10 teorias que resolvem problemas básicos de viagens interestelares

Por , em 10.11.2015

Neste momento, a viagem interestelar e a colonização de outros planetas são bastante improváveis. Leis básicas da física sugerem que essas coisas simplesmente não podem ser feitas, o que, para muitas pessoas, significa que nunca vão acontecer.

Mas essas pessoas não são divertidas.

Outras são mais idealistas, e estão à procura de maneiras de quebrar tais leis da física (ou pelo menos encontrar uma brecha) que nos permita viajar para estrelas distantes e explorar novos mundos. Confira algumas teorias desenvolvidas com pensamento ousado:

10. Movimentação de Alcubierre ou movimentação da urdidura

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A “movimentação da urdidura” pode soar como algo mais de Star Trek do que da NASA. No entanto, a também chamada Movimentação de Alcubierre é uma ideia que pode ser entendida como uma possível solução (ou, pelo menos, o início de uma solução) para superar as restrições do universo quando se trata de se mover mais rápido que a luz.

Os fundamentos desta ideia são bastante simples, e a NASA usa o exemplo de uma esteira rolante para explicá-la. Enquanto uma pessoa só pode andar rápido em uma esteira rolante, a velocidade combinada da pessoa e da passarela significa que eles chegarão ao fim de uma determinada trajetória mais rápido do que se estivessem separados.

A passarela é o motor de urdidura, movendo-se ao longo do espaço-tempo dentro de uma espécie de bolha de expansão. Na frente do motor de dobra, o espaço-tempo é contraído. Atrás dele, é expandido. Isso deve, em teoria, permitir que a unidade se mova mais rápido do que a velocidade da luz.

Um dos princípios fundamentais da teoria, a expansão do espaço-tempo, tem sido explorado como o conceito que permitiu que o universo se expandisse tão rapidamente nos momentos após o Big Bang. Por conseguinte, a ideia deve ser viável…

Não fosse a criação do próprio motor de urdidura um problema. Segundo a NASA, exigiria uma bolsa enorme de energia negativa em torno da embarcação. Ninguém tem certeza se isso se quer é possível.

Além disso, a manipulação do espaço-tempo leva a questões ainda mais complicadas sobre viagem no tempo, alimentação desta tal bolha de energia negativa, e como ligá-la e desligá-la.

A ideia de toda esta maluquice foi do físico Miguel Alcubierre, que também explicou as habilidades do motor de urdidura como pular através de ondas no espaço-tempo em vez de pegar o caminho mais longo.

9. A internet interestelar

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Já é ruim o suficiente quando você está perdido na Terra e não tem internet para acessar o Google Maps em seu smartphone. Em uma viagem interestelar seria pior, pois você teria todos os tipos de outros problemas de comunicação.

Chegar lá fora é apenas o primeiro passo de uma longa jornada, e os cientistas estão tentando descobrir o que nossas sondas tripuladas e não tripuladas vão fazer quando precisarem encontrar uma maneira enviar uma mensagem de volta para a Terra.

Em 2008, a NASA conduziu os primeiros testes bem sucedidos em uma versão interestelar da internet. O projeto começou em 1998 como uma parceria entre o Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa (JPL) e o Google.

Dez anos depois, eles chegaram a algo chamado de sistema Disruption Tolerant Networking (DTN), o que lhes permitiu enviar imagens para uma nave espacial a 32 milhões de quilômetros de distância. Até que satisfatório, não?

A tecnologia precisava ser capaz de lidar com grandes atrasos e interrupções nas transmissões, para que pudesse continuar em trânsito mesmo quando o sinal fosse dividido por até 20 minutos. O sinal poderia passar ao redor ou através de erupções e tempestades solares e também por planetas que ficam no caminho da transmissão, sem perder nenhuma das informações enviadas.

De acordo com Vint Cerf, um dos fundadores da nossa internet terrestre e pioneiro de uma versão interestelar, o sistema DTN supera todos os problemas que o protocolo TCIP/IP tradicional tem quando se está lidando com as distâncias envolvidas em viagens interplanetárias.

Com TCIP/IP, fazer uma pesquisa no Google em Marte provavelmente levaria tanto tempo que os resultados teriam mudado no momento em que a pessoa os recebesse. Já com o DTN, é possível, entre outras coisas, escolher para qual planeta você quer encaminhar suas pesquisas e tráfego de internet.

