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Embora a fabricação relativamente fácil e barata de velas solares as torne um método econômico para viagens espaciais, é improvável que elas tenham a energia propulsora necessária para transportar humanos. Elas também dependem da luz das estrelas, o que significa que a alternativa baseada no laser Breakthrough Starshot (no ponto 4) é a mais viável.

Para ganhar a velocidade necessária para percorrer longas distâncias, elas também precisariam de tempo para acelerar. Neste momento, as velas solares são vistas como um método mais viável para o transporte de satélites dentro do nosso Sistema Solar, em vez de humanos para sistemas estelares distantes.

A vela magnética é uma alternativa à vela solar

A vela magnética é uma variação da vela solar que é impulsionada pelo vento solar e não pela luz solar. O vento solar é um fluxo de partículas carregadas que tem o seu próprio campo magnético. Segundo a New Scientist, uma vela magnética envolveria uma nave espacial com um campo magnético que repele o campo do vento solar, levando à propulsão magnética da nave espacial longe do Sol.

Como com velas solares, a vela magnética, infelizmente, tem suas limitações como método para viagens interestelares. Como uma nave espacial com propulsão magnética à vela se afasta do Sol, a intensidade da luz solar e do vento solar cairia drasticamente, significando que não seriam capazes de captar a velocidade necessária para ser propulsionada para outra estrela.

7. Viagens interestelares próximas à velocidade da luz é possível… em teoria

A teoria da relatividade especial afirma que partículas de luz, fótons, viajam através de um vácuo a uma velocidade constante de 670.616.629 milhas por hora. Se pudéssemos de alguma forma aproveitar uma embarcação que pudesse viajar perto dessa velocidade, a viagem interestelar seria uma proposta completamente diferente do que é hoje.

Como aponta a NASA, em todo o espaço há, de fato, instâncias de partículas, que não são fótons, sendo aceleradas para se aproximarem da velocidade da luz. Dos buracos negros ao nosso ambiente próximo da Terra, as partículas que estão sendo aceleradas a velocidades incríveis – 99,9% da velocidade da luz – provavelmente graças a fenômenos como a reconexão magnética, podem apontar para pesquisas futuras que poderiam nos ajudar a aproveitar métodos para alcançar tais velocidades.

Muitas teorias e métodos hipotéticos para viagens interestelares próximas à velocidade da luz já foram propostos – vários deles são mencionados nos pontos abaixo.

Os buracos de minhoca podem fornecer um atalho para outras partes do universo

Para além de prever a existência de buracos negros, anos antes de alguma vez termos visto um numa imagem, a teoria da relatividade geral de Einstein também permitiu a previsão da existência de buracos de minhoca. Este termo, “buraco negro”, que descreve atalhos em forma de túnel que atravessam o espaço e o tempo, foi cunhado pelo físico quântico John Wheeler, que também cunhou o termo “buraco negro”.

Embora os buracos negros sejam uma ideia tentadora para as viagens espaciais que tem iluminado a imaginação de muitos entusiastas da ficção científica ao longo dos anos, a probabilidade de alguma vez podermos viajar através de um deles é incrivelmente pequena. Em primeiro lugar, não estamos sequer certos de que existam wormholes; em segundo lugar, é teorizado que qualquer tipo de matéria que entrasse num wormhole faria com que este se fechasse imediatamente.

Embora seja possível estabilizar a matéria que envolve um wormhole e mantê-la aberta usando um campo energético negativo chamado radiação fantasma, todas as teorias estão em fase de hipóteses e muito provavelmente não serão testadas sob qualquer forma verdadeira por muitos anos.

Os buracos de minhoca também são problemáticos, pois o facto de poderem transportar matéria através do espaço significaria que são também uma forma de máquina do tempo e seriam, portanto, uma violação das leis de causa e efeito. Isso não impediu alguns cientistas de conceber teorias e métodos para métodos de viagens interestelares que utilizam wormholes – mais sobre isso na seção 14.

NASA está trabalhando em uma proposta Em Drive que poderia permitir viagens espaciais sem a necessidade de combustível

NASA e outras organizações estão trabalhando em uma proposta de motor sem combustível que poderia ser impossível. Por quê? Porque o pagamento, se eles fossem bem sucedidos, seria tão revolucionário que mudaria completamente nossa capacidade de viagens interestelares e inauguraria uma nova era para a humanidade.

