Interestelar
Créditos: Interestelar
Entende-se por viagem interestelar a passagem para o vácuo total, fora dos campos de atração dos sistemas solares ou seja, uma viagem em que (pelo menos teoricamente) se abandonou o campo delimitado pela influência gravítica e consequentemente orbital de uma estrela, para se alcançar um espaço “entre as estrelas”, ou entre os sistemas solares.

Sair para o Espaço Interestelar é passar a órbita de Plutão, de um eventual Planeta X (ainda não observado, mas do qual se suspeita a existência), de Última Thule na Cintura de Kuiper, e por fim da zona de objectos planetesimais (corpos rochosos ou gelados, criados na altura da formação do nosso sistema solar), zona essa conhecida como “Nuvem de Oort” (que está localizada a cerca de 1 ano de luz da Terra). cHegamos à Nuvem de Oort atravessando a Heliosfera, para finalmente entrar no vácuo quase total, até por fim atingir a influência gravitacional de outro sistema solar (o sistema solar mais próximo do nosso é Alpha Centauri, localizado a 4,2 anos de luz da Terra).

Na foto seguinte recordamos a passagem da sonda New Horizons (de 30 Kg) lançada a 19 de Janeiro de 2006, a partir de um lançador Atlas V 551 baseado na estação da Força Aérea do Cabo Canaveral. A sonda sobrevoou Plutão a 14 de julho de 2015, após nove anos e meio de viagem interplanetária, alcançando o seu ponto mais próximo da superfície do planeta gelado a cerca de 12 500 km de distância, às 12h49min UTC, e a uma velocidade de 45 000 km/hora.

Este é o corpo celeste conhecido, mais distante da Terra.

Biosfera Interestelar
Créditos: New Horizons/NASA Legenda: Foto tirada a 6,628 quilómetros de Ultima Thule a 6.6 bilhões de quilómetros da Terra.

Passando a Heliosfera e a Nuvem de Oort…

A Heliosfera é uma região periférica do Sol, preenchida por vento solar. A Heliosfera estende-se até 100 unidades astrómicas (UA = 149 597 870 700 metros), para além do Sistema Solar, e conjuntamente com a Nuvem de Oort, estabelece os limites para início do Espaço Interestelar.
Esta conclusão provém dos dados recolhidos pelo Programa Pioneer (as sondas Pioneer 10 e 11), e pelo Programa Voyager (as sondas Voyager 1 e 2 – ver aqui a sua monitorização em tempo real), que tal como a sonda New Horizons voaram até ao Espaço Interestelar.
Nada se compara a uma viagem Interestelar. Enquanto que uma viagem Interplanetária (entre os planetas do nosso sistema solar, dura entre meses até uma década, sair do nosso sistema solar leva pelo menos 1 ano de luz, e depois entramos num vácuo quase total composto de radiação, micro-meteoritos  e imponderabilidade.
Essencialmente, o desafio do Espaço Interestelar é vácuo e, de longa duração.

 

Mas há sondas que estão no Espaço Interestelar…

As Voyager por exemplo são naves com 42 anos de existência, e estão a voar no Espaço Interestelar.

Para percebermos bem o que isto quer dizer, a unidade astronómica pode ser definida como a distância média entre a Terra e o Sol, cujo valor definido aproximado é 150 000 000 km. Por isso em 2012, a União Astronómica Internacional definiu este valor padrão de 150 milhões de Km, por uma questão de conveniência (uma vez que os valores em Km são grandes demais).

Em 2006 a Voyager 1 ultrapassou as 100 unidades astronómicas (cerca de 14 horas-luz) do Sol e estando a agora a sair do “Sistema Solar”, quase 30 anos após a sua partida. Esta sonda terá saído da Heliosfera em Agosto de 2012, e encontra-se agora a 125 UA da Terra.

Estas sondas foram concebidas para durarem pelo menos 60 anos (e metade já passou), e embora esta distância nos pareça longe, infelizmente as Voyager continuam bastante perto de nós…

A Voyager 1 é a sonda espacial mais rápida que foi construída até hoje, alcançando uma velocidade de 77,3 km/s ou 278.280 km/h, ou ainda se quisermos 0,0257% da velocidade da luz, uma vez que a velocidade da luz corresponde a 1.079.252.848,8 km/hora.

E porque se mantêm tão perto de nós? Porque a esta velocidade demoraria 16.342 anos a chegar ao sistema solar mais próximo do nosso, o já referido Alpha Centauri.

Naves para nos levar às estrelas!

“Voar” até ás estrelas, é navegar no Espaço a caminho de outro sistema solar. E sendo as distâncias aquelas que explicámos no ponto anterior, o primeiro desafio que se coloca é de facto o da propulsão da nave espacial.

A dificuldade em encontrar propulsão suficiente para concretizar viagens de longo curso em “Deep Space”, levaram-nos a procurar soluções pouco convencionais… Primeiramente o Orion Project foi um programa desenvolvido na década de 1950, que estudava a utilização de bombas nucleares, para serem detonadas nas traseiras da nave espacial, e assim criarem no vácuo uma onda de choque que servisse de propulsão exterior.

Esta solução foi encarada com seriedade durante bastante tempo, e até se pensou que fosse a solução para um dia chegar até Marte. Um documentário de 2003 feito pela BBC tem o nome de “To Mars by A-Bomb: The Secret History of Project Orion”.

O vídeo seguinte mostra-nos essas experiências realizadas no âmbito do Orion.