Mas como ir além dos planetas com os quais já estamos familiarizados? A Scientific American sugere que pode haver uma forma, ainda que demorada e extremamente cara, de criar uma internet que percorre todo o caminho até Alpha Centauri.

Ao lançar uma série de sondas autorreplicastes, uma longa sequência de estações de retransmissão poderia ser criada, o que poderia enviar informações ao longo do que seria essencialmente uma carta em cadeia interestelar.

O sinal aperfeiçoado em nosso próprio sistema iria saltar entre as sondas e, finalmente, voltar à Terra, ou, dependendo da direção, para Alpha Centauri. Nada que alguns bilhões de dólares não consiga fazer.

Claro, uma vez que a mais distante das sondas não iria atingir o seu objetivo por milhares de anos, teríamos tempo para economizar dinheiro e, provavelmente, melhorar a tecnologia.

8. Colonização espacial embrionária

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Um dos grandes problemas da viagem interestelar (e da colonização de outros problemas) é a enorme quantidade de tempo que iríamos levar para chegar a qualquer lugar, mesmo com brinquedos bacanas desenvolvidos por uma galera bastante inteligente.

Um dos planos propostos para superar essas várias barreiras é a criação de um grupo de colonos em naves carregadas de embriões.

Uma vez que a nave atinja uma distância adequada do seu destino, os embriões congelados começam a ser cultivados. Eventualmente, se transformam em crianças que crescerão na nave. Quando finalmente chegarem ao seu destino, elas serão capazes de estabelecer uma nova civilização.

Isto, naturalmente, tem todo um outro conjunto de questões mais polêmicas envolvidas, como quem ou o que vai liderar o movimento todo.

Robôs podem ser usados para criar estas crianças, o que coloca algumas questões fascinantes sobre a interferência da inteligência artificial nos seres humanos. Robôs conseguiriam entender o que uma criança precisa para crescer e prosperar?

Além disso, toda a ideia pressupõe que nós descobriríamos como preservar embriões congelados não danificados por centenas de anos e como cultivá-los em um ambiente artificial.

Uma solução proposta para ignorar o problema do robô babá é criar uma combinação de nave de embriões com adultos mantidos em uma espécie de animação suspensa, que seriam acordados apenas quando fossem necessários para ajudar a criar as crianças.

Um lote de embriões cuidadosamente estabelecido iria assegurar a diversidade genética suficiente para manter a população de uma maneira mais ou menos normal depois de uma nova colônia estabelecida. Um lote adicional de embriões seria também incluído na nave, por sua vez utilizado para engravidar a primeira geração de mulheres da colônia, diversificando ainda mais esta “sociedade”.

7. Naves de genes autorreplicantes podem ser uma solução

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Na década de 1940, o físico John von Neumann propôs uma tecnologia mecânica que pode replicar-se. Apesar de ele não ter aplicado esta ideia a viagens interestelares, as pessoas que estudaram sua teoria imaginaram esta possibilidade fascinante.

As chamadas sondas de von Neumann poderiam, em teoria, ser usadas para explorar vastos territórios interestelares.

E a ideia de que somos os primeiros a pensar nisto não é apenas pretensiosa, como também é bastante improvável. Pesquisadores da Universidade de Edimburgo exploraram a possibilidade de não como nós podemos usar esta tecnologia de florescência por nossa própria exploração, mas sim a probabilidade de que alguém já tenha feito exatamente isso.

Eles basearam seus cálculos em torno de sondas autorreplicantes que poderiam usar detritos e outros materiais do espaço para construir seus “filhos”. Estas sondas pai e filho se multiplicariam em um número suficientemente grande de forma que seriam capazes de cobrir a totalidade de nossa galáxia dentro de cerca de 10 milhões de anos – e isso porque estariam viajando a uma velocidade de cerca de 10% a da velocidade da luz.

Por sua vez, isso significa que é incrivelmente provável que, em algum momento, sejamos visitados por algum tipo de sonda autorreplicante. Se não formos, só há duas explicações: ou não somos tecnologicamente avançados o suficiente para saber para o que estamos olhando, ou realmente estamos sozinhos na galáxia.

6. Estilingues de buracos negros

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A ideia de usar um planeta ou a gravidade da lua para fazer de estilingue foi usada mais de uma vez dentro de nosso próprio sistema solar, mais notavelmente pela Voyager 2, que ganhou um impulso extra primeiro a partir de Saturno e, em seguida, de Urano para seguir seu caminho.

Envolve manobrar uma embarcação para obter um aumento (ou redução) de velocidade à medida que navega pelo campo gravitacional de um planeta.

