Um novo estudo conclui que naves espaciais feitas de bolhas de espuma de carbono serão capazes de ir da Terra a Alfa Centauri em “apenas” 185 anos, movidas apenas pela energia do Sol.
Um enxame dessas sondas de espuma de carbono (aeradas para ser mais preciso) poderia acelerar a viagem interestelar ou ajudar a descobrir e estudar o misterioso Planeta X do nosso sistema solar, se existir.
Foguetes convencionais movidos por reações químicas são atualmente a principal forma de propulsão espacial. No entanto, eles não são tão eficientes quanto alcançar outra estrela durante a vida humana.
Por exemplo, Alpha Centauri, o sistema estelar mais próximo da Terra, está a cerca de 4,37 anos-luz de distância – mais de 25,6 biliões de milhas (41,2 biliões de quilómetros), ou cerca de 276.000 vezes a distância da Terra ao Sol. A sonda espacial Voyager 1 da NASA, lançada em 1977 e no espaço interestelar desde 2012, levaria cerca de 75.000 anos para chegar a Alpha Centauri se a sonda estava apontando na direção certa (o que NÃO ESTÁ).
O problema? É o propelente
Todos os propulsores de naves espaciais convencionais usam um propulsor. Longas viagens interestelares requerem muito propelente, o que torna a espaçonave pesada (e, portanto, precisando de mais propelente, e assim por diante). Um problema que se agrava exponencialmente à medida que o tamanho aumenta, em suma.
Viagem leve
Pesquisas anteriores sugeriram, portanto, que a “navegação leve” poderia ser um dos poucos métodos tecnicamente viáveis de levar uma sonda a outra estrela durante a vida humana.
Embora a luz não aplique muita pressão, os cientistas determinaram que o pouco que ela aplica pode ter um efeito importante. Na verdade, numerosas experiências demonstraram que as “velas solares” podem contar com a luz solar para a propulsão, desde que tenham um espelho suficientemente grande e uma nave espacial suficientemente leve.
Breakthrough Starshot: abaixo com borboletas espaciais
Esta iniciativa Estrela Starshot O projeto de 100 milhões de dólares, anunciado em 2016, visa lançar enxames de naves espaciais do tamanho de microchips em Alpha Centauri, cada uma com velas extraordinariamente finas e incrivelmente reflexivas. O plano prevê que estas pequenas “borboletas espaciais” voem até 20% da velocidade da luz, alcançando Alfa Centauri em cerca de 20 anos.
Uma desvantagem do projeto Starshot é que ele requer o conjunto de laser mais poderoso já construído para impulsionar a nave para fora. Não só a tecnologia para construir esta matriz não existe atualmente, como os custos totais estimados do projeto para acelerar as viagens interestelares poderão situar-se entre 5 mil milhões e 10 mil milhões de dólares.
A alternativa: bolhas de espuma de carbono
No novo estudo, os astrofísicos sugeriram que uma opção mais barata poderia incluir “bolhas” especiais feitas de espuma de carbono.
Os pesquisadores descobriram que as sondas feitas desse material podem tornar a viagem interestelar mais rápida do que qualquer foguete, movida apenas pela luz solar, sem a necessidade de um laser gigante.
Para desenvolver uma maneira pela qual a luz solar pode impulsionar uma vela leve em velocidades interestelares úteis, os pesquisadores analisaram pesquisas científicas anteriores para materiais fortes e leves.
Eles optaram pela airgrafite, uma espuma de carbono 15.000 mil vezes mais leve que o alumínio.
As maravilhas da aerografia
Os cientistas calcularam que uma esfera oca de airgraphite com cerca de 1 metro de diâmetro e uma concha de 1 mícron de espessura (cerca de 1% da largura de um fio de cabelo humano médio) pesaria apenas cinco milionésimos de libra (2,3 miligramas).
Se tal esfera com 0,035 onças (1 grama) de carga útil fosse liberada a cerca de uma unidade astronômica (UA) do Sol, a luz solar a empurraria a velocidades de até cerca de 114.000 mph (183.600 quilômetros por hora), três vezes a da Voyager. 1.
(Uma UA é a distância média Terra-Sol, que é de aproximadamente 93 milhões de milhas ou 150 milhões de km.)
Tal esfera levaria apenas 3,9 anos para atingir a órbita de Plutão.
Se tal esfera fosse liberada a cerca de 0,04 unidades astronômicas do sol (mais perto do que a sonda solar Parker da NASA), a luz solar mais intensa aceleraria a espaçonave para quase 15,4 milhões de mph (24,8 milhões de quilômetros por hora). )
Ele poderia viajar a distância de 4,2 anos-luz entre a Terra e Proxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sistema solar, em 185 anos.
Viajando “numa bolha” entre as estrelas
Quanto maior a esfera, mais rápido ela pode ir ou mais carga útil pode carregar.
O que acho surpreendente em nossos resultados é o fato de que a potência de saída de uma estrela, em nosso caso o sol, pode ser usada para impulsionar uma sonda interestelar para as estrelas mais próximas sem a necessidade de uma fonte de energia adicional a bordo.
Renê Heller, astrofísico do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Göttingen, Alemanha.
Os pesquisadores sugeriram que essas espaçonaves poderiam potencialmente carregar um laser de 32 watts pesando apenas dois milésimos de libra (1 grama).
Apesar do seu peso, este feixe de laser pode ajudar os investigadores a detectar efeitos gravitacionais. Este último, por sua vez, poderia ajudar a revelar a presença de mundos que de outra forma seriam demasiado escuros e frios para serem detectados, como o hipotético Planeta X, diz Heller.
Bolhas de espuma de carbono: custos
Os cientistas estimam que o desenvolvimento de um protótipo de bolhas espaciais de espuma de carbono pode custar US $ 1 milhão.
Cada espaçonave de espuma de carbono poderia então ser construída por cerca de US $ 1.000 ou menos. Um lançamento para implantar e testar esses barcos pode custar cerca de US $ 10 milhões.
Bolhas de espuma de carbono: quais os riscos?
O maior risco com este projeto agora é que ninguém jamais construiu uma estrutura de aerógrafo maior do que alguns centímetros. E precisamos de algo que tenha alguns metros de comprimento.
No entanto, os pesquisadores estão em contato com experimentadores que sugerem que a criação de estruturas tão grandes é possível em princípio.
Outro problema de não pouca importância é o da gestão. Atualmente não há como controlar a trajetória das bolhas depois de implantadas.
Entrega marciana
Se a eletrônica e o equipamento a bordo pudessem permitir manobras ativas, “seria possível transportar pequenas massas (1 a 100 gramas) entre a Terra e Marte em poucas semanas”, diz Heller. Os habitantes da Colonie eles podem conseguir aquela bela capa de telefone encomendada na Amazon Mars
Atualmente, os pesquisadores conduzem experimentos para testar quão bem a airgraphite absorve e reflete a luz. Eles detalharam suas descobertas online no mês passado na revista Astronomy & Astrophysics.
No futuro, em resumo, os foguetes convencionais levarão bolhas de espuma de carbono para o espaço. E a luz do sol os impulsionará entre as estrelas.
