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out 14

Debate: Viagens interestelares em velocidades relativísticas X Poeira cósmica

Imagem: Uma visão artística da New Horizons ao se aproximar de Plutão / Caronte. A New Horizons carrega um dispositivo medidor de poeira interplanetária, um projeto de estudantes implementado pela NASA. Crédito: SwRI.

Imagem: Uma visão artística da New Horizons ao se aproximar de Plutão / Caronte. A New Horizons carrega um dispositivo medidor de poeira interplanetária, um projeto de estudantes implementado pela NASA. Crédito: SwRI.

O recente debate entre Jean Schneider (Observatório de Paris) e Ian Costa (Universidade de Londres) sobre viagens interestelares é o tipo de diálogo que gostaríamos de ver mais em fóruns públicos.

Todos esses conceitos fascinantes das viagens interestelares, desde velas a laser e motores a fusão, têm sido catalisadores para o site Centauri Dreams, onde a ordem do dia é manter um olho no debate em curso. Em uma época global de pensamentos de curto prazo e da gratificação imediata através de uma geringonça (gadget) ou outra, ter um olhar abrangente para o empreendimento humano e para onde este se dirige é imperativo. Uma maneira de fazer isso é considerar se a nossa espécie terá ou não um futuro no espaço profundo ou saber que formato este futuro poderia ter. Discussões como as de Schneider e Crawford não só olham para o longo prazo, mas também tentam entender o que poderíamos um dia fazer com nossas tecnologias e se as missões interestelares são realmente viáveis ou não.

Exploração Interestelar é factível?

Poderíamos certamente dizer algo assim: não há regras da física que proíbem o vôo interestelar, mesmo que para realizá-lo no curto prazo da atualidade exigiria a execução de missões extremamente longas através de veículos robóticos com custos tão elevados que prejudicariam sua utilidade potencial, mesmo se tivéssemos a paciência de esperar a sua longa viagem. Devemos ter a esperança que, através da investigação contínua, poderemos aprender a desempenhar melhor as missões. Tal significa compilar os conceitos existentes e os retrabalhar à luz das novas tecnologias, para ver quais são as efetivas possibilidades. Tudo isto é um material fascinante e necessário para a construção das fundações, mesmo que ainda estejamos, provavelmente, a um ou mais séculos de distância do lançamento de uma real missão interestelar.

Como medir o meio interestelar?

Para qualquer empreendimento os primeiros passos têm que obrigatoriamente serem conquistados. Por essa razão, é pertinente nos lembrar do problema da poeira interestelar que Jean Schneider abordou no artigo Reply to ‘A Comment on ‘”The Far Future of Exoplanet Direct Characterization” – the Case for Interstellar Space Probes’. Estamos preocupados com um veículo em movimento rápido (Schneider inicialmente fala de velocidades da ordem de 0,3 c, embora ele e Crawford posteriormente reduzam a velocidade para 0,1 c) e as suas perspectivas de esbarrar com algum grão de poeira interestelar que poderia produzir dano letal a espaçonave. Nós iremos eventualmente necessitar dos dados apurados pelas missões precursoras para as bordas do Sistema Solar e além, para entender como o meio interestelar difere do espaço interplanetário, em termos de poeira.

Flying to Valhalla

“Voando para o Valhalla” por Chales Pellegrino

Desastre em potencial?

Em em seu livro Voando para o Valhalla (Flying To Valhalla), Charles Pellegrino trás um caso vívido de um desastre em potencial:

Voar através do espaço em frações significativas da velocidade da luz é como olhar na direção contrária de um canhão de um super acelerador de partículas. Mesmo um singelo e isolado próton poderá ocasionar uma picada, e mais, os grãos de areia podem ser encarados como torpedos.

Muitas coletas de dados serão necessárias à frente, mas este processo já começou. Atualmente, o que temos? A espaçonave New Horizons está a caminho de Plutão / Caronte e o Cinturão de Kuiper, fazendo leituras úteis através do um dispositivo contador de poeira SDC (Venetia Burney Student Dust Counter), cujo nome, por uma escolha feliz, é uma homenagem a Venetia Burney, a menina de inglesa que deu o nome a Plutão. New Horizons encontra-se agora (14/10/2010) um pouco além da órbita de Urano e está a 2,56 horas -luz de distância (18,156 UA) da Terra.