Writer Kip Thorne propôs fazer algo semelhante para ajudar a reduzir um dos grandes desafios quando se trata do consumo de combustível em viagens interestelares: uma manobra em torno de um conjunto de buracos negros binários.

De acordo com esta teoria, apenas uma pequena quantidade de combustível seria realmente necessária para atravessar a órbita crítica de um buraco negro para o outro. Quando a nave fizer vários trajetos entre os dois buracos negros, sua velocidade aproximaria-se da velocidade da luz com consumo mínimo de combustível.

Então, seria apenas uma questão de mirar corretamente e disparar um impulso no momento certo para completar um curso através das estrelas.

Essa ideia é tão improvável quanto soa? Absolutamente.

Thorne salienta que há um monte de problemas com essa hipótese, como os cálculos e o tempo que seria necessário para se certificar de que você não acabaria voando em linha reta através de uma outra estrela, planeta ou outro corpo interestelar inconvenientemente colocado.

Há também preocupações tais como a diminuir a velocidade, parar e chegar em casa novamente – um problema básico de qualquer teoria que envolva viagem interestelar.

As chances podem ser poucas, mas o conceito é viável. Em 2000, astrônomos da Universidade de Illinois, nos EUA, pesquisaram 13 supernovas acelerando ao longo da galáxia em 8 milhões de quilômetros por hora. Elas foram arremessadas por um par de buracos negros presos em uma órbita em torno de si, após a destruição e fusão de duas galáxias.

5. Lançador de semente estelar

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Quando se trata de lançar sondas até mesmo autorreplicantes para o espaço, há ainda o problema do consumo de combustível. Isso não impediu que as pessoas tentassem chegar a novas ideias sobre como lançar sondas através de distâncias interestelares, um processo que exigiria megatons de energia com a tecnologia que temos hoje.

Forrest Bishop, do Institute of Atomic-Scale Engineering, alegou ter criado um método para o lançamento de sondas interestelares que só requer uma quantidade de energia equivalente a que está em uma bateria de carro.

O teórico “lançador de semente estelar” teria cerca de 1.000 quilômetros de comprimento e consistiria principalmente de fios.

Apesar de seu comprimento, a coisa toda iria caber em um ônibus quando armazenada, e poderia ser carregada por uma bateria de 10 volts.

Parte do plano envolve o lançamento de sondas que possuem pouco mais do que microgramas em massa, contendo apenas as informações mais básicas necessárias para construir novas sondas no espaço. Grupos de até bilhões destas sondas poderiam ser jogados no espaço por uma série de lançadores.

4. Plantas geneticamente modificadas para viver no espaço

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Assim que chegarmos aonde quer que estejamos indo (uma vez que acertarmos o caminho), é necessário que haja algum tipo de método para o cultivo de alimentos e regeneração de oxigênio. Caso contrário, a vida humana tal como conhecemos hoje será impossível e todo o esforço para sair do nosso querido planeta terá sido absolutamente em vão.

E agora, quem poderá nos ajudar?

O físico Freeman Dyson!

Ele tem algumas ideias interessantes sobre como podemos fazer isso. Em 1972, Dyson deu uma palestra no Birkbeck College de Londres. Lá, ele sugeriu que, com alguma manipulação genética, árvores poderiam ser desenvolvidas para serem capazes não apenas de crescer, mas também prosperar em superfícies inóspitas, como um cometa.

A ideia seria reprogramar a árvore para refletir a luz ultravioleta e ser mais eficiente na retenção de água, para não só criar raízes e crescer, mas também para crescer para tamanhos inimagináveis na Terra.

Em uma entrevista, ele sugeriu que pode haver árvores negras no futuro, tanto no espaço quanto na Terra. Árvores de folhas à base de silício seriam muito mais eficientes.

Dyson sublinhou que este certamente não seria um processo que aconteceria da noite para o dia. Provavelmente, dois séculos se passarão antes de termos a tecnologia e conhecimento para manipular plantas a tal nível.

Ou não. O instituto da NASA para Conceitos Avançados é uma divisão inteira dedicada a resolver os problemas do futuro, e uma das coisas que eles estão trabalhando é justamente o cultivo de plantas adequadas para a paisagem de Marte. Os pesquisadores estão trabalhando com a ideia de combinar plantas com extremófilos, organismos microscópicos que sobrevivem nos lugares mais inóspitos da Terra.

