Em que tipo de tecnologias verdes podemos contar para nos levar a planetas distantes? Veja mais fotos de ciências verdes. iStockphoto / Thinkstock Em 20 de julho, 1969, quatro dias após o lançamento ao espaço, o módulo de comando e serviço da Apollo 11 Columbia pousou na lua da Terra. As pessoas assistiram à televisão e sintonizaram estações de rádio para acompanhar a aterrissagem dramática. Foi o resultado de anos de muito trabalho e treinamento. Projetar um veículo capaz de transportar humanos à Lua e de volta à Terra com segurança foi um desafio.
O Columbia voltou em segurança para a Terra em 21 de julho, 1969. Toda a missão durou 195 horas, 18 minutos e 35 segundos - um pouco mais de oito dias. A distância da Terra à lua em julho de 1969 era de aproximadamente 222, 663 milhas (358, 342 quilômetros). Isso pode fazer seu deslocamento diário parecer insignificante, mas ainda é só um salto, pule e dê um pulo em comparação com uma visita a um planeta vizinho.
Uma viagem a Vênus, Planeta vizinho mais próximo da Terra, exigiria que você cruzasse 0,6989 unidades astronômicas de espaço em média. Isso é pouco menos de 65 milhões de milhas ou cerca de 104,5 milhões de quilômetros. E as condições em Vênus não são ideais para uma fuga - a temperatura da superfície do planeta é de 460 graus Celsius (860 graus Fahrenheit). A melhor aposta de férias é uma viagem a Marte ou uma de suas luas, mas eles estão ainda mais distantes.
Com essas vastas distâncias em mente, é importante criar sistemas eficientes que usem o mínimo de recursos possível. De outra forma, decolar pode se tornar um problema. Por sua própria natureza, as viagens interplanetárias precisam ser verdes para funcionar. Temos cinco tecnologias, não listado em qualquer ordem particular, que poderia ajudar os humanos a alcançar o objetivo surpreendente de colocar os pés em outro planeta.
Uma câmara cyrogenic projetada para testar propelentes Cortesia NASA É preciso muitos recursos para colocar um veículo no espaço. Nem todos esses recursos são inofensivos. Hidrazina, usado em combustível de foguete, é um poderoso propelente. Mas também é tóxico e corrosivo. Organizações como a NASA estão agora procurando alternativas para o propelente verde à hidrazina.
Idealmente, o novo propelente seria menos perigoso de manusear do que o combustível de foguete atual, reduzindo os custos de organização de uma viagem espacial. Ele também deve se dividir em componentes inofensivos, eliminando o risco de poluir o meio ambiente.
Desejar uma alternativa verde à hidrazina não faz um novo propelente aparecer magicamente. É por isso que a NASA convidou empresas e organizações para apresentar demonstrações tecnológicas de propelentes alternativos. Em fevereiro de 2012, A NASA anunciou que aceitaria propostas até o final de abril. Uma proposta vencedora pode render até US $ 50 milhões.
Reduzir o impacto ambiental dos lançamentos é um grande trabalho. Para lançar um ônibus espacial em órbita, A NASA usou dois propulsores de foguetes sólidos, cada um carregando 1 milhão de libras (453, 592 quilogramas) de propelente. O próprio ônibus espacial carregava meio milhão de galões (1,9 milhão de litros) de combustível líquido [fonte:NASA].
Um elevador espacial pode se tornar uma alternativa para lançar foguetes na atmosfera. Cortesia LiftPort Group Listar todos os desafios relacionados ao transporte de humanos com segurança para outro planeta pode encher um ou três livros. Mas um dos problemas mais difíceis de resolver tem tudo a ver com peso. Quanto mais pesada é uma nave espacial, mais combustível ele precisa para escapar da gravidade da Terra.
Uma viagem para outro planeta duraria vários meses. Supondo que você vai abrir uma loja em um novo planeta ou planejar uma viagem de volta, você precisará de muitos suprimentos para mantê-lo vivo. Esses suprimentos têm peso e volume, exigindo mais combustível para chegar ao espaço em primeiro lugar.
Uma solução potencial para esse problema é construir um elevador espacial. É assim que funciona:colocamos algo com muita massa em órbita geossíncrona ao redor da Terra - isso significa que ficará em órbita acima de um ponto fixo na superfície do planeta. Em seguida, conectamos um cabo entre a massa orbital e um ponto de ancoragem na Terra. Agora tudo o que precisamos fazer é construir um elevador que possa subir o cabo até o espaço!
Parece ficção científica, mas muitos engenheiros e cientistas estão trabalhando na construção de elevadores espaciais. Em comparação com o lançamento de um foguete para o espaço, um elevador espacial é uma pechincha. O elevador pode levar equipamentos e até humanos para o espaço. Uma vez lá, poderíamos montar peças de espaçonaves e construir uma nave no próprio espaço. Não há necessidade de lançar a nave da Terra porque ela já estará em órbita.
Assim que estiver no espaço, seja lançando um foguete ou saindo de uma estação espacial, você precisará de alguma forma de impulsionar sua espaçonave em direção ao seu destino. Isso pode exigir que você carregue uma fonte de combustível a bordo. Idealmente, você terá um sistema eficiente para que não precise dedicar muito espaço para transportar combustível. Uma solução potencial é a fusão.
Fusão é o método pelo qual o sol gera energia. Sob intensa pressão e calor, átomos de hidrogênio se chocam e formam o hélio. O hidrogênio tem um único próton e o hélio tem dois deles. Durante este processo em que dois átomos de hidrogênio se fundem, há uma liberação de nêutrons e energia.
