p O sonho de viajar para outro sistema estelar, e talvez até encontrando mundos povoados lá, é aquele que preocupa a humanidade há muitas gerações. Mas foi somente na era da exploração espacial que os cientistas foram capazes de investigar vários métodos para fazer uma viagem interestelar. Embora muitos projetos teóricos tenham sido propostos ao longo dos anos, ultimamente tem-se dado muita atenção às sondas interestelares movidas a laser. p O primeiro estudo de design conceitual, conhecido como Projeto Libélula foi apresentado pela Iniciativa para Estudos Interestelares (i4iiS) em 2013. O conceito previa o uso de lasers para acelerar uma vela leve e espaçonaves a 5 por cento da velocidade da luz, alcançando assim Alpha Centauri em cerca de um século. Em um artigo recente, uma das equipes que participaram do concurso avaliou a viabilidade de sua proposta de vela leve e vela magnética.

p O papel, intitulado "Projeto Dragonfly:Sail to the stars, "foi publicado recentemente na revista científica Astra Astronautica . O estudo foi liderado por Tobias Häfner, um graduado da Université Paul Sabatier (UPS) Toulouse e um engenheiro de sistema atual na Open Cosmos Ltd. Ele foi acompanhado por membros da Oxford Space Systems, a Universidade de Pós-Graduação em Estudos Avançados (SOKENDAI), e AKKA Technologies.

p Quando se trata de conceitos de missão interestelar, um dos maiores obstáculos sempre foi o tempo de viagem envolvido. Como mostramos em um artigo anterior, levaria em qualquer lugar de 1, 000 a 81, 000 anos usando a tecnologia atual para chegar a Alpha Centauri. Embora existam vários métodos teóricos que podem oferecer tempos de viagem mais curtos, eles envolvem física que ainda não foi comprovada ou seriam proibitivamente caros.

p Daí o apelo de uma vela de luz, que aproveita os desenvolvimentos recentes em miniaturização para criar uma espaçonave menor e menos cara. Outra vantagem, pelo menos teoricamente, é que essa espaçonave poderia ser acelerada a uma fração da velocidade da luz, e seria, portanto, capaz de cobrir a vasta distância entre nosso sistema solar e a estrela mais próxima em algumas décadas ou um único século.

p Como observado, a i4iS - uma organização voluntária que se dedica a tornar as viagens espaciais interestelares uma realidade em um futuro próximo - lançou o primeiro estudo de projeto conceitual para velas de luz em 2013. Em 2014, foi seguido um concurso para projetar uma espaçonave capaz de alcançando Alpha Centauri dentro de 100 anos usando tecnologias existentes ou de curto prazo.

p Os quatro finalistas apresentaram seus projetos em um workshop realizado na British Interplanetary Society em julho de 2015. O conceito apresentado pela equipe da Technical University of Munich venceu, que então lançou uma campanha Kickstarter para arrecadar dinheiro para seu design. O design apresentado pela equipe da Universidade da Califórnia, San Diego, posteriormente evoluiu para o design de Breakthrough Starshot da Breakthrough Initiatives.

p O autor principal Hafner e seus colegas faziam parte da equipe CranSEDS, que consistia em engenheiros e cientistas da Cranfield University no Reino Unido, o Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia (Skoltech) na Rússia, e UPS na França. Neste último estudo, ele e alguns de seus ex-membros da equipe apresentaram seu conceito de missão como parte de um estudo de viabilidade.

p Por causa deste estudo, eles consideraram todos os aspectos da arquitetura da missão de uma vela de luz. Isso variava desde o tamanho da vela, os materiais usados ​​para construí-lo, o tamanho da abertura do laser, o posicionamento do laser, o peso da espaçonave, e o método usado pela espaçonave para desacelerar assim que se aproximar de seu destino.

p No fim, a arquitetura da missão que eles criaram exigia o uso de 100 GWs de potência do laser para acelerar uma espaçonave de 2.750 kg (~ 6.000 libras) a 5 por cento da velocidade da luz - resultando em um tempo de viagem de cerca de um século até Alpha Centauri. A vela seria composta de uma monocamada de grafeno medindo 29,4 km de diâmetro (18,26 mi), exigindo assim um laser com uma abertura de 29,4 km (18,26 mi) de diâmetro.

