É um grampo da ficção científica, e algo que muitas pessoas fantasiaram uma vez ou outra: a idéia de enviar naves espaciais com colonos e transplantar a semente da humanidade entre as estrelas. Entre descobrir novos mundos, tornar-se uma espécie interestelar e talvez até encontrar civilizações extraterrestres, o sonho de se espalhar para além do Sistema Solar é aquele que não pode se tornar realidade em breve!
Durante décadas, os cientistas contemplaram como a humanidade poderá alcançar um dia alcançar esse objetivo elevado. E a gama de conceitos que eles apresentam apresenta muitos prós e contras. Esses prós e contras foram levantados em um estudo recente de Martin Braddock, membro da Sociedade Astronômica Mansfield e Sutton, membro da Royal Society of Biology e membro da Royal Astronomical Society.
O estudo, intitulado "Conceitos para viagens espaciais profundas: de unidades de dobra e hibernação a navios e criogênicos mundiais", apareceu recentemente na revista científica Tendências Atuais em Engenharia Biomédica e Biociências (uma publicação da Juniper Journals). Como Braddock indica em seu estudo, a questão de como os seres humanos poderiam explorar os sistemas estelares vizinhos se tornou mais relevante nos últimos anos, graças às descobertas de exoplanetas.
Como analisamos em um artigo anterior, “Quanto tempo levaria para viajar até a estrela mais próxima?”, Existem inúmeras maneiras propostas e teóricas de viajar entre nosso Sistema Solar e outras estrelas da galáxia. No entanto, além da tecnologia envolvida e do tempo que levaria, também existem implicações biológicas e psicológicas para as equipes humanas que precisam ser levadas em consideração de antemão.
E, graças à maneira como o interesse público na exploração espacial foi renovado nos últimos anos, as análises de custo-benefício de todos os métodos possíveis estão se tornando cada vez mais necessárias. Como o Dr. Braddock disse à Space Magazine por e-mail:
"As viagens interestelares tornaram-se mais relevantes por causa do esforço conjunto para encontrar maneiras, em todas as agências espaciais, de manter a saúde humana em viagens espaciais" curtas "(2-3 anos). Com as missões de Marte razoavelmente à vista, a morte de Stephen Hawking destacando uma de suas muitas crenças de que deveríamos colonizar o espaço profundo e a determinação de Elon Musk de minimizar o desperdício em viagens espaciais, juntamente com visões renascidas de acessórios `` aparafusados '' para a ISS (o Bigelow expansível módulo) evoca alguns conceitos imaginativos ".
No total, o Dr. Braddock considera cinco meios principais para montar missões tripuladas em outros sistemas estelares em seu estudo. Isso inclui viagens superluminais (aka / FTL), regimes de hibernação ou estase, engenharia de senescência insignificante (também conhecida como anti-envelhecimento), navios mundiais capazes de suportar várias gerações de viajantes (também conhecidos como navios de geração) e tecnologias de congelamento cogênico.
Para viagens FTL, as vantagens são óbvias e, embora permaneça inteiramente teórico neste momento, existem conceitos sendo investigados hoje. Um notável conceito de FTL - conhecido como Alcubierre Warp Drive - está atualmente sendo pesquisado por várias organizações, que incluem a Fundação Tau Zero e o Laboratório de Física de Propulsão Avançada: Eagleworks (APL: E) no Johnson Space Center da NASA.
Para quebrá-lo sucintamente, esse método de viagem espacial envolve esticar o tecido do espaço-tempo em uma onda que (em teoria) faria com que o espaço à frente de uma nave se contraísse e o espaço atrás dela se expandisse. O navio passaria por essa região, conhecida como "bolha de dobra", pelo espaço. Como o navio não está se movendo dentro da bolha, mas está sendo transportado à medida que a própria região se move, os efeitos relativísticos convencionais, como a dilatação do tempo, não se aplicariam.