3. viagem interestelar: utilização de recursos locais

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Viver fora da Terra pode parecer uma “alternativa”, um sonho distante. Mas quando se trata de missões de meses de duração no espaço, é uma necessidade. A NASA está atualmente explorando o que chama de utilização de recursos in-situ, ou ISRU.

In-situ é uma expressão latina que significa “no lugar”. Na indústria aeroespacial, isso quer dizer que os equipamentos estão sendo testados em naves para ver se funcionarão como um sistema.

Ter espaço suficiente em uma nave e estabelecer sistemas para a utilização de materiais encontrados no espaço e em outros planetas vai ser uma necessidade para quaisquer planos de colonização de longa duração, especialmente quando essas viagens significam ir a lugares onde missões de reabastecimento estão simplesmente fora de questão.

As primeiras tentativas de demonstrar como o uso de recursos iria funcionar ocorreu nas encostas dos vulcões do Havaí e em simulações de missões polares à lua, envolvendo tentativas de extrair coisas como componentes de combustíveis de cinzas, por exemplo.

Em agosto de 2014, a NASA revelou que novos brinquedos estavam equipando o próximo rover Mars, programado para ser lançado em 2020. Incluso no arsenal está MOXIE, experimento de utilização de oxigênio em Marte. MOXIE será capaz de “filtrar” a atmosfera de Marte (que é composta por cerca de 96% de dióxido de carbono) e separar o monóxido de carbono do oxigênio. O equipamento pode produzir cerca de 22 gramas de oxigênio a cada hora.

O MOXIE não só é um passo importante para missões de interestelares a longo prazo, como também é o primeiro de muitos conversores potenciais que poderão agir de forma semelhante para isolar diferentes gases de outras fontes.

2. 2suit

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A reprodução no espaço é um problema em diferentes níveis, especialmente em ambientes sem gravidade artificial. Em 2009, as experiências japonesas em embriões de camundongos mostraram que, apesar de ambientes de gravidade zero não impedirem a fertilização, os embriões que se desenvolvem fora da atração gravitacional natural da Terra (ou algo equivalente a ela) não se desenvolvem normalmente.

Quando as células se dividem e se especializam, ocorrem problemas de formação. Isso não quer dizer que a fertilização não pode ser feita, no entanto. Inclusive, alguns dos embriões cultivados no espaço foram implantados com sucesso em camundongos fêmeas e nasceram normalmente.

Isso levanta outra questão: como é que o processo real de fazer bebês funciona em um ambiente de gravidade zero?

As leis da física, especificamente o fato de que cada ação tem uma reação igual e oposta, deixam a mecânica toda um pouco complicada neste ambiente. No entanto, a inventora Vanna Bonta propôs uma solução para esta questão.

O resultado é o 2suit, e é exatamente o que você pensa que é: um traje espacial projetado para ter duas pessoas compactadas dentro dele, a fim de facilitar a concepção de bebês no espaço.

Sim, o equipamento foi realmente testado.

Em 2008, foi usado no chamado Vomit Comet – nome adequado, porém nada romântico. Enquanto Bonta sugere que a lua de mel no espaço pode se tornar uma coisa real, sua invenção também tem outras aplicações práticas, como conservar o calor do corpo durante uma eventual emergência.

1. Projeto LongshotSpace (“Espaço Ambicioso”, em tradução livre)

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O Longshot foi um plano talvez cinicamente nomeado elaborado por uma equipe da Academia Naval dos EUA e da NASA como parte de um projeto conjunto no final de 1980. O plano tinha como objetivo final o lançamento de uma sonda não tripulada por volta da virada do século 21, destinada a Alpha Centauro. Ela teria levado cerca de 100 anos para atingir sua meta.

O Longshot tinha vários motivos em mente. Principalmente, deveria coletar dados astronômicos que teriam permitido o cálculo preciso das distâncias de milhares de milhões, se não trilhões, de outras estrelas.

Mas acabou por ser uma ideia muito ambiciosa que nunca saiu do papel. Isso não significa que estava completamente perdida, contudo.

Em 2013, o Projeto Longshot II apareceu. As décadas de avanços tecnológicos que têm acontecido desde que o programa original foi criado podem ser aplicadas para a nova versão, de forma que o programa está recebendo uma revisão completa.

As leis da física são as mesmas, mas, 25 anos depois, Longshot tem o potencial de finalmente sair do chão, o que nos dará uma noção intrigante para o futuro das viagens interestelares. [listverse]

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