O motor ‘helicoidal’, apelidado de EmDrive, foi proposto pela primeira vez pelo cientista britânico Roger Shawyer em 2001. Shawyer formulou a hipótese de que poderíamos gerar impulso bombeando micro-ondas em uma câmara cônica. Em teoria, as microondas deveriam saltar exponencialmente das paredes da câmara. Ao fazer isso, elas criariam propulsão suficiente para alimentar uma espaçonave sem combustível.

Se isso não fosse suficiente, o engenheiro da NASA David Burns, que faz parte dos testes de laboratório no motor teórico, diz que, dado que o EMDrive não precisa de combustível, uma espaçonave alimentada por tal dispositivo poderia eventualmente atingir uma velocidade de 99.9 por cento da velocidade da luz.

Embora alguns pesquisadores afirmem ter gerado impulso durante os experimentos do EmDrive, a quantidade foi tão baixa que os detratores afirmam que a energia poderia realmente ter sido gerada por fatores externos, tais como as vibrações sísmicas da Terra.

Uma das formas teóricas mais obscuras de viagem interestelar é o foguete de matéria escura

Num estudo intitulado Dark Matter as a Possible New Energy Source for Future Rocket Technology, os cientistas estabeleceram um método para uma forma de viagem que aproveitasse a energia da misteriosa matéria escura do universo.

Os investigadores por detrás do trabalho propuseram uma variação no EmDrive (ver ponto 9) que aproveitasse a energia da matéria escura para alimentar um foguete. A vantagem? Tal como o EmDrive, seria um motor que não depende da combustão química, o que significa que removeria as algemas dos nossos métodos actuais de viagem interestelar.

O problema dos foguetes de matéria negra? Não sabemos quase nada sobre a matéria negra, além do fato de que ela está lá. Esta forma de viagem depende muito de futuras descobertas. Mas vale a pena pesquisar, simplesmente porque a matéria escura está em toda parte; se ela pudesse ser usada como combustível, teríamos um suprimento infinito.

Os engenheiros trabalharam no desenvolvimento de um reator de fusão nuclear para viagens espaciais

Os foguetes de fusão são um tipo de nave espacial que dependeria de reações de fusão nuclear para nos levar ao extremo do espaço. A possibilidade de desenvolver tal foguete foi explorada nos anos 70 pela Sociedade Britânica Interplanetária sob seu Projeto Daedalus.

Estes foguetes contariam com as vastas quantidades de energia liberadas durante a fusão nuclear. O principal método a ser utilizado para liberar essa energia em foguetes é um método chamado de fusão por confinamento inercial. Este método veria os lasers de alta potência explodirem uma pequena pelota de combustível para fazer suas camadas externas explodirem. Por sua vez, isto esmagaria as camadas internas da pelota e desencadearia a fusão.

Campos magnéticos seriam então usados para direcionar o fluxo de energia para fora da parte de trás da espaçonave para impulsioná-la para frente. Tal nave poderia percorrer a distância até Proxima Centauri em 50 anos. O principal problema com este método? Apesar de décadas de trabalho, ainda não vimos um reator de fusão de foguete funcionando.

A propulsão de pulso nuclear pode ser a forma mais louca proposta de viagem interestelar

De longe a forma mais imprudente, e mais louca, de viagem interestelar que já vimos proposta é a propulsão de pulso nuclear. Este método veria uma espaçonave impulsionada pelo lançamento periódico de uma bomba nuclear para fora da parte de trás da nave antes de detoná-la na distância certa.

Este método foi seriamente estudado pela agência de tecnologia militar do governo americano DARPA, sob o nome de código Projeto Orion. Uma nave espacial usando propulsão de pulso nuclear precisaria ser equipada com um amortecedor gigante, que permitisse uma proteção pesada contra radiação que protegesse os passageiros.

Embora uma tal nave espacial pudesse teoricamente atingir velocidades até 10% da velocidade da luz, o conceito foi largamente abandonado após proibições de testes nucleares terem entrado em vigor nos anos 60.

O Bussard Ramjet forneceria uma solução para o problema do combustível pesado

O Bussard Ramjet é outra solução para uma das limitações de depender da combustão química – nomeadamente o peso do combustível. Com o nosso melhor método actual para viagens interestelares, quanto mais longe queremos chegar, mais combustível precisamos, mais pesada é a nave, e mais lenta é a aceleração.

O Bussard ramjet, proposto pelo físico Robert Bussard em 1960, pega o conceito do foguete de fusão (ponto 11) e lhe dá uma reviravolta; ao invés de carregar um suprimento de combustível nuclear, a espaçonave ionizaria o hidrogênio do espaço ao redor, e depois o sugaria usando um grande furo de “campo eletromagnético” (como na imagem).