Como o Dr. Brannock indica, as vantagens de um sistema de propulsão incluem a capacidade de obter viagens FTL "aparentes" sem violar as leis da Relatividade. Além disso, um navio que viaja em uma bolha de dobra não precisaria se preocupar em colidir com detritos espaciais e não haveria limite superior à velocidade máxima atingível. Infelizmente, as desvantagens deste método de viagem são igualmente óbvias.
Isso inclui o fato de que atualmente não há métodos conhecidos para criar uma bolha de distorção em uma região do espaço que ainda não a contém. Além disso, seriam necessárias energias extremamente altas para criar esse efeito, e não há maneira conhecida de um navio sair de uma bolha de urdidura depois de entrar. Em suma, FTL é um conceito puramente teórico por enquanto e não há indicações de que passará da teoria para a prática em um futuro próximo.
"A primeira [estratégia] é a viagem FTL, mas as outras estratégias aceitam que a viagem FTL é muito teórica e que uma opção é prolongar a vida humana ou se envolver em viagens de várias gerações", disse o Dr. Braddock. "O último poderia ser alcançado no futuro, dada a disposição de projetar uma embarcação grande o suficiente e o desenvolvimento da tecnologia de propulsão para atingir 0,1 x c."
Em outras palavras, é improvável que os conceitos mais plausíveis para viagens espaciais interestelares atinjam velocidades superiores a dez por cento a velocidade da luz – cerca de 29.979.245,8 m / s (~ 107.925.285 km / h; 67.061.663 mph). Este ainda é um muito ordem alta, considerando que a missão mais rápida até hoje foi a Helios 2 missão, que atingiu uma velocidade máxima de mais de 66.000 m / s (240.000 km / h; 150.000 mph). Ainda assim, isso fornece uma estrutura mais realista para trabalhar dentro.
No que diz respeito aos regimentos de hibernação e estase, as vantagens (e desvantagens) são mais imediatas. Para iniciantes, a tecnologia é realizável e tem sido extensivamente estudada em prazos mais curtos para humanos e animais. Neste último caso, os ciclos naturais de hibernação fornecem a evidência mais convincente de que a hibernação pode durar meses sem incidentes.
As desvantagens, no entanto, se resumem a todas as incógnitas. Por exemplo, existem os riscos prováveis de atrofia tecidual resultantes de longos períodos de tempo gastos em um ambiente de microgravidade. Isso pode ser mitigado pela gravidade artificial ou por outros meios (como eletroestimulação dos músculos), mas é necessária uma pesquisa clínica considerável antes que isso possa ser tentado. Isso levanta uma série de questões éticas, uma vez que esses testes representariam seus próprios riscos.
As estratégias para a senescência negligenciável projetada (SENS) são outra avenida, oferecendo o potencial para os seres humanos combaterem os efeitos dos voos espaciais de longa duração, revertendo o processo de envelhecimento. Além de garantir que a mesma geração que embarcou no navio seria a única a chegar ao seu destino, essa técnica também tem o potencial de impulsionar a pesquisa em terapia com células-tronco aqui na Terra.
No entanto, no contexto de voos espaciais de longa duração, vários tratamentos (ou contínuos ao longo do processo de viagem) provavelmente seriam necessários para alcançar o rejuvenescimento total. Uma quantidade considerável de pesquisas também seria necessária antecipadamente, a fim de testar o processo e abordar os componentes individuais do envelhecimento, mais uma vez levando a uma série de questões éticas.
Depois, existem naves espaciais (também conhecidas como naves de geração), onde as naves autônomas e autossustentáveis são grandes o suficiente para acomodar várias gerações de viajantes espaciais. Esses navios dependeriam da propulsão convencional e, portanto, levariam séculos (ou milênios) para alcançar outro sistema estelar. As vantagens imediatas desse conceito é que ele cumpriria dois objetivos principais da exploração espacial, que seria manter uma colônia humana no espaço e permitir a viagem a um exoplaneta potencialmente habitável.
