Visto em uma escala cósmica, a humanidade vive em um pequeno grão de areia, flutuando em um oceano inimaginavelmente profundo. As vastas extensões de espaço separam até as estrelas mais próximas, assegurando que, se qualquer forma de vida inteligente tentar se espalhar pela galáxia, isso exigiria um esforço considerável para superar os mares interestelares.
Quando olhamos para as estrelas, na esperança de podermos visitá-las um dia, muitos argumentam que a viagem interestelar é impossível. No final, o sistema estelar conhecido mais próximo está a mais de 4 anos-luz de distância da Terra.
Vamos pensar por um momento: a luz levará 8 minutos e 20 segundos para viajar da superfície do Sol para a atmosfera do nosso planeta. Portanto, quando você olha para o Sol, saiba que o calor solar que você sente em seu rosto viajou 90 milhões de milhas através do espaço interplanetário e chegou à sua pele quase 9 minutos depois.
Mas a luz leva cerca de quatro anos e meio para viajar do nosso Sol até o Alpha Centauri, o sistema estelar mais próximo do nosso sistema solar, para cobrir 26 trilhões de quilômetros de espaço interestelar. Agora temos uma ideia dessa escala; Se enviarmos uma espaçonave a Alpha Centauri usando métodos de propulsão atualmente disponíveis para nós, isso levaria cerca de 80.000 anos. Portanto, não é de surpreender que nos sintamos em quarentena entre o vazio cósmico.
Como podemos ver, a jornada interestelar não é tão fácil de cumprir e é um desafio histórico, e esforços globais terão que ser feitos para tornar isso possível. E mais e mais cientistas entendem que, na verdade, é bem possível.
Então, quando na terça-feira, o dia do 55º aniversário do lançamento heróico de Yuri Gagarin no espaço, uma declaração foi feita sobre Starshot Breakthrough, o mundo de repente descobriu que há um grupo de engenheiros, cientistas, futurologistas e empreendedores que vêem um futuro em que a humanidade dará esse passo importante para as profundezas do desconhecido, enviando uma frota de minúsculos robôs de pesquisa para esse destino "impossível" - Alpha Centauri. Além disso, a física teórica dos pesos pesados britânicos Stephen Hawking está empenhando seus esforços, enquanto o bilionário russo Yuri Milner está investindo até US $ 100 milhões no início do projeto. Pessoas famosas, como Mark Zuckerberg, estão no conselho de diretores, e o ex-diretor do Centro de Pesquisas Ames da NASA, Pete Warden, conduzirá o projeto. Este, naturalmente, não é o primeiro projeto a considerar a questão das viagens interestelares. Saltos estrela-a-estrela tem sido alimento para histórias de ficção científica por muitas décadas, mas o primeiro plano notável surgiu na Sociedade Interplanetária Britânica na década de 1970, que levou ao Projeto Dédalo - um gigantesco navio interestelar não tripulado tão grande quanto Edifício Empire State. Grande parte da massa de Daedalus surgiu devido à enorme quantidade de combustível que seria necessária para acelerar o veículo e freá-lo assim que chegasse ao seu destino. Ao estudar o espaço interestelar, Daedalus enviou um sinal poderoso: envie um grande navio, ou sequer pense em viajar.
Neste caso, a espaçonave será acionada por uma série de explosões nucleares usando o método inventado na Guerra Fria, conhecido como movimentos devidos a impulsos nucleares. Este conceito tem dado muito, principalmente o que se tornou uma tecnologia inovadora e uma enorme conquista no campo da pesquisa de materiais no futuro e que permitiu criar um veículo desse tipo.
Atualmente, uma equipe internacional de cientistas e engenheiros, continuou o trabalho de Daedalus, repensando esta tentativa original no grupo sem fins lucrativos Icarus Interstellar, que começou como um projeto de Ícaro ("filho de Daedalus"). Ícaro agora tem vários projetos, todos com o mesmo objetivo final: mover a humanidade em direção às estrelas e superar barreiras tecnológicas e socioeconômicas ao longo do caminho.
Havia vários esforços financiados com seriedade para desenvolver ainda mais a tecnologia interestelar, mas isso mudou em 2011, quando a agência de pesquisa americana DARPA e a NASA doaram US $ 500 mil para lançar o projeto Starship de 100 anos, liderado pela ex-astronauta da NASA Mae Jemison. Mas a comunidade interestelar nunca viu um apoio financeiro tão grande, o que traz o avanço do Starshot - um fato que estimulou os membros da comunidade científica interestelar. "Isso é incrível", disse Andreas Tziolas, co-fundador e presidente da Icarus Interstellar, no Discovery News.
A chave para o objetivo do Icarus Interstellar é um esforço para trazer a paz para o deleite da exploração interestelar. Em inúmeros exemplos históricos, a humanidade brilha quando cruza fronteiras e, tendo objetivos tão elevados, pode criar um avanço ou tecnologias inovadoras.
