p Em abril do ano passado, o bilionário Yuri Milner anunciou a iniciativa Breakthrough Starshot. Ele planeja investir 100 milhões de dólares americanos no desenvolvimento de uma vela ultraleve que pode ser acelerada a 20% da velocidade da luz para chegar ao sistema estelar Alpha Centauri em 20 anos. O problema de como desacelerar esse projétil quando ele atinge seu alvo permanece um desafio. René Heller do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Göttingen e seu colega Michael Hippke propõem usar a radiação e a gravidade das estrelas Alpha Centauri para desacelerar a nave. Ele poderia até mesmo ser redirecionado para a estrela anã vermelha Proxima Centauri e seu planeta semelhante à Terra Proxima b. p No recente filme de ficção científica Passageiros , uma enorme espaçonave voa à metade da velocidade da luz em uma jornada de 120 anos em direção ao planeta distante Homestead II, onde seus 5.000 passageiros vão construir uma nova casa. Este sonho é impossível de realizar no estado atual da tecnologia. "Com a tecnologia de hoje, mesmo uma pequena sonda teria que viajar quase 100, 000 anos para chegar ao seu destino, "René Heller diz.

p Apesar dos desafios técnicos, Heller e seu colega Michael Hippke se perguntaram, "Como você poderia otimizar o rendimento científico desse tipo de missão?" Uma sonda tão rápida cobriria a distância da Terra à Lua em apenas seis segundos. Portanto, ele passaria pelas estrelas e planetas do sistema Alpha Centauri em um piscar de olhos.

p A solução é que a vela da sonda seja reimplantada na chegada, de modo que a espaçonave seja desacelerada de forma otimizada pela radiação proveniente das estrelas no sistema Alpha Centauri. René Heller, um astrofísico, um astrofísico trabalhando nos preparativos para a próxima missão Exoplaneta PLATO, encontrou um espírito agradável no especialista em TI Michael Hippke, quem configurou as simulações de computador.

p Os dois cientistas basearam seus cálculos em uma sonda espacial pesando menos de 100 gramas no total, que é montado em 100, Vela de 000 metros quadrados, equivalente à área de 14 campos de futebol. Durante a abordagem de Alpha Centauri, a força de frenagem aumentaria. Quanto maior a força de frenagem, mais efetivamente a velocidade da espaçonave pode ser reduzida na chegada. Vice-versa, a mesma física poderia ser usada para acelerar a vela na partida do sistema solar, usando o sol como um canhão de fótons.

p A minúscula espaçonave precisaria primeiro se aproximar da estrela Alpha Centauri A a cerca de quatro milhões de quilômetros, correspondendo a cinco raios estelares, a uma velocidade máxima de 13, 800 quilômetros por segundo (4,6 por cento da velocidade da luz). Em velocidades ainda mais altas, a sonda simplesmente ultrapassaria a estrela.

p Durante seu encontro estelar, a sonda não seria apenas repelida pela radiação estelar, mas também seria atraído pelo campo gravitacional da estrela. Este efeito pode ser usado para desviá-lo ao redor da estrela. Essas manobras foram realizadas inúmeras vezes por sondas espaciais em nosso sistema solar. "Em nosso cenário de missão nominal, a sonda levaria um pouco menos de 100 anos - ou cerca do dobro do tempo que as sondas da Voyager já estão viajando. E essas máquinas da década de 1970 ainda estão operacionais, "diz Michael Hippke.

p Teoricamente, o autônomo, A vela leve ativa proposta por Heller e Hippke poderia estabelecer uma órbita em torno de Alpha Centauri A e possivelmente explorar seus planetas. Contudo, os dois cientistas estão pensando ainda mais. Alpha Centauri é um sistema estelar triplo. As duas estrelas binárias A e B giram em torno de seu centro de massa comum em uma órbita relativamente próxima, enquanto a terceira estrela, Proxima Centauri, está a 0,22 anos-luz de distância, mais de 12, 500 vezes a distância entre o Sol e a Terra.

p A vela pode ser configurada de modo que a pressão estelar da estrela A freie e desvia a sonda em direção a Alpha Centauri B, onde chegaria depois de apenas alguns dias. A vela seria então desacelerada novamente e catapultada em direção a Proxima Centauri, onde chegaria depois de outros 46 anos - cerca de 140 anos após seu lançamento da Terra.

p Proxima Centauri causou sensação em agosto de 2016, quando astrônomos do European Southern Observatory (ESO) descobriram um exoplaneta companheiro que é tão massivo quanto a Terra e que orbita a estrela em sua chamada zona habitável. Isso torna teoricamente possível a existência de água líquida em sua superfície - a água sendo um pré-requisito fundamental para a vida na Terra.

p "Essa descoberta nos levou a pensar sobre a possibilidade de parar uma vela de luz interestelar de alta velocidade em Proxima Centauri e seu planeta, ", diz René Heller. O pesquisador do Max Planck e seu colega propõem outra mudança na estratégia do projeto Starshot:em vez de um enorme laser faminto de energia, a radiação do Sol poderia ser usada para acelerar uma nanossonda além do sistema solar. "Teria que se aproximar do Sol em cerca de cinco raios solares para adquirir o momento necessário, "Heller diz.

p Os dois astrônomos estão agora discutindo seu conceito com os membros da Breakthrough Starshot Initiative, a quem devem a inspiração para seu estudo. "Nosso novo conceito de missão pode render um alto retorno científico, mas apenas os netos de nossos netos o receberiam. Starshot, por outro lado, funciona em uma escala de tempo de décadas e pode ser realizado em uma geração. Então, podemos ter identificado um longo prazo, conceito de acompanhamento para Starshot, "Heller diz.

p Embora o novo cenário seja baseado em um estudo matemático e simulações de computador, o hardware proposto para a vela já está sendo desenvolvido em laboratórios hoje:“A vela poderia ser feita de grafeno, um filme de carbono extremamente fino e leve, mas megarresistente, “René Heller diz. O filme teria que ser coberto por uma capa altamente refletiva para suportar as condições adversas do espaço profundo e do calor perto da estrela de destino.

p Os sistemas ópticos e eletrônicos teriam que ser minúsculos. Mas se você remover todos os componentes desnecessários de um smartphone moderno, "apenas alguns gramas de tecnologia funcional permaneceriam." Além disso, a nave espacial leve teria que navegar de forma independente e transmitir seus dados para a Terra por laser. Para fazer isso, precisaria de energia, que poderia aproveitar da radiação estelar.

p Breakthrough Starshot, portanto, apresenta desafios assustadores que até agora só foram resolvidos teoricamente. No entanto, "muitas grandes visões na história da humanidade tiveram que lutar com obstáculos aparentemente intransponíveis, "Heller diz." Em breve poderemos estar entrando em uma era em que os humanos podem deixar seu próprio sistema estelar para explorar exoplanetas usando missões de sobrevôo. "