Kirby Runyon lidera um projeto projetado para levar a humanidade mais longe do que qualquer um já foi, sem necessidade de avanços tecnológicos. Aqui está o que ele tem a dizer sobre isso.
Todos nós vivemos em uma bolha. Em tempos de pandemia, ficamos presos em nossas pequenas bolhas sociais por quase um ano. Politicamente falando, provavelmente vivemos em bolhas por décadas. Mas astronomicamente falando, isso vem acontecendo há cerca de 4,5 bilhões de anos, desde que o Sol acendeu seu reator nuclear interno e começou a soprar um fluxo constante de partículas carregadas, o vento solar.
O sopro do vento solar cria uma enorme bolha magnética ao redor do Sol, conhecida como heliosfera. O meio interestelar – os fragmentos de átomos e moléculas que fluem entre as estrelas – é afastado pela heliosfera. A Terra e todos os outros planetas principais estão incrustados bem no fundo, isolados do resto da nossa galáxia. A equipe que desenvolveu o conceito da Sonda Interestelar quer escapar da armadilha.
Kirby Runyon, geomorfologista planetário da Universidade Johns Hopkins, é o líder do grupo de trabalho de ciências planetárias da Sonda Interestelar. É um conceito que está em discussão e em desenvolvimento há décadas, mas recentemente a ideia tem recebido atenção mais séria e um plano de execução mais desenvolvido. Os próximos foguetes de carga pesada da NASA e da SpaceX poderiam finalmente fornecer o tipo de oompf que a Sonda Insterstellar precisaria para alcançar o espaço interestelar em um período de tempo razoável.
Mas mesmo na melhor velocidade disponível, o tempo ainda será um grande desafio. O mais rápido que uma missão como essa poderia ser lançada é em 2030. A partir daí, a missão principal duraria 50 anos, e a missão estendida poderia durar muito mais se o hardware sobreviver. Para qualquer um que esteja trabalhando em um empreendimento tão louco, a Sonda Interestelar seria um esforço de várias gerações. Poderia atingir a fruição durante a vida das pessoas que trabalham nisso agora, mas certamente ultrapassaria o período de carreira ativa de qualquer pesquisador.
No entanto, Runyon é alegre, otimista e totalmente motivado para fazer a Sonda Interestelar acontecer. É um dos atributos mais atraentes das pessoas que trabalham em missões planetárias de longa distância e de longa duração. Por necessidade, eles precisam pensar em objetivos maiores do que eles próprios e nos esforços que continuarão por muito tempo depois de terem acabado. Pensar dentro da bolha simplesmente não é uma opção significativa.
Falei com Runyon sobre os objetivos e desafios do lançamento da Sonda Interestelar. Segue uma versão editada de nossa conversa sobre o Zoom.
“Interstellar Probe” soa como algo de ficção científica, mas eu sei que você está falando sério sobre isso como uma missão de curto prazo. Quais são seus objetivos reais?
Obrigado por perguntar sobre a Sonda Interestelar. É uma das minhas coisas favoritas para falar. A Sonda Interestelar é, na verdade, uma missão heliofísica para compreender os alcances mais distantes da influência do Sol, a heliosfera, e mergulhar os dedos dos pés no espaço interestelar. Seria a primeira missão construída com o propósito de chegar ao espaço interestelar – não a outra estrela, mas àquele reino do espaço logo além das partículas do Sol e da influência de seu campo magnético, todos os átomos e plasma saindo do Sol .
Quão longe você pretende ir? Você poderia chegar a 1.000 UA, ou seja, 1.000 vezes a distância da Terra ao Sol?
O objetivo é deixar o sistema solar rapidamente em uma missão principal de 50 anos e chegar o mais longe possível. Existe um critério independente para operar a 1.000 UA, mesmo que demore mais do que a missão principal para chegar lá.
O objetivo é entrar no espaço interestelar, que pensamos começar por volta de 120, 130 UA, conforme mostrado pelas espaçonaves Voyager 1 e 2. Com as velocidades de que estamos falando, achamos que podemos fazer com que a Interstellar Probe realize uma missão de 50 anos. Com esse intervalo de tempo, achamos que podemos ir além de 350 UA, que é bem no espaço interestelar. Queremos chegar a centenas de UA com a Sonda Interestelar.
A NASA enviou cinco espaçonaves em trajetórias interestelares, mas eram todas missões planetárias que estão deixando o sistema solar basicamente como um efeito colateral. A Sonda Interestelar seria diferente, certo?
Sim, com a Interstellar Probe, esperamos poder criar uma grande missão estratégica que seja compartilhada entre pelo menos duas divisões, e talvez três divisões, dentro da NASA. Isso seria sem precedentes. Queremos quebrar os escaninhos entre heliofísica, astrofísica ou ciência planetária. Por mais que queiramos que a ciência seja interdisciplinar, também esperamos que o dinheiro possa fluir entre as diferentes partes da NASA. Isso pode ser ainda mais difícil.
