Estamos no caminho certo para viagens interestelares?

A ficção científica não nega: seja qual for o nicho ou a mídia, de Blade Runner a Jetsons, muitos clássicos do gênero previam o início do novo milênio como marco da exploração espacial. Colônias distantes, passeios rumo à Lua e o que mais a imaginação ditasse, pautada pela euforia em torno da suposta fronteira final.

A ciência, é claro, não seguiu o mesmo ritmo, ou sequer a mesma direção. Malgrado todo o avanço do último século e as incríveis imagens capturadas por sondas e telescópios, ainda estamos longe de viver uma verdadeira odisseia no espaço e alcançar outros sistemas solares. Para se ter uma ideia: a Voyager 1 é o objeto artificial mais distante da Terra atualmente, tendo coberto uma distância de mais de 13 bilhões de quilômetros. Parece muito? Pois isso representa apenas 0,056% da distância que nos separa do sistema solar mais próximo. E lá se vão quase 43 anos desde o lançamento da sonda.

Ou seja, nossos modelos atuais não bastam. O que não significa que o sonho de desbravar o espaço esteja fora do nosso alcance, visto que há, sim, estudos diversos que apontam alternativas baseadas em tecnologias que já dominamos ou ao menos vislumbramos. Aqui, elencamos quatro possibilidades promissoras para o futuro das viagens interestelares.

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Fissão nuclear

Sim, o uso de energia nuclear pode fazer toda a diferença na exploração espacial. Isso porque um dos principais desafios que enfrentamos hoje diz respeito à propulsão dos foguetes.

Todos os foguetes projetados até hoje dependem de combustíveis químicos, o que é uma limitação por si só. Esse tipo de combustível depende fundamentalmente de reações decorrentes da reorganização das ligações entre átomos, e é aí que mora o problema: cerca de 99,95% da massa de um átomo está concentrada em seu núcleo. Uma reação química afeta os elétrons orbitando ao redor deste núcleo, e a energia liberada equivale a aproximadamente 0,0001% da massa total dos átomos envolvidos. Se você lembrou de Einstein e a tão famosa equação E = mc², está no caminho certo.

Por que isso é um problema? Simples. Cada quilo de combustível em um foguete gera energia equivalente a cerca de um miligrama de massa nesse tipo de reação.

A situação muda de figura quando falamos de energia nuclear. Esqueça os elétrons, a conversa agora é sobre o núcleo dos átomos e a quantidade tremenda de energia que eles liberam em comparação. Ao se bombardear um átomo de urânio com um nêutron para romper seu núcleo, tem-se uma liberação de energia aproximadamente mil vezes maior do que a obtida por meio de combustíveis químicos.

E se a fissão nuclear é promissora, a fusão é ainda mais. No Sol e outras estrelas, átomos de hidrogênio se fundem para formar hélio; se fôssemos capazes de replicar esse processo, a fusão de um quilo de hidrogênio combustível em hélio transformaria 7,5 gramas de massa em energia pura, o que implica em aproximadamente 10 mil vezes a eficiência dos combustíveis que usamos hoje.

Com este tipo de processo, seríamos capazes de manter uma aceleração constante por muito mais tempo, garantindo muito mais velocidade em jornadas pelo espaço. Não é exatamente o caminho que levaria o homem a passear pelo espaço interestelar, mas é uma tecnologia não tão distante de nossa realidade, e que poderia nos permitir essas distâncias em questão de séculos, ou mesmo décadas.

Propulsão a laser

Sim, é exatamente o que você leu. A propulsão a laser - já vamos explicar como funciona - é até viável em termos tecnológicos, como já demonstrado pelo projeto Breakthrough Starshot; o grande problema é o orçamento necessário para colocá-la em prática. Ao menos em proporções mais próximas daquilo que costumamos imaginar.

O conceito funciona da seguinte forma: ao invés de depender de combustível armazenado no próprio foguete, tem-se uma fonte de energia externa: no caso, um poderoso feixe de lasers devidamente direcionado para uma espécie de vela acoplada ao foguete, projetada para refletir um alto percentual de luz desse feixe. Dessa forma, seria possível alcançar velocidades impressionantes.

