Físicos apresentam plano ambicioso para enviar uma sonda além do espaço interestelar
Aqui está a ilustração inspirada no conceito de uma missão interestelar utilizando feixes de elétrons relativísticos para impulsionar uma espaçonave equipada com avançados instrumentos científicos. Créditos:DALL-E Imagem criada por IA
Enviar uma espaçonave para outra estrela é um dos maiores desafios da ciência espacial moderna. Apesar das dificuldades, cientistas e engenheiros continuam trabalhando em soluções inovadoras para superar esses obstáculos.
Entre as iniciativas mais notáveis estão o projeto Breakthrough Starshot e a Tau Zero Foundation, ambas focadas em um tipo específico de propulsão: o uso de energia transmitida por feixes, conhecida como propulsão de potência direcionada.
Um Novo Conceito de Propulsão
Em um artigo recente, Jeffrey Greason, presidente do conselho da Tau Zero Foundation, e Gerrit Bruhaug, físico do Laboratório Nacional de Los Alamos especializado em física de lasers, exploram a possibilidade de utilizar feixes de elétrons relativísticos para impulsionar espaçonaves. Esse conceito, denominado Sunbeam, apresenta uma abordagem promissora para enviar sondas interestelares a velocidades significativas.
Uma das principais questões no design de missões desse tipo é o peso da espaçonave. Projetos como o Breakthrough Starshot propõem sondas extremamente leves, equipadas com grandes “asas solares”, que seriam impulsionadas por um feixe de laser em direção a Alpha Centauri. No entanto, sondas tão pequenas enfrentam limitações significativas na coleta de dados científicos quando chegam ao destino, sendo mais demonstrações tecnológicas do que missões científicas completas.
O artigo de Greason e Bruhaug, por outro lado, analisa a viabilidade de sondas maiores, de até 1.000 kg – comparáveis em tamanho às sondas Voyager, lançadas na década de 1970. Com tecnologias mais avançadas disponíveis atualmente, seria possível equipar essas sondas com instrumentos científicos e sistemas de controle muito mais sofisticados.
Por Que um Feixe de Elétrons?
Enquanto o Breakthrough Starshot planeja utilizar feixes de laser no espectro visível, a proposta de Greason e Bruhaug considera o uso de feixes de elétrons relativísticos. Essa escolha apresenta várias vantagens. Primeiramente, acelerar elétrons a velocidades próximas à da luz é relativamente fácil em comparação com outros tipos de partículas. Além disso, um fenômeno conhecido como pinçamento relativístico, observado em aceleradores de partículas, minimiza a repulsão entre os elétrons, permitindo que o feixe mantenha sua coerência e força a distâncias extremas.
De acordo com os cálculos apresentados no artigo, esse tipo de feixe poderia fornecer propulsão efetiva até 1.000 unidades astronômicas (UA) – muito além do alcance de qualquer sistema de propulsão conhecido. No final do período de aceleração, uma sonda de 1.000 kg poderia atingir até 10% da velocidade da luz, possibilitando uma viagem até Alpha Centauri em cerca de 40 anos.
Desafios Tecnológicos
Apesar das promessas, a implementação desse conceito enfrenta inúmeros desafios. Um dos principais é a geração de um feixe de alta energia capaz de sustentar a propulsão a longas distâncias. Para uma sonda a 100 UA, seria necessário um feixe com energia de até 19 gigaelétron-volts – um valor elevado, mas dentro das capacidades da tecnologia atual, como demonstrado pelo Grande Colisor de Hádrons (LHC).
Outro aspecto crítico é a captura dessa energia no espaço. Os autores sugerem o uso de uma plataforma chamada statite solar. Este dispositivo ficaria estacionado próximo ao Sol, utilizando uma combinação da pressão da luz solar e de campos magnéticos para equilibrar sua posição no intenso campo gravitacional solar. O statite também seria protegido por um escudo solar massivo, permitindo operar em temperaturas extremas.
Essa plataforma seria posicionada a uma distância similar à da sonda Parker Solar Probe, que já demonstrou a viabilidade de construir materiais capazes de suportar o calor próximo ao Sol.
Viagem Interestelar: Ficção ou Realidade?
Embora grande parte desse conceito ainda esteja no campo da ficção científica, a ideia demonstra que é possível planejar missões interestelares viáveis com avanços relativamente modestos nas tecnologias existentes. Os autores, que discutiram a proposta inicialmente no servidor Discord ToughSF – um espaço para entusiastas de ficção científica –, mostram que o sonho de explorar estrelas próximas pode estar mais próximo de se tornar realidade.
Essa abordagem inovadora destaca a criatividade e a ambição dos cientistas na busca por respostas para um dos maiores desafios da humanidade: alcançar as estrelas.
