Como seria uma missão capaz de coletar amostras de objetos interestelares?

Para que uma espaçonave seja capaz de alcançar objetos interestelares e coletar amostras deles, ela teria que ser lançada no momento certo e ser capaz de se mover em velocidade cada vez maior. Para completar, ela também teria que ser capaz de mudar de direção rapidamente. É esta a ideia por trás do conceito de missão Extrasolar Object Interceptor and Sample Return, um dos escolhidos pelo programa Innovative Advanced Concepts (NIAC), da NASA, que dá apoio para pesquisadores analisarem a viabilidade de projetos inovadores.

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Antes da visita dos objetos Oumuamua e Borisov, em 2017 e 2019, respectivamente, não sabíamos que visitantes de outros sistemas pudessem passar ocasionalmente por aqui. Hoje, já se sabe que, em média, sete deles passam pela órbita da Terra todos os anos, e a melhor forma de estudá-los é com missões que sejam capazes de chegar até eles.

Assim, o conceito proposto pelo engenheiro Christopher Morrison propõe a criação de uma espaçonave alimentada por propulsão elétrica-radioisotópica, que teria uma bateria atômica recarregável (CAB). Essa tecnologia permitiria alcançar o objeto extrassolar, coletar a amostra e retornar em 10 anos.

Este é um sistema de energia compacto, capaz de comportar um milhão de vezes a densidade energética das baterias químicas e combustíveis fósseis. Morrison explica que os radioisótopos têm aproximadamente a mesma quantidade de energia total armazenada em cada átomo, e a velocidade de liberação dessa energia depende da meia-vida do elemento utilizado. Segundo ele, as baterias CAB que estão desenvolvendo têm meia-vida menor e maior densidade energética: “estamos usando um radioisótopo com meia-vida de cinco anos, e densidade energética mais de 30 vezes maior que aquela do plutônio-238”, explica.

O plutônio é a opção que a NASA costuma escolher, tanto que foi usado na missão New Horizons e, recentemente, no rover Perseverance. O problema é que quantidades muito limitadas dele podem ser produzidas anualmente, o que se torna um obstáculo para as necessidades das futuras missões, além de levantar preocupações sobre a proliferação nuclear. Por outro lado, os radioisótopos da tecnologia CAB são comerciais — aliás, muitos deles já são usados na indústria médica em tratamentos para o câncer: “a inovação real que aproveitamos é o ambiente regulatório atual", diz Morrison. "Antes de 2019, não havia enquadramento jurídico para empresas comerciais usarem a energia nuclear, mas agora foi oficialmente sancionado".

Além de ser mais barata e de mais fácil manipulação que o plutônio, essa tecnologia é mais segura por encapsular o material radioativo em uma matriz robusta de carboneto. Resolvida a questão da alimentação da espaçonave, ficamos com a massa dela, que não chegaria a uma tonelada. O foguete Falcon 9, da SpaceX, pode levar mais de 20 toneladas para a órbita. Assim, a equipe pensa em aproveitar o espaço extra para conseguir algumas vantagens para a missão: “um pouco da massa extra pode ser usada para aumentar a segurança, por incluirmos um escudo grande e robusto que proteja o isótopo e garanta que ele não será liberado, mesmo que aconteça o pior cenário de um acidente no lançamento", diz ele.

Depois que estiver na órbita, o escudo pode ser liberado. A sonda Interceptor pode ter tamanho e massa parecidos com os da missão Dawn, mas, em contraste, a CAB poderia fornecer energia suficiente para a nave se mover em alta velocidade — algo essencial alcançar os objetos vindos de outros sistemas estelares. “Criar uma missão para alcançá-los não é questão de distância, mas de velocidade”, comentou ele, destacando que o foco das outras missões era terem longas durações. “Este é apenas um problema de velocidade, porque você pode interceptar o objeto, pegar uma amostra e voltar para a Terra se tiver a velocidade para isso”, complementa.

O plano elaborado pela equipe envolve, basicamente, lançar a espaçonave Interceptor em direção a Júpiter e aguardar a detecção de algum objeto adequado: “você pode precisar esperar um ano o mais, mas não importa o que aconteça, provavelmente terá que executar uma mudança de plano, porque esses objetos não vêm em nosso plano eclíptico”, disse ele. Assim, o maior gigante gasoso do Sistema Solar poderia fornecer um efeito estilingue, que permitiria que a nave ficasse na mesma orientação do objeto.

Fonte: Universe Today, NASA