Exemplos notáveis incluem a corrida espacial quando os ideais políticos empurraram os Estados Unidos e a União Soviética para a órbita, e depois aterrissaram na Lua em 1969. As tecnologias desenvolvidas para obter a superioridade militar final amadureceram para nos dar as tecnologias espaciais que tomamos como garantidas hoje.
Muitas vezes, novas tecnologias desenvolvidas ao longo do caminho para um grande objetivo têm aplicações que podem inicialmente parecer pouco promissoras, mas seu uso imprevisto para atingir esse objetivo pode transformar nosso planeta, do desenvolvimento de fontes de energia limpa a formas de desacelerar e, talvez, reverter as alterações climáticas.
Normalmente, a pesquisa no campo de novas tecnologias nasceu para resolver o problema, e Tziolas foi capaz de identificar problemas sérios que o projeto Starshot terá que enfrentar quase que imediatamente.
A principal ideia de Starshot é projetar uma espaçonave minúscula que usará um pulso de laser para acelerá-lo a 20% da velocidade da luz. O objetivo final de Starshot é alcançar Alpha Centauri por uma geração. Essas espaçonaves, conhecidas como "nanocraft", precisarão viajar 1000 vezes mais rápido do que a espaçonave mais rápida construída pela humanidade. New Horizons - A espaçonave da NASA, que passou por Plutão em 2015, rompeu o sistema solar externo a uma velocidade de 770.000 milhas por dia. A espaçonave Voyager-1 voou ainda mais rápido, cobrindo quase um milhão de milhas por dia. Embora o Alpha Centauri seja tão rápido quanto o New Horizons e o Voyager-1, ele não alcançou seu destino por dezenas de milhares de anos. É interessante notar que a Voyager-1 é agora uma sonda interestelar que deixou a bolha magnética da heliosfera do nosso Sol e é atualmente a única espaçonave interestelar. Mas, considerando que a espaçonave movida a energia nuclear foi lançada em 1977 e passou quase 4 décadas apenas para chegar ao espaço interestelar, devemos nos mover mais rápido. Muito mais rapido.
E a equipe do Starshot entende isso e segue o caminho da miniaturização para construir uma frota de minúsculas espaçonaves que não pesam mais do que um grama cada. É claro que empacotar todos os instrumentos necessários para operar e controlar um olhar tão guiado por uma pequena espaçonave, com uma massa tão limitada, pode parecer absurdo, mas todo esse trabalho de pesquisa mudará o paradigma da maioria dos outros conceitos interestelares. Estes serão minúsculos robôs equipados com câmeras, sensores e equipamentos de navegação conectados a uma vela fina e leve que usará o poder de um poderoso laser terrestre para voar do Sistema Solar para o Alpha Centauri.
Mas, como aponta Tziolas, embora a tecnologia laser esteja avançando rapidamente, é difícil imaginar de que material a nanocraft será construída. Mesmo que suas velas de laser reflitam a maior parte da energia do laser que incide sobre elas, haverá um enorme problema de aquecimento. Francamente, o nanocraft será queimado por um laser hipotético de 100 gigawatts se o calor não for irradiado eficientemente. Mas, para irradiar calor, o nanocraft precisará de radiadores que aumentem a massa.
"Sem refrigeração, você tem que irradiar (calor) de volta ao espaço, e a única maneira de fazer isso é usar microondas, e a única maneira de realmente fazer isso é aumentar a área de superfície", disse Tziolas. "Então você precisa de radiadores que irradiam calor e isso aumenta o peso ... os radiadores provavelmente serão folhas de metal." Talvez este seja um daqueles problemas em que novas tecnologias nascem? Podem ser desenvolvidos materiais ultraleves, de alta temperatura e facilmente resfriados, que podem ter um grande número de aplicações no espaço e na indústria. Quem sabe.
Supondo que esses nanocraft possam ser lançados e enviados para fora do sistema solar, eles devem ser muito duráveis e resilientes. Mas 20 anos é muito tempo no espaço, e embora o meio interestelar esteja um tanto vazio pelos padrões do Sistema Solar, esses veículos podem colidir com qualquer coisa, até mesmo os menores grãos de poeira ao longo de seu percurso de 20 anos podem afetar qualquer componente. bala de alta velocidade esmaga copo de porcelana. Não vamos esquecer que esses nanocraft viajam a 20% da velocidade da luz - mais de 130 milhões de quilômetros por hora. Mesmo que sejam pequenos, precisarão de proteção? Talvez, mas isso aumentará ainda mais o seu peso, acabando por atrasá-los.
De acordo com o plano atual, o fracasso da missão será mitigado, enviando uma enorme quantidade de nanocraft para a missão. Embora muitos nanocraft possam morrer a caminho, alguns podem chegar ao seu destino.
