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Expresso interestelar: como chegaremos nas estrelas ainda neste século



Philip Lubin mal pôde acreditar quando soube que sua pesquisa cativara um bilionário russo. Ainda mais por ser tão específica: é um plano detalhado de como lançar uma sonda que chegue até Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol, em apenas 20 anos — o plano ganhou mais importância depois da descoberta do planeta Proxima b, que tem chances de abrigar vida.

O interesse repentino foi surpreendente por que o professor da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara está acostumado a recorrer a agências federais dos Estados Unidos quando precisa de recursos para seus projetos. É o que a maioria dos pesquisadores faz.

E eles podem ficar até um ano esperando uma resposta para, no fim das contas, ganhar nada além de uns tapinhas nas costas, ouvir que as ideias são boas, que a proposta é interessante, porém a verba não virá. “Ter alguém que, em 10 semanas, diga ‘sim e, a propósito, investiremos US$ 100 milhões na sua ideia’ é algo com o que eu simplesmente não estou acostumado”, confessa o astrofísico.

DA RÚSSIA COM AMOR

O bilionário russo é Yuri Milner, um capitalista de risco formado em física que ficou muito rico na década passada investindo em startups de tecnologia. Nas horas vagas, Milner, um entusiasta da exploração espacial, usa sua fundação para doar parte da fortuna que conquistou para que cientistas à frente de seu tempo possam tirar projetos ambiciosos do papel. Isso explica por que ele quer financiar uma missão interestelar. “Pela primeira vez na história humana, podemos fazer mais do que apenas contemplar as estrelas”, disse, após anunciar o projeto Breakthrough Starshot ao lado do físico Stephen Hawking.

Com a tecnologia da energia direcionada,
poderíamos chegar a Marte em 30 minutos
Autor“Podemos realmente alcançá-las.” A cerimônia foi realizada em Nova York no dia 12 de abril, na mesma data em que, 55 anos antes, um outro russo chamado Yuri se tornava a primeira pessoa a chegar ao espaço. Como muitos na antiga União Soviética, a mãe de Milner ficou tão impressionada com a façanha de Gagarin que nomeou o próprio filho em homenagem ao cosmonauta.

A tecnologia que chamou a atenção do bilionário é a energia direcionada, que Lubin estuda desde 2009. Nada mais é do que um poderosíssimo feixe de laser com diversas aplicações. Uma delas consiste em acelerar minúsculas sondas para que percorram algo em torno de 270 milhões de quilômetros em uma hora.

Neste ritmo, chegariam a Marte em 30 minutos. Lançada em 1977, a sonda Voyager 1 é a mais distante da Terra — ela seria alcançada em três dias. A meta do projeto é sobrevoar a estrela mais próxima, Alpha Centauri, e fotografar seus planetas. Só que ela fica tão longe que chegar lá seria como fazer um bate e volta até o Sol e depois repeti-lo 135 mil vezes. A duração desta viagem a 25% da velocidade da luz seria de duas décadas. Como diz uma antiga constatação de Einstein: nada se desloca mais depressa do que a luz. Então por que não se aproveitar disso?

DE CARONA COM UM RAIO DE LUZ

É o que propõe a pesquisa de Lubin, que recebeu US$ 100 mil da NASA ano passado e virou o ponto de partida do Starshot. A ideia é construir um arranjo de lasers superpotentes que projetem seus feixes para o espaço às custas da energia produzida por cinco usinas de Itaipu. Eles não vão mirar na sonda, mas sim em suas velas.

Ao invés do vento, o empurrão vem dos fótons, as partículas mais velozes de que se tem conhecimento. A tecnologia foi testada no espaço com sucesso e, no geral, o projeto é considerado viável a curto prazo graças a avanços como a diminuição dos componentes eletrônicos alavancada pelos smartphones. Já é possível criar sondas muito leves do tamanho de um chip, bem mais fáceis de serem aceleradas. A meta é elaborar um cronograma ainda este ano para que, na próxima década, um protótipo seja lançado. Teoricamente, nos anos 2030, as nanossondas poderão ser enviadas à Alpha Centauri — mas só se cair mais dinheiro na conta. Apesar de parecer muita coisa, os US$ 100 milhões só conseguem bancar os desenvolvimentos iniciais.

A solução mais prática parece ser lançar um enxame de naves, assim as chances de que uma chegue a Alpha Centauri intacta são maiores
“O custo final da empreitada provavelmente será comparado ao das maiores colaborações científicas internacionais”, disse Milner. Ele estima algo na ordem de bilhões de dólares. Há também outras barreiras técnicas a serem superadas, como os obstáculos no caminho. Em velocidades tão altas, colidir com um simples grão de poeira interestelar pode causar grandes estragos.

