O número de planetas extra-solares confirmados aumentou aos trancos e barrancos nos últimos anos. A cada nova descoberta, surge naturalmente a questão de quando poderemos explorar esses planetas diretamente. Até agora, houve várias sugestões, desde nanocraft a laser que viajaria para Alpha Centauri em apenas 20 anos (Breakthrough Starshot) até microcraft de movimento mais lento, equipado com laboratórios de genes (The Genesis Project).
Mas quando se trata de frear essas naves para que possam desacelerar e estudar estrelas distantes e planetas em órbita, as coisas se tornam um pouco mais complicadas. De acordo com um estudo recente do próprio homem que concebeu o The Genesis Project - Professor Claudius Gros, do Instituto de Física Teórica da Universidade Goethe de Frankfurt - velas especiais que dependem de supercondutores para gerar campos magnéticos poderiam ser usadas para esse fim.
Starshot e Genesis são semelhantes, pois ambos os conceitos buscam alavancar os recentes avanços na miniaturização. Hoje, os engenheiros são capazes de criar sensores, propulsores e câmeras capazes de realizar cálculos e outras funções, mas são uma fração do tamanho de instrumentos antigos. E quando se trata de propulsão, há muitas opções, variando de foguetes e íons convencionais a velas de luz movidas a laser.
Diminuir a velocidade de uma missão interestelar, no entanto, permaneceu um desafio mais significativo, porque essa embarcação não pode ser equipada com propulsores de frenagem e combustível sem aumentar seu peso. Para resolver isso, o professor Gros sugere o uso de velas magnéticas, o que apresentaria inúmeras vantagens sobre outros métodos disponíveis. Como o professor Gros explicou à Space Magazine por e-mail:
“Classicamente, você equiparia a espaçonave com motores de foguete. Motores de foguete normais, como os usamos para o lançamento de satélites, podem mudar a velocidade apenas de 5 a 15 km / s. E mesmo isso apenas ao usar vários estágios. Isso não é suficiente para diminuir a velocidade de uma aeronave voando a 1000 km / s (0,3% c) ou 100000 km / s (c / 3). Unidades de fusão ou antimatéria ajudariam um pouco, mas não substancialmente. ”
A vela que ele imagina consistiria em um loop supercondutor maciço que mede cerca de 50 quilômetros de diâmetro, o que criaria um campo magnético assim que uma corrente sem perdas fosse induzida. Uma vez ativado, o hidrogênio ionizado no meio interestelar seria refletido no campo magnético da vela. Isso teria o efeito de transferir o momento da espaçonave para o gás interestelar, diminuindo-o gradualmente.
De acordo com os cálculos de Gros, isso funcionaria para velas de viagem lenta, apesar da densidade de partículas extremamente baixa do espaço interestelar, que varia de 0,005 a 0,1 partículas por centímetro cúbico. “Uma vela magnética negocia o consumo de energia com o tempo”, disse Gros. ”Se você desligar o motor do carro e deixá-lo rolar em marcha lenta, ele diminuirá devido ao atrito (ar, pneus). A vela magnética faz o mesmo, de onde o atrito vem do gás interestelar. ”
Uma das vantagens deste método é o fato de que pode ser construído usando a tecnologia existente. A principal tecnologia por trás da vela magnética é um loop Biot Savart que, quando combinado com o mesmo tipo de bobinas supercondutoras usadas na física de alta energia, criaria um poderoso campo magnético. Usando essa vela, naves espaciais ainda mais pesadas - aquelas que pesam até 1.500 kg (1,5 tonelada; 3.307 libras) - podem ser desaceleradas a partir de uma viagem interestelar.
A grande desvantagem é o tempo que essa missão levaria. Com base nos cálculos de Gros, um trânsito de alta velocidade para Proxima Centauri que dependia da frenagem por momento magnético exigiria um navio que pesasse cerca de 1 milhão de kg (1000 toneladas; 1102 toneladas). No entanto, uma missão interestelar envolvendo um navio de 1,5 tonelada seria capaz de alcançar o TRAPPIST-1 em cerca de 12.000 anos. Como Gros conclui:
“Demora muito tempo (devido à densidade muito baixa da mídia interestelar). Isso é ruim se você deseja ver um retorno (dados científicos, imagens interessantes) em sua vida. As velas magnéticas funcionam, mas somente quando você fica feliz em adotar a (muito) longa perspectiva. ”
Em outras palavras, esse sistema não funcionaria para um nanocraft como o previsto por Breakthrough Starshot. Como o próprio Dr. Abraham Loeb, da Starshot, explicou, o principal objetivo do projeto é alcançar o sonho de uma viagem interestelar dentro de uma geração da partida do navio. Além de ser o professor de ciência Frank B. Baird Jr. da Universidade de Harvard, o Dr. Loeb também é o presidente do Comitê Consultivo da Starshot.
Como ele explicou à Space Magazine por e-mail:
“[Gros] conclui que a quebra do gás interestelar é viável apenas em baixas velocidades (menos de uma fração de um por cento da velocidade da luz) e, mesmo assim, é preciso uma vela de dezenas de quilômetros de largura, pesando toneladas. O problema é que, com uma velocidade tão baixa, a jornada para as estrelas mais próximas levará mais de mil anos.
“A iniciativa Breakthrough Starshot visa lançar uma espaçonave a um quinto da velocidade da luz, para que ela alcance as estrelas mais próximas durante a vida humana. É difícil deixar as pessoas empolgadas com uma jornada cuja conclusão não será testemunhada por elas. Mas há uma ressalva. Se a longevidade das pessoas pudesse ser estendida a milênios pela engenharia genética, então os projetos do tipo considerado por Gros certamente seriam mais atraentes. ”
Mas para missões como The Genesis Project, proposto por Gros em 2016, o tempo não é um fator. Uma sonda desse tipo, que transportaria organismos unicelulares - codificados em uma fábrica de genes ou armazenados como esporos congelados criogênicamente - poderia levar milhares de anos para alcançar um sistema estelar vizinho. Uma vez lá, começaria a semear planetas que foram identificados como "transitórios habitáveis" com organismos unicelulares.
Para essa missão, o tempo de viagem não é o fator mais importante. O que importa é a capacidade de desacelerar e estabelecer órbita ao redor de um planeta. Dessa forma, a sonda seria capaz de semear esses mundos próximos com organismos terrestres, o que poderia ter o efeito de terraformar lentamente antes de exploradores ou colonizadores humanos.
Dado o tempo que os humanos levariam para alcançar os planetas extra-solares mais próximos, uma missão que dure algumas centenas ou alguns milhares de anos não é grande coisa. No final, qual método escolhemos para conduzir a missão interestelar se resumirá a quanto tempo estamos dispostos a investir. Para fins de exploração, a conveniência é o fator chave, o que significa embarcações leves e velocidades incrivelmente altas.
Mas no que diz respeito a objetivos de longo prazo - como semear outros mundos com vida e até terraformá-los para assentamentos humanos -, a abordagem lenta e constante é a melhor. Uma coisa é certa: quando esses tipos de missões passarem do estágio conceitual para a realização, com certeza será emocionante testemunhar!