Além disso, uma nave de geração contaria com conceitos de propulsão atualmente viáveis, e uma tripulação de milhares multiplicaria as chances de colonizar com sucesso outro planeta. Obviamente, o custo de construção e manutenção de grandes naves espaciais seria proibitivo. Existem também os desafios éticos e morais de enviar equipes humanas para o espaço profundo por períodos tão longos.
Por exemplo, existe alguma garantia de que a equipe não enlouqueceria e se mataria? E, finalmente, há o fato de que navios mais novos e mais avançados seriam desenvolvidos na Terra nesse meio tempo. Isso significa que uma nave mais rápida, que partiria da Terra mais tarde, seria capaz de ultrapassar uma nave de geração antes de atingir outro sistema estelar. Por que gastar tanto em um navio quando é provável que se torne obsoleto antes de chegar ao seu destino?
Por fim, há a criogenia, um conceito que tem sido explorado extensivamente nas últimas décadas como um possível meio para prolongar a vida e viajar no espaço. De muitas maneiras, esse conceito é uma extensão da tecnologia de hibernação, mas se beneficia de vários avanços recentes. A vantagem imediata desse método é que ele responde por todas as limitações atuais impostas pela tecnologia e por um universo relativista.
Basicamente, não importa se FTL (ou velocidades acima de 0,10 c) são possíveis ou quanto tempo uma viagem levará, pois a tripulação ficará adormecida e perfeitamente preservada durante o período. Além disso, já sabemos que a tecnologia funciona, como demonstrado pelos recentes avanços em que tecidos de órgãos e até organismos inteiros foram aquecidos e vitrificados após serem congelados criogênicamente.
No entanto, os riscos também são maiores do que com a hibernação. Por exemplo, os efeitos a longo prazo do congelamento criogênico na fisiologia e no sistema nervoso central de animais e humanos de ordem superior ainda não são conhecidos. Isso significa que testes extensivos e testes em humanos seriam necessários antes de serem tentados, o que mais uma vez suscita uma série de desafios éticos.
No final, existem muitas incógnitas associadas a todo e qualquer método potencial de viagem interestelar. Da mesma forma, muito mais pesquisa e desenvolvimento são necessários antes que possamos dizer com segurança qual deles é o mais viável. Enquanto isso, Braddock admite que é muito mais provável que qualquer viagem interestelar envolva exploradores robóticos usando a tecnologia de telepresença para nos mostrar outros mundos - embora eles não possuam o mesmo fascínio.
"Quase certamente, e isso revisita o conceito inicial das sondas de replicação de von Neumann (menos a replicação!)", Disse ele. “A Cube Sats ou algo semelhante pode muito bem alcançar esse objetivo, mas provavelmente não envolverá a imaginação do público tanto quanto as viagens espaciais humanas. Acredito que Sir Martin Rees tenha sugerido o conceito de um dispositivo semi-humano de IA ... também de alguma maneira. ”
Atualmente, existe apenas uma missão proposta para enviar uma nave espacial interestelar a um sistema estelar próximo. Seria a Breakthrough Starshot, uma proposta para enviar um nanocraft a laser para Alpha Centauri em apenas 20 anos. Depois de ter sido acelerada para 4.4704.000 m / s (160.934.400 km / h; 100 milhões de mph), 20% a velocidade da luz, esta nave realizaria um sobrevôo de Alpha Centauri e também seria capaz de transmitir imagens domésticas do Proxima b.
Além disso, todas as missões que envolvem se aventurar no Sistema Solar externo consistem em orbitais e sondas robóticas e todas as missões tripuladas propostas são direcionadas ao envio de astronautas de volta à Lua e a Marte. Ainda assim, a humanidade está apenas começando a explorar o espaço e certamente precisamos terminar de explorar nosso próprio Sistema Solar antes que possamos contemplar a exploração além dele.
No final, será necessário muito tempo e paciência antes que possamos começar a nos aventurar além do Cinturão de Kuiper e da Nuvem de Oort para ver o que está por aí.