A Sonda Interestelar também poderia ser uma missão planetária de alta fronteira, visitando os planetas anões do sistema solar externo?
Esperamos que, se a NASA decidir seguir em frente com a Sonda Interestelar, eles considerem fortemente o que chamaríamos de “aumento planetário” da Sonda Interestelar. Podemos colocar uma câmera – ou, na verdade, um espectrômetro de imagem – a bordo da espaçonave e voar por um dos 130 planetas anões do sistema solar. Eu quero quebrar um conceito errado sobre planetas anões. Quer você pense ou não que os planetas anões são planetas, quer você pense ou não que Plutão é um planeta, precisamos de uma maneira diferente de pensar sobre o sistema solar em oposição a oito ou nove planetas.
Oh cara, você está disposto a mergulhar no debate “o que é um planeta”. Você conversou com Alan Stern sobre isso, não é?
Alan Stern e eu concordamos quase 100 por cento um com o outro nisso. Esqueça cerca de oito ou nove planetas que estão em círculos concêntricos ao redor do sol. Ambos os cientistas planetários e a IAU [União Astronômica Internacional] consideram Plutão um planeta anão. OK. O que me incomoda é quando as pessoas dizem que planetas anões não são planetas. Isso é um absurdo gramatical.
Para mim, temos planetas terrestres. Temos um adjetivo antes de um substantivo. Temos planetas gigantes. Existem quatro desses. E planetas anões, eles são como outros planetas, exceto que eles são pequenos. Eu não engulo aquela besteira de “limpar sua vizinhança” da IAU. Eles são apenas pequenos. Quase todo mundo concorda que Plutão é um planeta anão. Depende apenas se você acha que os planetas anões são planetas ou não. Plutão é o maior planeta anão conhecido e é o arquétipo dos planetas anões transnetunianos. Então essa é minha palestra sobre por que Plutão ainda é um planeta. Desculpe, como eu saí com isso?
Eu o tirei do caminho, perguntando sobre a Sonda Interestelar como uma missão para os planetas anões.
Direita! Existem 130 planetas anões conhecidos na região trans-Neptuniana. Eles são o tipo de planeta mais comum. Se você aceitar os planetas anões como um tipo de planeta, os planetas anões são o tipo mais comum de planeta no sistema solar, superando em muito os planetas gigantes e os planetas terrestres e até os planetas satélites. E, no entanto, eles também são a categoria de planeta menos explorada e menos compreendida.
Se a sede da NASA decidir (a) fazer a sonda interestelar e (b) escolher o aumento planetário onde podemos colocar um espectrômetro de imagem, podemos voar por outro desses planetas anões, provavelmente Quaoar ou Gonggong, anteriormente 2007 OR10 –
Espere, a IAU finalmente deu um nome formal para aquele pobre planeta anão? Ele estava lá com nada além de um número por anos.
Graças a Deus, tem um nome verdadeiro. 2007 OR10 agora é Gonggong. É uma divindade da criação chinesa.
Ambos os planetas anões bem na linha entre ter muitos gelos bizarros, como metano congelado e nitrogênio, ou não. Portanto, eles podem ou não estar ativos. Eles estão bem na linha entre geologicamente muito, muito interessante e talvez geologicamente moderado. A Sonda Interestelar, com sorte, seria capaz de voar por Quaoar ou Gonggong ou outro planeta anão. Com mais um sobrevôo de outro planeta transnetuniano [além de Plutão e a lua de Netuno, Tritão, que provavelmente é um planeta anão capturado], podemos revolucionar o campo da planetologia comparativa entre os planetas anões.
Uma missão de 50 anos é terrivelmente longa comparada a uma vida humana. Se o Interstellar Probe for lançado na década de 2030, você terá 90 anos no final. Você sonha com foguetes mais rápidos que podem acelerar as coisas?
Deixe-me começar com nossa filosofia de engenharia com a Interstellar Probe. É uma missão pragmática. A ideia é que nada de novo precisa ser inventado para que possamos voar. Temos uma abordagem de engenharia muito pragmática, quase conservadora, em que falamos apenas sobre a tecnologia existente que pode ser ajustada um pouco. Queremos realmente fazer isso. Não precisamos inventar nada novo.
A única coisa que chamaríamos de milagre, por assim dizer, é que precisamos de um veículo de lançamento superpesado como o SLS da NASA ou Starship Super Heavy da SpaceX [nenhum dos quais está pronto ainda, mas deve estar em breve]. Estamos usando SLS como base, porque a NASA tem alguns números de desempenho de engenharia muito bons nesse foguete. Usando esse foguete, achamos que podemos atingir velocidades entre 7 e 8 unidades astronômicas por ano. Isso se compara à Voyager 1, nossa próxima espaçonave mais rápida, com 3,6 unidades astronômicas por ano. Estaríamos mais do que dobrando o recorde atual.