Mas há um grande problema - não descobrimos como usar a fusão para gerar energia de forma confiável e sustentável. O processo requer uma quantidade incrível de calor e pressão. Apenas gerar as condições necessárias para a fusão pode exigir uma grande quantidade de energia por si só. O objetivo é chegar a um ponto em que possamos iniciar a fusão e manter o processo em andamento enquanto coletamos energia. Ainda não chegamos lá.
Se algum dia chegarmos lá, a fusão pode ser uma boa escolha para alimentar espaçonaves. Poderíamos colher uma grande quantidade de energia de uma quantidade comparativamente pequena de combustível. A fusão pode gerar a energia necessária para operar os propulsores para permitir ajustes em vôo enquanto voamos para o próximo planeta. Mas ainda não se sabe se a fusão é uma opção prática.
Isso é frio, CaraAinda mais evasivo do que um reator de fusão funcional é aquele que opera a temperaturas relativamente baixas. O consenso científico é que a fusão a frio não é prática e pode ser impossível [fonte:Park].
Um quadrante de quatro, O sistema de vela solar de 20 metros é totalmente implantado durante os testes na instalação Plum Brook da NASA Glenn Research Center em Sandusky, Ohio. Cortesia NASA Outra alternativa para explodir em direção a planetas distantes usando propulsores de foguetes é navegar até lá. Mas para que servem as velas em um ambiente sem vento? Entre na vela solar!
Velas solares usar o sol como motor. O sol emite fótons - as unidades básicas de luz. Sabemos que os fótons agem tanto como ondas quanto como partículas. Os fótons podem parecer insubstanciais para nós aqui na Terra, mas eles exercem uma força sobre os objetos quando entram em contato com eles. Isso inclui velas solares.
Uma vela solar é feita de um espelho ultrafino que se estende por uma grande área. Quando os fótons atingem o espelho, eles exercem uma força e empurram a vela. A vela é atingida por bilhões de fótons - o suficiente para empurrar a vela e qualquer coisa que ela possa estar puxando pelo espaço.
Inicialmente, viajar em um veículo puxado por uma vela solar seria muito enfadonho. Você não teria um grande impulso inicial como faz com um foguete. Mas o poder desses fótons não pode ser negado, e sua espaçonave continuaria a acelerar bem além do ponto que um propulsor poderia controlar. Você não só não precisa se preocupar em abastecer sua espaçonave para viagens interplanetárias, você também chegará ao seu destino mais rápido!
Velas solares podem funcionar bem no espaço, mas eles não foram projetados para tirar uma nave da superfície de um planeta. Por isso, ainda teríamos que usar foguetes ou construir a espaçonave enquanto em órbita. E uma vela solar pode ser capaz de nos levar a outro planeta, mas sem outros meios de deixar nosso novo mundo, ficaríamos presos lá. Mas para uma viagem de ida para outro planeta, uma vela solar pode ser a opção certa - e você nunca precisa se preocupar em ficar sem combustível.
O piloto do Skylab 3, Jack R. Lousma, toma um banho quente. Essa água precisaria ser reciclada para uso posterior para conservar recursos e espaço de armazenamento. Cortesia NASA Impulsionar uma espaçonave para nos levar a outro planeta é apenas um desafio. Outra é garantir que temos os recursos para permanecer vivos a bordo de nossa espaçonave enquanto fazemos o nosso caminho para o nosso destino. Até mesmo uma visita a um planeta próximo exigiria meses de viagem. Com peso e espaço tão valiosos, como você determina quanta água trazer e como você administra isso?
Dizer que cada gota d'água a bordo de uma espaçonave é preciosa é um eufemismo. A bordo da Estação Espacial Internacional existem sistemas que reciclam 93% da água usada [fonte:NASA]. Os processos purificam a água para que ela possa ser usada repetidamente, reduzindo a necessidade de enviar mais água da Terra.
Que significa água cinza - a água residual produzida após a limpeza da louça, roupas ou mesmo pessoas - podem ser transformadas em água potável novamente. Mas isso não é tudo! Até suor e, sim, a urina é processada. Tudo é filtrado e apenas a água pura permanece.
As águas residuais movem-se para um destilador. O destilador gira para simular a gravidade - caso contrário, os contaminantes no líquido não se separariam. A água passa por um sistema de filtração que usa materiais como carvão e compostos químicos para se ligar aos contaminantes, deixando apenas a água passar.
Um longo vôo espacial não terá a chance de pegar mais água ao longo do caminho. Conservar cada gota possível será uma necessidade. E parte dessa tecnologia pode até encontrar seu caminho em sistemas aqui na Terra.
A tecnologia verde e as viagens espaciais interplanetárias podem parecer uma combinação estranha, mas faz sentido. A tecnologia verde tem tudo a ver com encontrar maneiras eficientes e ecologicamente corretas de atingir metas. A viagem interplanetária, por necessidade, requer eficiência e segurança. É divertido imaginar cruzar a galáxia em uma espaçonave equipada com replicadores e holodecks, mas é seguro apostar que nossos primeiros dias de viagem espacial serão mais sobre como fazer todos os esforços valerem a pena.
Wolfram Alpha. "Qual era a distância entre a Terra e a Lua em julho, 1969? "(28 de março, 2012) http://www.wolframalpha.com/input/?i=distance+between+earth+and+the+moon+july+1969