p Este laser seria colocado nas proximidades do Sol (tanto no Ponto Lagrange Terra-Sol L1 ou na órbita Cislunar) e seria alimentado por enormes painéis solares. Para desacelerar, a espaçonave lançaria a vela leve e lançaria uma vela magnética consistindo de fios de metal. Esta vela formaria uma estrutura em loop com aproximadamente 35 km (22 mi) de diâmetro e pesando 1000 kg (2200 lbs).

p Uma vez implantado, a vela magnética interceptaria plasma do meio interestelar e vento solar de Alpha Centauri para desacelerar e entrar no sistema. Esta arquitetura, eles concluem, alcançaria um equilíbrio entre massa e velocidade, permitir que a missão alcance Alpha Centauri em pouco mais de 100 anos, e permitir que ele conduza operações científicas na chegada.

p Como eles indicam em seu estudo, este tipo de arquitetura de missão oferece muitas vantagens, não menos importante é o fato de que uma espaçonave maior seria capaz de transportar mais instrumentos e coletar mais dados científicos do que uma espaçonave em escala de gramas (como a nave StarChip da Breakthrough Starshot). Como eles concluíram:

p "Ambas [velas laser e magnéticas] têm o benefício de que nenhum propelente precisa ser transportado na espaçonave ... A missão é baseada em tecnologias que estão atualmente disponíveis ou em desenvolvimento, mas precisariam de grandes melhorias para realmente construir a infraestrutura espacial necessária ... Com uma linha de base de missão multi-espaçonave, o sistema a laser é usado por um período de tempo razoável. As lições aprendidas e os dados coletados com a primeira espaçonave podem ser usados ​​para aprimorar as seguintes. "

p Eles também reconhecem os desafios que tal missão implicaria, que incluem a necessidade de estruturas do tamanho de quilômetros no espaço. Essas estruturas teriam que ser construídas em órbita, o que exigiria o desenvolvimento de instalações de fabricação orbital primeiro. E claro, o laser e outros sistemas cruciais precisarão de mais refinamento e desenvolvimento. No entanto, o conceito, de acordo com seu estudo, é viável e tecnicamente sólido.

p Algum, Contudo, têm suas dúvidas. Por exemplo, lá está o Dr. Claudius Gros, um físico teórico do Instituto de Física Teórica da Goethe University Frankfurt. Gros é um defensor de longa data do uso de tecnologia de vela a laser para construir uma espaçonave interestelar, e conduziu trabalhos teóricos sobre o uso de velas magnéticas para reduzir a velocidade de tal espaçonave.

p Ele também é o fundador do Projeto Genesis, uma proposta para enviar espaçonaves movidas a velas a laser equipadas com fábricas de genes ou cápsulas criogênicas para outros sistemas estelares, onde eles iriam distribuir vida microbiana para "exoplanetas temporariamente habitáveis ​​- ou seja, planetas capazes de sustentar vida, mas não é provável que dê origem a isso por conta própria. Como ele expressou à Universe Today por e-mail:

p "Em relação à desaceleração com um campo magnético, isso não é realmente possível dentro dos parâmetros assumidos. Seria necessária uma vela magnética pesando várias centenas de toneladas para fazer o trabalho quando a nave navega a 5 por cento da velocidade da luz e quando tem que parar em 20 anos, como assumido no presente artigo. Para acelerar uma nave tão pesada, seriam necessários sistemas de lançamento muito mais fortes. "

p O conceito de usar lasers ou velas solares para realizar missões interestelares tem raízes profundas. Contudo, só nos últimos anos é que os esforços para criar tal espaçonave realmente se uniram. Atualmente, existem muitos conceitos que oferecem diferentes arquiteturas de missões, todos eles têm sua parcela de desafios e vantagens.

p Com várias propostas agora em desenvolvimento - o que inclui a proposta de Haefner e de seu colega, o conceito Dragonfly do ii4S e Breakthrough Starshot - será muito interessante ver quais (se houver) dos conceitos de vela de luz atuais tentarão fazer a jornada para Alpha Centauri nas próximas décadas.

p Será algo que chegará lá dentro de nossas vidas, ou aquele que é capaz de enviar de volta mais na forma de dados científicos? Ou poderia ser uma combinação dos dois, um tipo de negócio de curto / longo prazo? Difícil de dizer. A questão é, o sonho de montar uma missão interestelar pode não permanecer um sonho por muito mais tempo.