Existem tecnologias experimentais em desenvolvimento, no JPL por exemplo, que podem ser capazes de dobrar essa velocidade novamente. Vale a pena esperar por eles?
Se pudéssemos dobrar essa velocidade, chegando a 14 a 16 UA por ano, para os objetivos científicos desta missão, na verdade não seria tão útil. Ir de 7 ou 8 UA por ano é um bom ponto onde você deixa a heliosfera muito rapidamente, chega ao espaço interestelar em cerca de 15 anos ou mais, mas vá devagar o suficiente para que os instrumentos a bordo da nave possam sentir a respiração do Sol.
O vento solar sopra a heliosfera para fora e depois ela volta para dentro. Essa “respiração” acontece lentamente, e queremos ir devagar o suficiente para podermos registrá-la. Se sairmos da heliosfera rápido demais, perderemos muitas dessas dinâmicas solares.
Tão lento é ruim, mas rápido demais também é ruim?
Sim. Agora, se quisermos explorar o planeta anão, Sedna, que atualmente está a cerca de 90 UA do Sol e chega a quase 950 UA nesta órbita elíptica realmente longa, então um fator de dois mais rápido seria útil. Se não nos importássemos com o que a heliosfera está fazendo e quiséssemos explorar mais longe no meio interestelar ou explorar um planeta transnetuniano mais distante, então mais rápido seria útil. Se o Planeta X existir – este planeta hipotetizado por Mike Brown e Konstantin Batygin – então gostaríamos de ir muito, muito rápido para chegar a ele em uma escala de tempo razoável.
Independentemente disso, realmente não parece haver nenhuma tecnologia viável disponível na próxima década que possamos usar para fazer isso. Em vez de esperar constantemente pela próxima década para chegar aqui para o desenvolvimento de novas tecnologias, queremos cumprir essa missão basicamente agora. Temos falado sobre isso desde o início dos anos 60. Vamos fazer isso!
Tenho que fazer mais uma pergunta sobre o vôo espacial de alta velocidade, porque estou animado com a ideia de explorar o sistema solar muito distante. O que você acha da ideia de um foguete térmico solar: voar perto do Sol e então deixar o calor solar ferver seu combustível para um grande impulso de foguete?
Com a energia térmica solar e uma manobra de Oberth solar [obtendo impulso máximo próximo ao Sol], o problema é a massa de seu escudo térmico e a massa de todo o encanamento de que você precisa para seu sistema de foguetes. Quando você tiver tudo isso reunido, poderá muito bem usar um sistema de propulsão mais convencional em uma espaçonave muito, muito mais leve. Os estudos de compensação de engenharia tendem a favorecer tecnologias mais pragmáticas e de curto prazo.
Bem, isso é meio deprimente.
De jeito nenhum! Sou um cientista, mas descobri que meu cérebro gosta de pensar como um engenheiro. É um grande enigma para resolver: poderíamos ir mais rápido, mas se fizermos isso, precisamos trazer mais combustível, o que significa que nossos tanques de combustível precisam ficar maiores, o que significa que, para começar, temos mais massa. Então isso tem implicações para os problemas térmicos da espaçonave …
É todo um problema de otimização para cada componente: as comunicações, o rádio, a proteção térmica, a massa, o tamanho dos tanques de combustível. Você usa apenas hidrazina [propelente] ou usa hidrazina e tetróxido de nitrogênio? Você é estabilizado por rotação ou pode ter controle de três eixos para orientar a espaçonave em qualquer direção? Acho esses problemas realmente fascinantes. E otimizar e tentar encontrar a solução certa é um problema muito legal de se tentar resolver.
É impressionante que os problemas que você está tentando resolver sejam os mais difíceis de toda a exploração espacial. Dada a dificuldade, o custo e o tempo envolvido, por que você se sente tão atraído por uma missão de fronteira distante como a Sonda Interestelar?
Quando eu era estudante de graduação, mudei meu foco de querer fazer um PhD em astrofísica para fazer um PhD em geologia planetária. Uma das razões é que quero poder, por procuração por meio de uma espaçonave robótica, ir fisicamente a esses lugares. Astrofísica é incrível, não me entenda mal, mas nunca iremos para uma estrela de nêutrons. Isso nunca acontecerá.
Há algo de gratificante em ir para um lugar distante que você está estudando. Talvez um dia possamos enviar uma nave espacial ao sistema estelar mais próximo, ao sistema estelar Alpha Centauri. Por enquanto, isso é o melhor que podemos fazer. Acho que sou apenas um romântico e sou atraído pela fronteira.
Falou bonito. E eu adoro que haja um gato pulando atrás de você enquanto você está falando sobre isso.
Sim, é Nixie. Ela tem o nome de Nix, uma lua de Plutão.
Publicado em 20/02/2021 08h45
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