Na verdade, já é possível: o projeto Breakthrough Starshot, que mencionamos no começo desse trecho, já lançou uma espaçonave usando esse sistema em 2017, e estima-se que ela alcançará a estrela Alpha Centauri, localizada a 4,3 anos luz da Terra, dentro de 20 a 30 anos de jornada.

Claro, há um porém: estamos falando da a menor já lançada ao espaço em toda a história. Ainda que ela contenha painéis solares, computadores, sensores e rádios, seus chips de apenas 3,5 centímetros pesam somente quatro gramas.

Para replicar esse experimento nas proporções habituais e considerar a possibilidade de uma viagem a 20% da velocidade da luz rumo ao espaço interestelar, precisaríamos de uma matriz de lasers de aproximadamente 100 km², já construída no espaço. Além disso, com o aumento da complexidade do projeto, surgem outras questões, como a impossibilidade de desacelerar uma vez alcançado o destino, já que não há combustível na nave. E se entramos no mérito de viagens tripuladas, temos uma variável muito mais delicada: a aceleração muito mais alta do que um ser humano poderia suportar.

Combustível antimatéria

Retomando a linha dos combustíveis, há possibilidades que, ao menos na teoria, seriam ainda mais eficazes que a alternativa nuclear. Enquanto combustíveis químicos e nucleares convertem apenas parte da matéria em energia, a interação de matéria e antimatéria, que resulta na completa aniquilação de ambas as partículas, tem uma eficiência de 100%.

Um prospecto ainda distante, porém, devido a limitações tecnológicas. Ainda temos um longo caminho até compreender plenamente e dominar o uso da antimatéria, o que provavelmente significa que não veremos essa tecnologia sendo empregada tão cedo.

Os principais desafios que se apresentam quando falamos em antimatéria são a necessidade de desenvolver uma antimatéria estável e neutra, e então isolá-la e mantê-la sob um controle preciso. Isso feito, ainda seria preciso produzi-la em larga escala, de forma a permitir seu uso como combustível para viagens interestelares.

A CERN, Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, tem a sua própria “fábrica de antimatéria”: um complexo dedicado a pesquisar as propriedades da antimatéria, com seis equipes trabalhando separadamente e já conquistando vitórias significativas. Agora mesmo, em meados de 2020, um dos projetos da CERN conseguiu isolar e estabilizar diversos antiátomos por aproximadamente uma hora. A perspectiva é de que, dentro de mais alguns anos, tenhamos um controle maior sobre a antimatéria - o que pode levar ao desenvolvimento do mais veloz meio de viagens interestelares: uma nave movida a antimatéria.

Matéria escura

A possibilidade mais distante, mas também mais fascinante, envolve matéria escura - um dos elementos fundamentais da estrutura do universo, que ainda estamos tentando entender.

Ao menos em teoria, a matéria escura que seja sua própria antipartícula correspondente tem uma ínfima chance de desencadear um processo de aniquilação ao colidir com qualquer outra partícula de matéria escura, liberando uma alta quantidade de energia que poderia ser aproveitada.

A grande vantagem? Temos matéria escura em abundância por toda a galáxia; cerca de 95% de todo o universo é composto por matéria e energia escura. Assim, sequer haveria necessidade de abastecer uma espaçonave com combustível: um reator capaz de absorver matéria escura, promover esse processo de aniquilação e ainda redirecionar a energia liberada poderia nos levar a recônditos distantes do universo.

Ainda estamos engatinhando no que diz respeito à compreensão da matéria escura e como usá-la, mas se formos capazes de desenvolver um reator desse tipo, teríamos aceleração constante ilimitada, o que por sua vez é sinônimo de uma gama quase inimaginável de possibilidades. Alcançar qualquer ponto do espaço já não pareceria um objetivo tão distante.

Obviamente, nenhuma dessas soluções é imediata, mas todas são fundamentadas em tecnologias e teorias que já são parte da nossa realidade. É possível, sim, que nas próximas décadas já possamos começar a discutir missões que, hoje, estão limitadas ao âmbito da ficção.

Fonte: Forbes, Breakthrough Initiatives