como ir à ALPHA CENTAURI sem QUEBRAR as LEIS DA FÍSICA?

Esse é o Starship da SpaceX, o maior e  mais poderoso foguete já feito na história. E ele… não vai nos levar até Alpha Centauri. Alpha Centauri é o sistema estelar mais próximo de nós, mas ainda assim longe demais pro Starship.

O Starship pode atingir dezenas de milhares de quilômetros por hora. Mas  isso ainda é muito pouco. Nessa escala de velocidade iria demorar cerca  de um milhão de anos pra chegar no seu destino.

E até lá é bem possível que a humanidade já tenha  descoberto uma forma mais rápida que apesar de partir depois do Starship, possa ultrapassá-lo  e chegar bem antes em Alpha Centauri. Isso é, se a humanidade não tiver se  destruído já! …Não seria impossível!

Por isso que nós ainda não lançamos nada até  Alpha Centauri, por que não vale a pena. Porque foguetes, mesmo os mais potentes que podemos  fazer, ainda assim não conseguem ir pra outras estrelas dentro de uma expectativa de vida humana. Estamos falando de idealmente essa viagem se reduzir a apenas algumas décadas! 

E pra chegar nisso, os foguetes precisariam quebrar as leis da física! As leis da física proíbem que foguetes consigam atingir velocidades muito mais altas  por causa de um pequeno detalhe: eles precisam carregar todo seu próprio combustível. Imagina que se você tem uma carga de UM quilo e você quer acelerar ela no espaço, você vai  precisar de uma certa quantidade de combustível.

Porém, o problema é que esse combustível tem massa  por si só. Então você vai precisar de mais um combustível extra. E ele por sua vez vai precisar  de mais um pouco de combustível.

E assim vai indo. Por isso que no lançamento, a massa de foguetes é  quase inteiramente feita de combustível, eles são basicamente um tanque de combustível ambulante. Pra se ter ideia, quando totalmente carregado e abastecido, o Starship pesa cinco mil toneladas,  mas consegue botar em órbita apenas no máximo cento e cinquenta.

Ou seja, apenas três por  cento do seu peso é realmente uma carga útil. E veja que estamos falando de colocar essa  carga em uma órbita baixa pertinho daqui da terra, e não em outro sistema solar. Pra chegar até Alpha Centauri, um foguete precisaria acelerar muito, mas muito mais.

O  que iria precisar de muito mais combustível, que iria aumentar a massa total e requerer  ainda mais e mais e mais… até a gente se dar conta que seria necessário uma quantidade de  combustível maior do que existe no universo. Essa é a “lei fundamental da física” que impede de  foguetes irem tão longe tão rápido: combustíveis têm massa! Porém… nós podemos dar um jeito nisso.

Pra viajar pra outras estrelas sem quebrar nenhuma lei da física nós precisamos pensar em  um outro conceito de viagem espacial, um que nossa nave não precise carregar o próprio  combustível. Nós precisamos de algo como uma vela! Esse é um veleiro, um barco que  é capaz de se mover pelos oceanos terrestres carregando ZERO combustível.

Esse barco faz isso apenas aproveitando a força das moléculas e as pequenas partículas da  atmosfera. Elas se movimentam, se colidem com a vela aberta e empurram a embarcação adiante.  Em outras palavras, o vento move o veleiro.

A vela torna a área de contato do  veleiro muito maior, que permite mais colisões e um empurrão maior e mais eficiente. Além disso, as velas são capazes de escolher uma trajetória. Pro veleiro ir pruma direção, basta  que as velas tenham um certo grau de inclinação, e outras inclinações levam pra outras direções.

O conceito é simples, e de certa forma nós podemos fazer a mesma coisa no espaço! O espaço não tem moléculas ou partículas como aqui na atmosfera terrestre, no espaço na  verdade não tem basicamente nada, é um vácuo. Porém, aqui no nosso sistema solar nós temos algo  muito interessante, temos a luz da nossa estrela.

A luz é feita de fótons, e fótons não têm massa  como nós estamos familiarizados. Mas ainda assim, por se moverem muito rápido, na velocidade da  luz, eles podem exercer uma certa força numa colisão contra uma superfície. É uma força beeem pequena, mas ainda assim ela existe.

Fóton por fóton, colisão por colisão aos poucos é possível empurrar  uma superfície. Pode ser que demore pra ganhar velocidade mas ainda assim é possível! Então aplicando os mesmos conceitos de um veleiro, nós poderíamos ter uma espécie de veleiro no  espaço que ao invés de ser movido pelo vento, é movido pela luz do sol.

Isso  é o que chamamos de vela solar. Velas solares porém tem uma aparência  bem diferente de um veleiro terrestre. Aqui na terra um barco a vela tem ao seu favor as moléculas e partículas da  atmosfera e elas são muito melhores em empurrar coisas do que os fótons.

Isso faz com que um veleiro no mar seja muito mais facilmente empurrado. Ele pode se dar ao luxo  de poder levar consigo muita carga, as velas aqui na terra dão conta de empurrar tudo isso adiante. Já no espaço os fótons dão um empurrãozinho muito mais muito menor.

E pra compensar isso  a carga de uma vela solar precisa ser absurdamente menor do que o de um veleiro. A carga de velas solares precisam ser muito menores do que um barco convencional que você vê  nos oceanos, a carga de velas solares idealmente deve ter um tamanho de no máximo um  microondas, como o da sua cozinha. Esse é o tamanho da ACS3, uma nave da  NASA lançada em órbita no ano passado.

Uma vez que chegou no espaço esse pequeno  objeto que cabia no seu colo, começou a abrir suas velas até chegar na sua extensão  máxima de oitenta metros quadrados. O que seria a área de seis vagas num estacionamento. Isso fez com que a carga, a nave em si, parecesse apenas um pequeno detalhe  perdido no meio das velas gigantes.