Portanto, existem porcas e parafusos para a conexão. Estas são coisas necessárias para enviar uma minúscula espaçonave para outra estrela, mas qual é o ponto se não podemos ver as fotos? Este nanocraft precisa de transmissores para enviar dados para casa, mas quão poderosos devem ser esses transmissores?
"Na minha opinião, o grande problema é a comunicação", disse Robert Freeland, vice-gerente de projetos da Icarus. "Vários membros da equipe do projeto Icarus passaram vários meses no ano passado projetando um sistema de comunicações para o navio Icarus. Deve-se reconhecer que a taxa de transferência de dados para Icarus é várias vezes maior que a do projeto, porque o Icarus foi projetado para desacelerar completamente o Alpha Centauri. e criar uma estação para observações detalhadas a longo prazo. " Freeland ressalta que o nanocraft Starshot foi projetado para passagem simples por Alpha Centauri, sem entrar em órbita - uma vantagem fundamental para torná-los pequenos e leves. Durante o voo, eles precisarão realizar uma série rápida de observações e, depois de um tempo, enviar os dados para casa. Mas o enfraquecimento (perda da qualidade do sinal) a uma enorme distância interestelar pode ser um problema com um transmissor de baixa potência embalado em um navio tão pequeno.
"Se é assim, há argumentos a favor de sondas maiores, com fontes de energia maiores", acrescentou. "Dê-me um quilo de carga útil, e o problema se torna um pouco mais simples. Mas aumentar a carga útil em 1.000 vezes exigirá uma combinação de um laser maior, uma vela maior, um tempo de aceleração mais longo ou uma velocidade máxima menor."
Então os problemas parecem se multiplicar rapidamente.
E quanto a navegação? É claro que um nanocraft pode ter pequenas câmeras que podem atuar como localizadores de direção de estrelas, orientando-as para o caminho certo, mas como saberemos quando elas chegarem a Alpha Centauri? Se você tirar instantâneos de planetas hipotéticos orbitando uma estrela, como essas sondas sabem onde (e quando) precisam ser feitas? Tenha sempre em mente que são necessários cerca de 4 anos para a nanocraft mandar de volta os dados, e temos que enviar o comando "meeting" 4 anos antes das sondas chegarem a Alpha Centauri! Talvez, antes do lançamento, teremos telescópios espaciais que determinarão exatamente os exoplanetas no sistema Alpha Centauri, e esses nanossondas terão algum tipo de inteligência artificial para ajudá-los a desenvolver suas órbitas na chegada.
E quanto às questões práticas de ter um laser poderoso na Terra, brilhando através da atmosfera? Poderia ser perigoso para a natureza, tráfego aéreo e (possivelmente) vôos espaciais? Talvez precisássemos reconsiderar o plano para localizar este laser na Terra, talvez devêssemos encontrar uma maneira de nos basearmos no espaço. E a lua? Problemas e proibições óbvias são abundantes, mas pelo menos este é o começo. Pela primeira vez, parece haver um interesse global em alcançar as estrelas, e isso está começando a ser acompanhado por uma quantidade significativa de dinheiro que será usada para fazer grandes avanços na ciência interestelar fundamental. Em última análise, a missão de Starshot não pode sequer ser chamada de plano, este é um ponto de partida, mas a ciência interestelar precisa desse tipo de investimento, pelo menos para testar a teoria e trabalhar com problemas emergentes.
"Temos que começar em algum lugar ... interesse pela inteligência interestelar, é por isso que lutamos", disse Tziolas. "Esta é uma das tarefas da Icarus Interstellar para tornar a exploração interestelar comum para aumentar a conscientização."
Grupos como a Icarus identificarão problemas e desenvolverão soluções, encontrando novas tecnologias ao longo do caminho que possam mudar nosso modo de vida. Como uma onda de interesses comerciais nos Estados Unidos apoia a entrega de carga para a Estação Espacial Internacional e o lançamento de satélites em órbita, podemos ver o desenvolvimento da indústria em tecnologias de propulsão avançadas que podem atrair negócios e inspirar as crianças a começar a educação em ciência e tecnologia.
Mas há várias razões principais pelas quais a humanidade deve ser motivada a navegar nos mares interestelares. Stephen Hawking é um defensor sincero da direção da humanidade em direção às estrelas, no caso de nosso planeta falhar no futuro. "A Terra é um ótimo lugar, mas não pode durar para sempre", disse ele em comunicado à imprensa do Starshot. "Mais cedo ou mais tarde, temos que olhar para as estrelas. O avanço do Starshot é um primeiro passo muito emocionante ao longo do caminho."
Embora a destruição da Terra seja certamente um fator de motivação, concordo que, como espécie, estamos motivados a explorar as fronteiras do nosso mundo e do nosso intelecto. Ao tomar iniciativa no espaço, explorando novos mundos em nosso sistema solar e lutando pelas estrelas, revelamos as melhores qualidades de nossa espécie para uma longa jornada que pode nos ajudar a entender nosso lugar no espaço.