A solução mais prática parece ser lançar um enxame de naves, assim as chances de que uma chegue a Alpha Centauri intacta são maiores. Outro problema é a comunicação: as fotos dos exoplanetas demorarão 4 anos para chegar até nós. “Detectar o sinal transmitido de uma distância tão grande é um desafio formidável”, afirma o físico teórico Avi Loeb, coordenador do comitê de 25 especialistas do programa, entre os quais está Philip Lubin. “Para mim, o maior desafio é garantir a integridade da vela”, diz Loeb. Se o material não refletir o máximo possível do laser, ele pode derreter.


CONCEPÇÃO ARTÍSTICA DO PROJETO BREAKTHROUGH STARSHOT (FOTO: DIVULGAÇÃO)

CARONAS MAIS OUSADAS

Mas as velas à laser não são nosso único meio de transporte até as estrelas — existem outras formas de propulsão que podem cumprir o mesmo objetivo. Umas mais realistas, outras de natureza exótica, todas são um prato cheio para a ficção científica. Mas estas tecnologias também foram estudadas a sério por pesquisadores nas últimas décadas (veja o box e as naves ao longo da matéria).

Entre os estudiosos, alguns não estão convencidos de que Yuri Milner terá sucesso. “O Starshot parece ter verba e especialistas para fazer progresso, mas não tenho certeza se serão capazes de cumprir suas metas”, aponta o físico Marc Millis, que pesquisava métodos revolucionários de propulsão na Nasa e, em 2006, criou a própria organização para aprofundar o trabalho. A Fundação Tau Zero desenvolve pesquisas científicas para tornar as viagens interestelares uma realidade, mas sem tomar partido de nenhuma técnica específica.

Já sabemos que um dia o Sol vai inchar e engolir a Terra, achar outros lares é a única chance de perdurar
AutorO motivo é o fato de que estes estudos ainda são um tanto preliminares. “Tentar decidir agora qual é a melhor abordagem interestelar seria como os engenheiros da era dos motores a vapor argumentarem sobre a melhor forma de ir para a Lua”, compara Millis. Mas uma coisa é certa: os foguetes químicos que têm nos levado para fora da Terra desde o início da era espacial são terrivelmente ineficientes. Eles funcionam à base da queima entre hidrogênio e oxigênio. O máximo que uma nave com esta tecnologia poderia alcançar seria em torno de 360 mil quilômetros por hora, o equivalente a míseros 0,03% da velocidade da luz. Isso faz de nossas espaçonaves verdadeiros calhambeques que levariam dezenas de milhares de anos para chegar nas estrelas mais próximas. Vencer as distâncias cósmicas requer técnicas de propulsão mais potentes, e isso exige energia. Muita energia.

Tanto que, na década de 1960, o astrônomo Nikolai Kardashev criou uma escala que mede o avanço tecnológico de uma civilização de acordo com a quantidade de energia a que ela tem acesso (veja o box na página X). Reações nucleares poderiam acelerar naves até porções consideráveis da velocidade da luz, mas o peso de seus enormes reatores seria um fator limitante.


PROJETO DAEDALUS: NAVE À BASE DE FUSÃO NUCLEAR PODE CHEGAR A 10% DA VELOCIDADE DA LUZ (FOTO: DIVULGAÇÃO)

A aniquilação matéria-antimatéria também seria formidável se a produção de um único grama da substância não custasse US$ 62,5 trilhões e a energia consumida não fosse maior do que a gerada. O método de Bussard seria um dos mais eficazes, pois o combustível (hidrogênio) é coletado do meio interestelar. Mas parece que a coleta mais frearia do que aceleraria a nave. Para Millis, cada método tem seus prós e contras, mas se a ideia for assegurar nossa sobrevivência a longo prazo, precisamos começar a considerar as chamadas naves-mundo. Já sabemos que um dia o Sol vai inchar e engolir a Terra. Logo, achar outros lares é a nossa única chance de perdurar neste cosmos que pouco se importa conosco.

HUMANIDADE INTERESTELAR

A motivação por trás de uma nave-mundo não é tão diferente do que mostrou o filme Interestelar: ela é tripulada por seres humanos em uma jornada para outros sistemas solares à procura de planetas habitáveis para garantir a continuidade da espécie. Da mesma maneira, o deslocamento ultraveloz faria o tempo passar mais devagar para os tripulantes, em comparação com os que ficaram na Terra. Só que, como o atalho dos buracos de minhoca ainda nos é inacessível, o que temos é um punhado de técnicas de propulsão cuja velocidade jamais ultrapassa a da luz e uma viagem que pode durar algumas centenas de anos.

Enviar a humanidade para um exoplaneta seria um evento de importância evolutiva semelhante à transição da vida dos oceanos para a terra firme
Apenas os descendentes distantes daqueles que partiram chegariam ao destino final – por isso estas naves também são conhecidas como geracionais. Uma missão dessas poderia gerar um conhecimento muito valioso. “Qual estrutura social é capaz de sustentar vidas pacíficas e significativas durante séculos?”, questiona Millis.

Acontece que que nosso planeta também pode ser considerado uma nave-mundo de proporções gigantescas, na qual a humanidade é a tripulação. “Quando estas naves nos mostrarem como viver de maneira sustentável, física e socialmente, podemos aplicar de imediato essas lições na Terra.”

