A viagem interestelar é realmente possível?



Viagem espacial interestelar. Fantasia de todo garoto de cinco anos dentro de nós. Grampo de séries de ficção científica. Corajosamente indo aonde ninguém foi antes de uma maneira realmente fantástica. À medida que crescemos cada vez mais avançados com nossos foguetes e sondas espaciais, surge a pergunta: poderíamos esperar colonizar as estrelas? Ou, salvo esse sonho distante, podemos pelo menos enviar sondas espaciais para planetas alienígenas, deixando que eles nos digam o que vêem?

A verdade é que viagens e exploração interestelares é tecnicamente possível. Não 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.

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Viagem para fora

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 voltando. Missões pioneiras da NASA, o Missões Voyagere, mais recentemente Novos horizontes todos começaram 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 do fundo.

Tão bom; temos sondas espaciais interestelares atualmente em operação. Exceto que o problema é que eles não estão indo a lugar algum 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 alguma dessas naves espaciais se dirigisse ao nosso vizinho mais próximo, Proxima Centauri, a apenas 4 anos-luz de distância, eles o alcançariam em cerca de 80.000 anos.

Não sei sobre você, mas não acho que os orçamentos da NASA para esse tipo de cronograma. Além disso, no momento em que essas sondas chegam a algum lugar meio interessante, suas baterias nucleares estará morto há muito tempo e serão apenas pedaços inúteis de metal arremessando 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.

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Speed ​​racer

Para tornar o voo espacial interestelar mais razoável, 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 desenhos e esboços para nave espacial 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 ter outras idéias.

Talvez uma das idéias 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.

Esta é a ideia básica por trás do Projeto inovador 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 uma mochila pesada. Você não leu incorretamente. Se atirarmos este laser na espaçonave por cerca de 10 minutos, a fim de atingir um décimo da velocidade da luz, a espaçonave não pode pesar mais do que um grama.

Essa é a massa de um clipe de papel.

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Uma nave espacial para formigas

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.

que vela deve ser quase perfeitamente reflexivo. 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 não bom para naves espaciais.

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 causar 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 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?

Paul M. Sutter é um astrofísico da Universidade Estadual de Ohioanfitrião de Pergunte a um astronauta e Rádio Espaciale autor de "Seu lugar no universo."Sutter contribuiu com este artigo para Vozes de especialistas do Space.com: artigos de opinião e idéias.

euganhar mais ouvindo o episódio "É possível uma viagem interestelar? " ono podcast Ask A Spaceman, disponível em EuTunes umana Web em http: //www.askaspaceman.com. Graças a @infirmus, Amber D., neo e Alex V. fou as perguntas que levaram a esta peça! Faça sua própria pergunta no Twitter usando #AskASpaceman ou seguindo Paul @PaulMattSutter umand facebook.com/PaulMattSutter.