Essa é a maior diferença conceitual  entre um veleiro e uma vela solar. Velas solares precisam ser extremamente  leves pra conseguir aproveitar os pequenos empurrõezinhos dos fótons dos raios de sol. Mas apesar de precisarem ser leves, as velas em si precisam ser o maior  possível, pra mais fótons colidirem.

Então aí encontramos um problema,  temos que construir algo grande, com uma grande superfície, mas ainda assim leve. Certamente esse é um desafio de engenharia e vai ser difícil. Mas esse não é um desafio pras  leis da física, não há nada no universo nos proibindo disso, a princípio é plenamente  possível construir uma estrutura como essa.

Inclusive, a NASA está tão confiante que disse  que a tecnologia da ACS3 pode servir como teste pra coisas muito mais ousadas no futuro.  Como velas de dois mil metros quadrados, cerca de meio campo de futebol. Isso seria grande o suficiente pra captar muitos fótons e ser empurrada pra altíssimas velocidades. 

Estou falando de números realmente altos! No futuro podemos abrir uma vela gigante,  porém extremamente leve, e aos poucos receber pequenos empurrõezinhos de fótons. No início, a velocidade vai ser muito baixa, mas depois a nave ia ser acelerada pela luz do  sol por um dia, um mês, ou até anos!

A nossa vela solar poderia ir acumulando velocidade  até atingir velocidades cerca de dez vezes maiores do que qualquer foguete já conseguiu na  história. Porém nem isso pode ser o suficiente. Pra chegar a Alpha Centauri com essa  velocidade, iria demorar cem mil anos, o que é dez vezes mais rápido do que um foguete,  mas ainda assim, é tempo pra caramba!

Muito mais que uma expectativa de vida humana. Isso acontece porque a nossa vela solar enfrentaria um problema. Quanto  mais empurrada pela luz do sol, mas longe ela está do sol.

E quanto maior a  distância, mas fraca é a luz do sol, menos fótons pra continuar empurrando a nossa nave. Essa é uma lei da física que nos proíbe de atingir nosso objetivo, porém há  uma maneira da gente resolver isso. E se ao invés de esperar pelos fótons do sol  empurrarem a vela, a gente mesmo não jogasse o máximo de fótons que pudesse quase de  uma vez pra dar um gigantesco empurrão?

Essa é a proposta de um projeto  ousado chamado Breakthrough Starshot. Esse projeto propõe velas muito pequenas porém  absurdamente leves pesando apenas UM grama. A carga seria um chip do tamanho de uma moeda que  pesaria também apenas UM grama.

Porém, graças à miniaturização da tecnologia, poderia caber  todos os tipos de equipamentos de medição. E pra acelerar uma pequena nave com essa o  Breakthrough Starshot sugere que um conjunto de lasers muito potentes aqui na superfície  terrestre seriam disparados pra acertar precisamente uma vela solar pequena ultraleve. Os lasers iriam disparar uma quantidade incrivelmente concentrada de fótons em pouquíssimo  tempo, apenas cerca de dois minutos.

E por isso esse material da vela teria que refletir noventa  e nove vírgula nove nove nove por cento do laser. Caso contrário, caso reflita menos, e acabe  absorvendo um pouco mais da energia dos lasers, provavelmente a nave iria  fritar quase instantaneamente. Mas caso isso não aconteça, a força descomunal  dos lasers faria com que a vela solar fosse empurrada violentamente em uma aceleração  de por volta de sessenta mil G’s.

Isso é sessenta mil vezes a gravidade terrestre. Por  isso a vela também precisa ser muito resistente. Ou seja, isso seria difícil de construir e  muita coisa poderia dar errado, porém não há uma lei da física que impeça nada disso.

Uma coisa que ajudaria é criar centenas ou milhares de pequenas velas que poderiam  se submeter ao mesmo processo. Muitas poderiam pegar fogo pela energia dos lasers,  muitas se desintegrar pela altíssima força G, ou ainda apenas ir na direção  errada ou qualquer outra coisa. Mas ainda assim, estatisticamente haveria algumas,  nem que sejam poucas, que poderiam superar os desafios e conseguir atingir seu máximo potencial.

Essas sortudas poderiam chegar a centenas de milhões de quilômetros por hora. Essa é uma velocidade completamente fora do comum de tudo que já foi feito na história  da humanidade. Estamos falando de algo mais de dez mil vezes mais rápido que um foguete.

Podendo  atingir vinte por cento da velocidade da luz. Isso seria completamente revolucionário e  poderia chegar a Alpha Centauri em apenas cerca de vinte anos. Finalmente algo  dentro da expectativa de vida humana.

Essas naves quando enfim chegarem ao seu  destino estariam muito rápidas e passariam como uma bala por Alpha Centauri. Depois de décadas de viagem, elas teriam alguns poucos minutos pra cumprir  a parte mais importante de sua missão. Tirar fotos e captar o máximo de informação  possível desse sistema estelar alienígena.

Essa informação então seria apontada direto pra  terra e enviada precisamente até nós. Porém, por estarem tão longe, isso ainda  demoraria mais cerca de quatro anos. E depois de basicamente vinte e cinco  anos nós poderíamos receber imagens das três estrelas desse sistema e  quem sabe de planetas alienígenas.

Com uma certa dose de otimismo, podemos quem sabe  assim vislumbrar o grande futuro da humanidade. Talvez a nossa próxima casa, um planeta  longínquo que vai ser o primeiro de muitos da grande jornada humana pela galáxia. Uma longa  história de expansão que está apenas começando.