Também as velas solares foram encaradas como uma solução viável, tendo sido desenvolvidas pela Planetary Society, pela agência espacial japonesa (JAXA), e pelo projecto Starshot de Stephen Hawking.

No projecto Starshot, Stephen Hawking defendeu que uma vela solar acelerada por laser baseados no Espaço, poderia atingir o sistema solar mais próximo (Alpha Centauri) em apenas 20 anos. A questão é que a velocidade que conseguiríamos atingir no vácuo iria impedir a sonda de abrandar quando chegasse ao seu destino, com o objectivo de o poder estudar.

O vídeo seguinte explica como funciona uma vela solar.

 

Vencer o Espaço Interestelar para criar colónias.

Quando for possível levar missões tripuladas para o Espaço Interestelar, não será certamente para ir e voltar no mesmo dia (ou pelo menos não de início).

Usemos um exemplo temporal: Os mamutes extinguiram-se à 5.600 anos fruto da depredação humana. Também o Smilodon (mais conhecido como o Tigre Dentes de Sabre), viveu até à 11.000 anos atrás. Nesta altura ambas as espécies eram o adversário do homem, que no final da Idade do Gelo os caçava com lanças de madeira.

Se compararmos o tempo que a nave espacial mais veloz construída até ao momento, levaria até ao Sistema Solar mais próximo ou seja, se a Voyager 1 navegando no Espaço Interestelar a 77,3 km/s ou 278.280 km/h, demoraria 16.342 anos a chegar a Alpha Centauri significa que comparativamente deveríamos ter começado a viajar no Espaço 5000 anos antes do Tigre Dentes de Sabre ter sido extinto (quando éramos homens pré-históricos), para agora estarmos a chegar a Alpha Centauri…

Como tal uma viagem desta envergadura requer naves espaciais multigeracionais, que só podem ter como objectivo o estabelecimento de uma colónia num ponto afastado do Espaço.

Usando uma imagem bíblica, a viagem Iterestelar é uma Arca de Noé ou uma Arca Interestelar, que tem como objectivo o estabelecimento de uma colónia. Por esta razão têm sido estudados ecossistemas fechados de suporte de vida, com o intuito de no futuro tornar esta realidade exequível.

A Biosfera 2

Foi aliás assim que o Projecto Biosfera 2 tomou vida. Um ecossistema fechado, construído no Deserto do Arizona nos EUA em 1986. O Biosfera 2 tinha como objectivo testar as condições de habitabilidade numa eventual Arca Multigeracional.

Esta ideia não foi uma ideia nova. De facto foi explorada pela Ficção Científica ou Ficção Especulativa na obra de Robert A. Heinlein em os “Órfãos do Céu” (Orphans of the Sky), e por E.C. Tubb em “Star Ship”, mas com maus resultados, caindo as tripulações no “barbarismo”, dado o tempo de viagem que serviu para descaracterizar as funções sociais da colónia de humanos.

A foto seguinte mostra o interior da Biosfera 2, experiência realizada no Arizona.

Biosfera 2 Interestelar
Créditos: Colin Marquardt Legenda: Biosphere2

Materialmente fechada (nada sai nem nada entra), embora aberta a energia solar (tal como o planeta Terra) a Biosfera 2 corta o contacto totalmente com a Biosfera 1 (o próprio planeta Terra).

Esta experiência acabou por falhar, deixando-nos a consciência de que estamos ainda longe de realizar uma viagem interestelar como podemos ver na série Startrek.

De facto a Biosfera 2 debateu-se com problemas de renovação de oxigénio, que nunca conseguiu produzir em quantidade suficiente para os 8 membros desta experiência. Contudo esta experiência da Space Biosphere Ventures que custou 180 milhões de dólares de investimento, trouxe insights preciosos à NASA que ainda não abandonou a ambição de podermos voar para o Espaço Interestelar no futuro.

Legenda: Exterior da Biosphere2

Sabemos já que é um desafio complicado, uma vez que num espaço de 12.000 metros quadrados, com uma floresta húmida e 3.800 espécies animais e vegetais introduzidas, 4.000.000 litros de água, um pantanal, um deserto e uma savana, mesmo assim não foi possível reciclar a água e o ar necessários, e as plantações foram atacadas por pragas. Das 25 espécies originais de animais utilizadas no projeto apenas 6 sobreviveram. E ainda para grande surpresa (e facto para o qual ainda não se tem uma explicação), sobreviveu uma quantidade exageradamente grande de baratas.

Pode visitar-se o projecto Biosfera 2 neste site, e o vídeo seguinte Jane Poynter conta a sua experiência de 2 anos e 20 minutos dentro na Biosfera 2.

 

Mas recentemente…

Recentemente no 70º Congresso Astronáutico Internacional que decorreu em Washington, D.C. em Outubro deste ano, os cientistas defenderam a construção de uma sonda interestelar (e que a ser tripulada, deveria ser pensada para a década de 2070).

Depois de se abordar as descobertas das sonda Voyager, o moderador Ralph McNutt, cientista-chefe do Departamento Espacial do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, pediu a todos os nascidos depois de 1990 que se levantassem. Mais ou menos um terço das pessoas da sala levantaram-se e McNutt explicou que o grupo que agora estava de pé, será a geração que vai assumir o controlo de qualquer missão interestelar que seja lançada por cientistas no futuro.

Resta-nos agora esperar pelos resultados dessa missão, com a tecnologia de ponta da que entretanto estamos a desenvolver.

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