Um grande especialista nestas questões é o antropólogo Cameron Smith, que estuda a evolução humana e as formas como vamos nos adaptar à vida no espaço. Para ele, é inevitável que façamos esta experiência. “Enviar a humanidade para um exoplaneta seria um evento de importância evolutiva semelhante à transição da vida dos oceanos para a terra firme”, diz. Smith afirma que, para a população da nave se manter geneticamente saudável, teria de partir com um número entre 18 e 50 mil pessoas. O arqueólogo e outros estudiosos concordam que uma missão do gênero deveria conter várias “vilas” voando em paralelo: assim, um eventual acidente não matará todos a bordo.

Do desembarque em diante, muita coisa mudará. Inclusive o DNA dos embriões. “Muita gente pensa que não haverá adaptação biológica por que os humanos usam a tecnologia para driblar a seleção natural, mas isso é um erro, pois nenhum planeta novo terá as mesmas condições da Terra”, explica Smith. Só que a espécie humana é excelente em se adaptar, e foi esta habilidade que nos salvou da extinção – e continuará nos salvando.

Um pouco como nossos ancestrais olhavam encantados para as estrelas no céu, hoje sentimos o mesmo encantamento, mas com a perspectiva concreta de conquistá-las. A jornada parece épica o bastante para nos mobilizar em torno de um projeto de futuro grandioso. E, agora, graças à pesquisa de Philip Lubin e à iniciativa de Yuri Milner, já sabemos como dar o primeiro passo.

BURACO ADENTRO
Como trapacear nas viagens espaciais

Para que o Universo faça sentido, a velocidade da luz deve se manter constante em todos os lugares, sem que nada a ultrapasse. É um fundamento da teoria da relatividade, formulada por Albert Einstein há mais de um século. Desde então, nada mudou nas leis da física.

Mas como toda boa regra, talvez existam formas de quebrá-la, deixando os fótons para trás. Um dos macetes teóricos para viagens mais rápidas que a luz seriam os buracos de minhoca, ou pontes de Einstein-Rosen. Eles são descritos como túneis que ligam dois pontos distantes do espaço-tempo, funcionando como um atalho para percorrer as gigantescas distâncias cósmicas. O problema é que, para manter o túnel aberto, precisaríamos de quantidades impensáveis de energia na forma de algo que ainda não temos acesso e nem entendemos bem — a matéria exótica. Ela envolve conceitos abstratos como antigravidade ou massa negativa.

Outra forma de trapacear a barreira da luz seria distorcendo a malha estrutural do Universo. Nos anos 1990, o físico teórico Miguel Alcubierre descreveu como uma nave hipotética poderia atingir velocidades inimagináveis se comprimisse o tecido do espaço-tempo à sua frente e o expandisse ao seu redor, formando uma espécie de bolha isolada do cosmos. São as chamadas Warp Drives. Dentro da bolha, as regras continuariam valendo, mas para quem vê de fora, a nave seria mais veloz do que um fóton.

Apenas truques como estes permitiriam viagens intergalácticas. Ambos os conceitos têm base teórica, só que ainda são pura especulação. “Não fazemos ideia se estes artifícios poderão ser construídos um dia”, diz o físico teórico Avi Loeb. Mas isso não impede que autores de ficção científica usem e abusem deles. E é este o motivo pelo qual Loeb nunca foi muito fã de livros e filmes do gênero — eles se dão o direito de violar a lógica da natureza. “É possível quebrar leis feitas pelos homens, mas pelo conhecimento que temos, as leis da física são invioláveis.” Se for verdade, talvez seja impossível chegar na galáxia de Andrômeda, a mais próxima da Via Lácta, que fica a 2,5 milhões de anos-luz daqui.

ENERGIA QUE DÁ GOSTO
A escala de Kardashev usa a energia para medir o avanço tecnológico de uma civilização — a humana nem sequer pontua

Tipo 0:
Nós. Principal fonte de energia são plantas e animais mortos como petróleo e carvão.
Propulsões: foguetes químicos e nucleares

Tipo 1:
Domina o próprio planeta, podendo modificar o clima, além de manipular e extrair energia de fenômenos planetários como furacões e terremotos.
Seremos assim daqui a dois séculos.
Propulsões: Bussard ramjet e velas laser

Tipo 2:
Gera 10 bilhões de vezes mais energia que uma civilização de tipo 1. Consegue armazenar a produção energética de seu sol e até criar estrelas. Colonizou estrelas vizinhas.
Seremos assim daqui a alguns milênios
Propulsões: antimatéria

Tipo 3:
Produz 10 bilhões de vezes mais energia que uma civilização de tipo 2. Colonizou a própria galáxia e é capaz de extrair a energia de centenas de bilhões de sóis.
Seremos assim daqui a 1 milhão de anos
Propulsões: desconhecida

FONTE: mkaku.org via Revista Galileu

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