A viagem interestelar é realmente possível?

Imagem: © Laboratório de Habitabilidade Planetária, Universidade de Porto Rico em Arecibo

A uma fantasia de criança de cinco anos dentro de nós. Séries de ficção científica. Corajosamente indo aonde ninguém foi antes de uma maneira realmente fantástica. À medida que crescemos, cada vez vemos mais avanços com os nossos foguetes e sondas espaciais, e daí surge a pergunta: Poderíamos colonizar as estrelas? Ou, salvo esse sonho distante, podemos pelo menos enviar sondas espaciais para planetas alienígenas distantes?

A verdade é que viagens e exploração interestelar são tecnicamente possíveis. Não uma há lei da física que a proíba completamente. Mas, isso não necessariamente facilita as coisas, e certamente não significa que conseguiremos isso em nossas vidas, muito menos neste século. A viagem espacial interestelar é uma verdadeira dor no pescoço.

Viagem para fora:

Ilustração: Divulgação – Filme Interestelar

 
Se você for suficientemente paciente, já alcançamos o status de exploração interestelar. Temos várias naves espaciais em trajetórias de fuga, o que significa que elas estão deixando o sistema solar e nunca mais vão voltar. 

As missões Pioneer da NASA, as missões Voyager e, mais recentemente, a New Horizons começaram todas as suas longas jornadas externas. Os Voyagers agora são considerados especialmente fora do sistema solar, como definido como a região onde o vento solar que emana do Sol dá lugar a partículas e poeira galácticas gerais de fundo.

Está bem então, portanto, temos sondas espaciais interestelares atualmente em operação. Exceto que o problema é que eles não estão indo a lugar algum e nem muito rápido. Cada um desses intrépidos exploradores interestelares está viajando a dezenas de milhares de quilômetros por hora, o que soa bem rápido. Eles não estão indo na direção de nenhuma estrela em particular, porque suas missões foram projetadas para explorar planetas dentro do sistema solar. Mas, se qualquer uma dessas naves espaciais fosse direcionada para o nosso vizinho mais próximo, Proxima Centauri, a apenas quatro anos-luz de distância, eles a alcançariam em cerca de 80.000 anos.

Eu não sei, mas eu não acho que os orçamentos da NASA para esse tipo de cronograma seja suficiente. Além disso, quando essas sondas chegarem a algum lugar meio interessante, suas baterias nucleares estarão mortas há muito tempo e serão apenas pedaços inúteis de metal voando pelo vazio. 

O que é uma espécie de sucesso, se você pensar sobre isso: Não é como se nossos ancestrais fossem capazes de realizar feitos como jogar lixo aleatório entre as estrelas, mas provavelmente também não é exatamente o que você imaginou ser a viagem espacial interestelar.

Speed racer:

Imagem: SpaceX - Starman

 
Para tornar o voo espacial interestelar mais razoável, então uma sonda precisa ser muito rápida. Da ordem de pelo menos um décimo da velocidade da luz. A essa velocidade, a sonda poderia chegar a Proxima Centauri em algumas décadas e enviar fotos alguns anos depois, bem na vida humana. É realmente tão irracional pedir que a mesma pessoa que inicia a missão consiga terminá-la?

Ir a essas velocidades requer uma quantidade enorme de energia. Uma opção é conter essa energia a bordo da espaçonave como combustível. Mas, se esse for o caso, o combustível extra adiciona massa, o que torna ainda mais difícil impulsioná-lo até essas velocidades. Existem projetos e esboços para naves espaciais movidas a energia nuclear que tentam realizar exatamente isso, mas, a menos que desejemos começar a construir milhares e milhares de bombas nucleares apenas para colocar dentro de um foguete, precisamos apresentar outras ideias.

Talvez uma das ideias mais promissoras seja manter fixa a fonte de energia da espaçonave e, de alguma forma, transportar essa energia para a espaçonave enquanto ela viaja. Uma maneira de fazer isso é com lasers. 

A radiação é boa para transportar energia de um lugar para outro, especialmente nas vastas distâncias do espaço. A sonda pode então capturar essa energia e se impulsionar para frente.

Essa é a ideia básica por trás do projeto Breakthrough Starshot, que visa projetar uma espaçonave capaz de alcançar as estrelas mais próximas em questão de décadas. No esboço mais simples deste projeto, um laser gigante da ordem de 100 gigawatts dispara em uma espaçonave que orbita a Terra. Essa nave espacial tem uma grande vela solar que é incrivelmente reflexiva. O laser salta dessa vela, dando impulso à espaçonave. O problema é que um laser de 100 gigawatts só tem a força de empurrar uma espaçonave que não pode pesar mais do que um grama.

Essa é a massa de um clipe de papel. 😀

Uma nave espacial para formigas:

Ilustração: The Planetary Society

É aqui que a borracha encontra a estrada interestelar quando se trata de fazer as naves espaciais viajarem nas velocidades necessárias. O próprio laser, com 100 gigawatts, é mais poderoso do que qualquer outro laser que já projetamos por várias ordens de magnitude. Para lhe dar uma noção de escala, 100 gigawatts é a capacidade total de todas as usinas nucleares que operam nos Estados Unidos juntas.

E a sonda, que deve ter uma massa não superior a um clipe de papel, deve incluir uma câmera, computador, fonte de energia, circuitos, uma concha, uma antena para comunicação em casa e toda a vela luminosa em si.

Essa vela de luz deve ser quase perfeitamente refletiva. Se absorver uma fração minúscula da radiação laser recebida, converterá essa energia em calor em vez de momento. Com 100 gigawatts, isso significa fusão direta, o que geralmente é considerado nada bom para as naves espaciais.

Então, uma vez acelerada em um décimo da velocidade da luz, a verdadeira jornada começa. Por 40 anos, esta pequena espaçonave terá que suportar as provações e as dificuldades do espaço interestelar. Ele será impactado por grãos de poeira nessa velocidade enorme. E, embora a poeira seja muito pequena, nessas velocidades os motores podem ter danos incríveis. 

Os raios cósmicos, que são partículas de alta energia emitidas por tudo, desde o Sol até a supernova distante, podem mexer com o delicado circuito interno. A espaçonave será bombardeada por esses raios cósmicos sem parar assim que a jornada começar.

Breakthrough Starshot é possível? Em princípio sim. Como eu disse acima, não há lei da física que impeça que isso se torne realidade. Mas isso não torna fácil, nem provável, plausível ou mesmo viável, usando os nossos níveis atuais de tecnologia (ou projeções razoáveis ​​no futuro próximo de nossa tecnologia). 

Podemos realmente fazer uma nave espacial tão pequena e leve? Podemos realmente fazer um laser tão poderoso? Uma missão como essa pode realmente sobreviver aos desafios do espaço profundo?

A resposta não é sim ou não. A verdadeira questão é esta: Estamos dispostos a gastar dinheiro suficiente para descobrir se é possível?

Créditos e Fonte: Live Science / Por Paul Sutter - Astrofísico