vómito”.

Durante esse período de microgravidade em queda livre, projetaram-se várias gotas de sangue sobre uma folha de papel, sendo depois a mancha resultante analisada segundo os protocolos habituais utilizados na Terra. Embora o conceito pareça simples, foi desafiante criar uma área segura e controlável para realizar experiências num avião que, essencialmente, caía em direção à Terra durante 20 segundos.

Experiências de microgravidade a bordo

Por esse motivo, o ambiente experimental teve de ser fixado à cabine do avião de investigação, e tanto a produção como o registo das manchas de sangue tinham de ser facilmente controláveis. As experiências decorreram dentro de uma câmara de incubação pediátrica adaptada, designada por caixa de luvas. Esta câmara é usada na investigação em medicina espacial para estudar o controlo de hemorragias.

Em vez de sangue real, utilizou-se um análogo sintético, devido às preocupações de risco biológico na cabine da aeronave. Este substituto reproduzia as propriedades físicas da viscosidade e da tensão superficial do sangue. Para iniciar a experiência, o sangue análogo era colocado numa seringa e, assim que a microgravidade era induzida pela queda livre, a seringa era pressionada manualmente para projetar o líquido a uma distância de 20 cm, em direção a uma folha de papel branco.

Embora este cenário pouco se assemelhe a situações criminais reais, o que interessa ao investigador forense é a interação entre o sangue e a superfície - e não o mecanismo concreto da projeção. As folhas manchadas de sangue foram, então, fotografadas e analisadas de acordo com os procedimentos normais.

Verificámos que a microgravidade altera, de facto, o comportamento das gotas de sangue e das manchas que estas produzem. Na Terra, o sangue tende a cair numa trajetória parabólica, pois a gravidade puxa-o para baixo até atingir uma superfície. Neste caso, porém, o sangue continuou a deslocar-se em linha reta até embater na superfície.

Esta trajetória retilínea é um exemplo claro da inércia em ação. Contudo, numa distância de apenas 20 cm, teve um efeito mínimo no padrão formado posteriormente.

A diferença tornar-se-ia mais evidente a distâncias maiores, mas as limitações operacionais da aeronave de investigação parabólica tornam difícil reproduzir eficazmente essa situação. A segunda observação essencial foi o modo como o sangue se espalhou ao atingir a superfície.

O comportamento do sangue fora da Terra

No ambiente gravitacional típico da Terra, as gotas de sangue líquido passam por várias fases durante a formação de uma mancha. Estas incluem o colapso da gota, a formação de uma pequena onda e o alastramento até à forma final da mancha.

Contudo, quando a gravidade é eliminada deste processo, o alastramento é travado pela força dominante da tensão superficial e da coesão. Como resultado, a mancha apresenta uma forma e uma dimensão inferiores às da sua equivalente terrestre.

Estamos no início de uma nova era de investigação, dedicada a explorar o impacto do ambiente extraterrestre no comportamento dos vestígios forenses. Ainda assim, as implicações desta investigação não se limitam às ciências forenses: abrangem também ciências naturais mais tradicionais, como a dinâmica dos fluidos no desenho de naves espaciais e a análise de falhas na engenharia forense espacial após uma avaria numa nave.

Para ampliar a investigação nesta nova disciplina forense, serão necessários ambientes de microgravidade maiores, e os autores teriam todo o gosto em operar o primeiro laboratório de ciência forense extraterrestre da galáxia.

Graham Williams, Professor de Ciência Forense, Universidade de Hull, e Zack Kowalske, Investigador de Doutoramento, Universidade de Staffordshire

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.