O estudante Andrew Poppe do departamento de física da Universidade da Colorado em Boulder mostra o instrumento SDC. Andrew faz parte de uma equipe de alunos no Laboratório de Física Atmosférica e Espacial que projetou e construiu o Contador de Poeira que foi instalado na espaçonave New Horizons da NASA, que irá explorar Plutão. Crédito: Glenn Asakawa / Universidade do Colorado

O estudante Andrew Poppe do departamento de física da Universidade da Colorado em Boulder mostra o instrumento SDC. Andrew faz parte de uma equipe de alunos no Laboratório de Física Atmosférica e Espacial que projetou e construiu o Contador de Poeira que foi instalado na espaçonave New Horizons da NASA, que irá explorar Plutão. Crédito: Glenn Asakawa / Universidade do Colorado

Pioneer 10 e 11

Os instrumentos detectores de poeira, que mediram o pó para além da órbita de Júpiter são raros, começando por aqueles instalados nas sondas Pioneer 10 e Pioneer 11, que foram seguidos pelo analisador de poeira a bordo da sonda robótica Cassini, além da contribuição pontual indireta da Voyager 2. Na espaçonave New Horizons o dispositivo contador de poeira é bastante simples, um filme plástico fino sobre uma estrutura de alumínio furada em hexágonos do tamanho de uma bandeja de bolo montada na parte externa da nave. Cada partícula de poeira que atinge o detector dispara um sinal original, permitindo que sua massa seja deduzida. O fato de ser um projeto construído por estudantes (embora implementado com os padrões de engenharia da NASA e instrumentos de vôo construídos profissionalmente) nos trás a emoção de uma missão no espaço profundo, de forma que, assim esperamos, irá estimular os futuros cientistas e engenheiros.

Voyager 2

A sonda Voyager 2 também foi útil nas medições de poeira interplanetária, embora de um modo mais indireto. Embora que as sondas Pioneer carregam dispositivos contadores de poeira, a Voyager 2 mediu os efeitos da poeira espacial através dos efeitos sobre o seu ‘instrumento de ondas de plasma’. O este dispositivo da Voyager 2 foi concebido para medir as partículas carregadas dentro do campo magnético dos planetas gigantes gasosos, no que foi bastante útil, mas também registrou colisões quando a sonda encontrou poeira interplanetária, ao medir o plasma criado pela partícula vaporizada.

Cassini e seu analisador de poeira

A mais sofisticada sonda robótica Cassini levou um Analisador de Poeira Cósmica para medir grãos de poeira interplanetária executou esta atividade desde a sua assistência gravitacional no encontro com Vênus em 1999 até a chegada em Saturno em 2004.

New Horizons e o Cinturão de Kuiper

Será fascinante ver como os dados do coletor de poeira da New Horizons se comparam com as informações das missões anteriores (até agora o que está sendo visto está em acordo com dados das missões Galileo e Ulysses nas vizinhanças de Júpiter). O que nós aprendermos sobre a poeira no Cinturão de Kuiper serão informações inteiramente novas fornecidas pela New Horizons enquanto esta se aventura por esta vasta região do Sistema Solar, dando-nos pistas sobre o que um dia uma missão precursora interestelar poderá encontrar. Além dos potenciais perigos letais, alguns cientistas, entre eles o próprio Schneider, acreditam que a poeira pode se tornar um fator paralisante para a sonda interestelar que se mova a velocidades relativísticas, a cerca 10% ou mais da velocidade da luz. Se este também for o caso, teremos que pensar em uma grave revisão dos conceitos de missão interestelar.

Sobre o tema das missões interestelares nós recomendamos as leituras a seguir (Centauri Dreams):

Fonte

Centauri Dreams: Dust and Fast Missions

Artigo Científico

ArXiv.org: Reply to ‘A Comment on ‘”The Far Future of Exoplanet Direct Characterization” – the Case for Interstellar Space Probes’

Link

Science Daily: Student-Built Dust Counter Breaks Distance Record on New Horizons Mission to Pluto

._._.