O principal problema com isto como método para viagens interestelares é que, como os níveis de hidrogénio são tão escassos, o furo pode ter de ser de centenas de quilómetros de diâmetro.

NASA está a trabalhar no desenvolvimento de um motor warp da vida real

O motor Alcubierre foi proposto pela primeira vez em 1994 por Miguel Alcubierre, físico da Universidade de Gales em Cardiff. O disco proposto utilizaria “matéria exótica”, que são tipos de partículas que têm uma massa negativa e exercem uma pressão negativa. O mais importante é que “matéria exótica” ainda não foi descoberta, o que significa que a unidade Alcubierre depende de uma descoberta futura que pode nunca acontecer.

As partículas de “matéria exótica” podem distorcer o espaço-tempo, fazendo com que o espaço à frente da nave espacial se contraia e o espaço atrás dela se expanda. Isto significaria que a nave estava dentro de uma “bolha de urdidura” que teoricamente poderia viajar mais rápido que a luz sem quebrar as leis da relatividade.

O problema principal? Para além de não existirem provas de “matéria exótica”, o motor Alcubierre, que é basicamente um motor warp da Star Trek na vida real, precisaria de energia igual à energia total do universo para o sustentar. Apesar disso, em 2012, o cientista da NASA Harold Sonny White e colegas lançaram um artigo, intitulado Warp Field Mechanics 101, detalhando o trabalho sobre a possibilidade de um disco Alcubierre.

Astronautas provavelmente precisarão de ecossistemas de viagem para sobreviver à viagem

Para todas as teorias de propulsores warp e EmDrives que poderiam permitir viagens a uma velocidade imensa, o fato é que os astronautas do futuro provavelmente precisarão estar preparados para viagens incrivelmente longas. Mesmo que pudéssemos viajar a 99,9% da velocidade da luz, levaríamos aproximadamente 4 anos para chegar ao nosso sistema estelar mais próximo, Alpha Centauri.

Como a pesquisadora e professora de arquitetura experimental Dra. Rachel Armstrong disse à BBC, precisamos começar a pensar no ecossistema que a humanidade interestelar ocupará lá fora entre as estrelas.

“Estamos passando de uma visão industrial da realidade para uma visão ecológica da realidade”, explicou Armstrong. “É sobre a habitação dos espaços, não apenas o desenho de um objeto icônico”.

Contemporais do que a nave espacial metálica de filmes como Alien e 2001: Uma Odisséia Espacial, Armstrong prevê habitats com muito espaço para grandes biomas cheios de vida orgânica que podem sustentar os seres humanos em longas viagens interestelares.

Cryosleep também está sendo considerado para as incrivelmente longas viagens entre as estrelas

Tirando mais uma folha de filmes e romances de ficção científica, a idéia do sono criogênico tem sido seriamente considerada como uma forma de permitir que os seres humanos viajem enormes distâncias sem envelhecer e sem ter que estar acordados para viagens que podem durar meses.

Em 2016, a NASA financiou a pesquisa de um tipo de animação suspensa onde tripulações inteiras são colocadas em sono criogênico durante as missões espaciais longas. A empresa por trás disso, SpaceWorks, está trabalhando no desenvolvimento de um método para colocar os astronautas em um estado controlado de hipotermia avançada que lhes permitiria hibernar durante as longas viagens pelo espaço.

Até que alguma vez chegaremos a outra estrela? Especialistas acreditam que iremos

“Desde o início da existência humana olhamos para as estrelas e projetamos nossas esperanças e medos, ansiedades e sonhos lá”, disse a pesquisadora Dra. Rachel Armstrong à BBC. Graças ao grande número de teorias, modelos teóricos e métodos que estão sendo concebidos hoje, Armstrong explica, viagens interestelares “não é mais apenas um sonho, isto é uma experiência agora”

Como Carl Sagan uma vez escreveu, “todas as civilizações se tornam ou exploradoras do espaço ou extintas”. É por isso que as viagens interestelares são importantes; quer alcancemos além do nosso sistema solar daqui a cem ou mais de mil anos, o destino da nossa civilização futura depende em última análise do desenvolvimento da tecnologia de viagens interestelares que pode nos levar a distâncias que hoje parecem inimagináveis, e a lugares com os quais só podemos sonhar.

Editor’s Note: Uma versão anterior deste artigo implicava que o projeto Breakthrough Starshot era financiado por um “bilionário russo” chamado Yuri Milner. Enquanto Milner financia o projeto, ele também é um israelense, o que significa que ele é israelo-russo. Este erro foi corrigido desde então para refletir seu status de cidadão dual como um israelense-russo. O IE lamenta este erro.