propulsão exótica

Em um artigo de 1957 , o cosmólogo Hermann Bondi considerou a possibilidade de um objeto com massa negativa criar uma força repulsiva da gravidade. Quando colocado próximo a uma massa positiva, ele a repeliria, mas a massa positiva atrairia a massa negativa. Se as duas massas forem iguais, mas de sinais opostos, o par irá acelerar na mesma direção indefinidamente. A energia cinética total seria zero, consistentemente com a conservação de energia.

Se a massa positiva for um planeta parecido com a Terra, esse motor pode acelerar a 1g , a aceleração confortável que sentimos na superfície da Terra. Incluir passageiros feitos de material deste planeta, como humanos, não tem custo. Acelerar a 1 g por um ano inteiro levaria o planeta à velocidade da luz. A aceleração constante por várias décadas permitiria ao planeta atravessar todo o Universo durante a vida dos passageiros, graças à dilatação do tempo experimentada muito próxima da velocidade da luz.

O único componente que falta no motor que nos permitiria fazer tal jornada é a massa negativa. Robert Forward escreveu um artigo sobre a oportunidade oferecida por esse conceito de propulsão em 1990, e atualmente sou co-autor de um artigo que mostra como projetar um objeto de massa negativa a partir de um campo escalar, consistentemente com a Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein .

Existem outros métodos para atingir a velocidade da luz? Uma abordagem menos hipotética é usar uma vela leve, ou seja, uma membrana fina empurrada pela luz refletida. No conceito Starshot para o qual presido o conselho consultivo científico, uma carga útil em escala de grama em uma vela de tamanho humano é empurrada por um feixe de laser de 100 giga-Watt por alguns minutos a uma fração da velocidade da luz em uma distância que é 5 vezes mais distante que a Lua. A NASA está atualmente desenvolvendo velas solares como um método de propulsão futurista para a exploração espacial.

Se outra civilização se envolvesse na propulsão a laser de cargas massivas entre planetas habitáveis ​​como a Terra e Marte, poderíamos ver o flash de luz quando os dois planetas estivessem orientados ao longo de nossa linha de visão. Em um artigo de 2015 com meu ex-pós-doutorado, James Guillochon, calculamos as características do flash de luz resultante como uma assinatura técnica interessante.

É possível que velas leves semelhantes a Starshot estejam passando perto da Terra sem que percebamos? Os astrônomos treinam seus telescópios em asteróides ou cometas do sistema solar que se movem dez mil vezes mais devagar que a luz. Se uma sonda Starshot passasse, telescópios de pesquisa como o Pan-STARRS , o Zwicky Transient Facility ou o próximo Observatório Vera C. Rubin , na melhor das hipóteses, o veriam uma vez e os astrônomos ignorariam os dados escassos. Além disso, um objeto do tamanho de uma pessoa só pode ser detectado se colidir com a Terra e produzir uma bola de fogo a partir de seu atrito com a atmosfera. Em um artigo recentecom meu aluno Amir Siraj, mostramos que uma rede global de várias centenas de câmeras ópticas de todo o céu com uma resolução de tempo de um décimo de milissegundo seria capaz de detectar meteoros Starshot movendo-se perto da velocidade da luz.

Uma sonda tecnológica colidindo com um planeta poderia sobreviver à entrada na atmosfera se estiver equipada com um pára-quedas ou cercada por um invólucro blindado. Os primeiros meteoros interestelares, IM1 e IM2, foram detectados através de suas bolas de fogo. Se encontrarmos algum equipamento no fundo do oceano na próxima expedição para recuperar as relíquias do IM1, saberemos que foi fabricado por uma civilização tecnológica extraterrestre. Com base na recém-determinada elevação da bola de fogo , a resistência do material do IM1 era dez vezes mais resistentedo que todos os 272 meteoros no catálogo CNEOS. Extrapolar a velocidade do IM1 no tempo implica que ele estava se movendo a 60 quilômetros por segundo no espaço interestelar, mais rápido do que 95% de todas as estrelas nas proximidades do Sol. Um motor de foguete químico convencional poderia explicar esse excesso de velocidade. O mecanismo do IM1 pode representar as tecnologias atuais que usamos para sondas interestelares como Voyager 1 e 2, Pioneer 10 e 11 e New Horizons.

Esperamos que, ao estudar objetos interestelares, aprendamos sobre novos métodos de propulsão que facilitarão nossa aventura no espaço interestelar. Conforme observado em meu próximo livro intitulado “ Interstellar ” , estou procurando aprender com uma inteligência superior no espaço sideral o que poderíamos aspirar a ser.

SOBRE O AUTOR

Avi Loeb é o chefe do Projeto Galileo, diretor fundador da Harvard University - Black Hole Initiative, diretor do Institute for Theory and Computation no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e ex-presidente do departamento de astronomia da Harvard University (2011 –2020). Ele preside o conselho consultivo do projeto Breakthrough Starshot e é ex-membro do Conselho de Assessores de Ciência e Tecnologia do Presidente e ex-presidente do Conselho de Física e Astronomia das Academias Nacionais. Ele é o autor do best-seller “ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth ” e co-autor do livro “ Life in the Cosmos ”, ambos publicados em 2021. Seu novo livro, intitulado “ Interstellar ”, tem publicação prevista para agosto de 2023.