9 comentários

1 menção

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  1. migueljrarts.blogspot.com

    Interessante pensar que a sonda New Horizons, sendo impulsionda pela gravidade de jupíter, está indo à plutão a uma velocidade pouco mais de 83.000 kms/hora – impressionante, claro, mas, considerando as escalas astronômicas, muito pouco. A tecnologia atual (propulsão combustível líquido) dificultam/limitam nossas conquistas.
    Como o Hilton comentou acima, talvez “um plasma ao redor do veiculo que facilmente dissolverá qualquer elemento ameaçador” será algo real, tecnologia que dominaremos a talvez dezenas/centenas de anos no futuro, aí sim poderemos chegar a alguns décimos, ou unidades próximas à velocidade da luz, e sem tantos riscos de colisões com micro partículas. Nessa altura, acredito, dominaremos também uma forma de sistema de neutralizador de inércia, o que possibilitaría partirmos de 0.0Km a quem sabe 10.000Km/segundo sem sentir sequer 1G. Alem disso, claro, produziremos nossa própria gravidade dentro da nave, não afetando nossos ossos como acontece hoje em dia em exposições prolongadas a micro gravidade.

  2. André Luiz Neves da Silva

    A Humanidade não pode pensar em ir para outras estrelas enquanto não conseguir um meio barato e seguro para ir a [orbita da Terra. Foguetes são caros e inseguros.O único meio é atraves de um Elevador Espacial.
    http://pt.wikipedia.org/wiki/Elevador_espacial
    ou
    http://www.youtube.com/watch?v=03Q3eHUAJ2k
    Com eles será possivel contruir naves mundos como Rama, mas que voem em baixas velocidades sem perigo para seus ocupantes. A colonização do resto do Universo seria lenta, mas segura.

    1. ROCA

      Condordo. O elevador espacial é uma excelente idéia que, se factível, facilitará em muito a exploração espacial. Esperamos, contudo, que em breve isto deixe de ser apenas uma boa idéia.

  3. Hilton

    O dia em que o homem conseguir viajar a um décimo da velocidade da luz, pode ter certeza que ele desenvolverá algo parecido com um plasma ao redor do veiculo que facilmente dissolverá qualquer elemento ameaçador. Aliás, até já temos conhecimento para isso, só precisamos de mais energia… Energia é a chave para a tecnologia.

  4. Ed

    Um dos posts sugeridos já li, Ricardo, vou ler o outro. Mas antecipo que estamos falando em escalas nano e micro, conceitos que a ciência arqueológica ainda não domina. Realmente seria uma sorte inacreditável uma investigação arqueológica topar logo com uma estrutura dessas, nesse mundão de Deus (que praticamente só é explorado nas superfícies, nem vou entrar nessa questão dos oceanos inexplorados até hoje). E mesmo se já topou, não vejo como iam perceber, dadas as técnicas utilizadas…

  5. Ed

    “espaço”.
    Fiquei pensando, será que esta não foi a alternativa das prováveis inteligências extraterrestres na exploração do nosso planeta, e por isso não conseguimos contato? Estaríamos sendo sondados por micro e/ou nanonaves?

    1. ROCA

      Ed, até agora não há evidências quanto a isto. Lembre-se que se isto já ocorreu no passado encontraríamos resíduos arqueológicos da presença de sondas robóticas exploratórias. Por que só estaríamos sendo observados agora, então? Não vejo muito sentido nisto.

      Sugiro ler: Estarão as civilizações galácticas em ilhas isoladas de um vasto oceano interestelar?

      Este também:
      http://eternosaprendizes.com/2009/08/03/o-paradoxo-de-fermi-foi-recalculado-quantas-civilizacoes-podem-haver-na-nossa-galaxia/

  6. Ed

    Excelente intervenção, Cristiano. Ao que parece nós estamos num tipo de prisão, rodeados de poeira por todos os lados, do qual pensar em soluções para transpor esta barreira e alcançar o espeço profundo se torna uma espécie de exercício mental.

  7. Cristiano

    Concordo com o autor. Esse tipo de discussão deveria ser mais comum em fóruns sobre viagens interestelares. O tamanho da nave (mais o diâmetro, ou “área de impacto frontal”) também deve ser considerado. Aqueles que esperam espaçonaves gigantescas, como a Enterprise, devem esperar bem sentados. A exploração do espaço profundo se dará com micronaves ou nanonaves. Isso provavelmente significa que o homem só sairá virtualmente do nosso sistema solar, com vantagens mais que claras (como a ausência de vítimas em caso de impacto em velocidade subluminal com um grão de poeira). Navegar é preciso, morrer não é preciso.

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