Depois de mais de 200.000 anos de existência humana, a mudança climática ameaça tornar inviáveis ??partes do nosso planeta até o final do século. Se conseguirmos nos adaptar [e mesmo que a mudança climática seja algo natural e cíclico] , em uma linha do tempo suficientemente longa, a Terra se tornará inabitável por outras razões: eventos aleatórios, como um queda de cometa ou erupção de um supervulcão, ou, finalmente, – se demorarmos muito – a expansão do sol em um gigante vermelho em cerca de cinco bilhões de anos, engolindo o planeta completamente ou no mínimo arrasando todas as formas de vida. O planejamento de possíveis rotas de fuga da Terra é, se não exatamente urgente, pelo menos uma resposta necessária a uma ameaça plausível.
O destino mais óbvio é o nosso vizinho mais próximo, Marte. Já enviamos várias sondas para lá, e a NASA está planejando outro pouso na lua em 2024 com o eventual plano de usá-lo como um ponto de referência em uma missão a Marte. A SpaceX de Elon Musk alega estar em uma viagem tripulada a Marte no mesmo ano. Mas Marte é um planeta deserto, frio e árido, quase sem atmosfera, exceto por uma fina camada de CO2. Claro, poderíamos sobreviver lá, em roupas de proteção e estruturas hermeticamente fechadas, mas não é um ótimo lugar para se viver de verdade.
Alguns cientistas têm outro candidato favorito à realocação: Proxima b, um planeta que orbita uma estrela chamada Proxima Centauri, a cerca de 4,24 anos-luz de distância do nosso sol. Localizado no sistema solar Alpha Centauri, de três estrelas, o Proxima b possui uma massa 1,3 vezes a da Terra e uma faixa de temperatura que permite a existência de água líquida na superfície, aumentando a possibilidade de que ele possa sustentar a vida.
O maior desafio é chegar lá. Proxima b está quase inimaginavelmente distante. Existe um programa em andamento, o Breakthrough Starshot, para enviar uma sonda para Alpha Centauri com um tempo de viagem de apenas 20 anos, mas toda a nave pesará apenas alguns gramas, sendo impulsionada por um laser de 100 bilhões de watts disparado de Terra, em vez de transportar combustível próprio ou passageiros humanos. Mesmo por estimativas generosas, viajar um ano-luz em uma nave grande o suficiente para transportar seres humanos levará séculos; alcançar um planeta na faixa de Proxima b levaria mil anos ou mais.
Isso significa que nenhum grupo de tripulantes seria capaz de sobreviver à jornada do início ao fim; portanto, os que estavam na nave para o lançamento teriam que passar a tocha para a próxima geração, e a próxima e a próxima, e nas próximas.
Embora possa parecer ficção científica, uma pequena rede de pesquisadores está enfrentando o problema das viagens espaciais de várias gerações de maneira séria. “Não há nenhum obstáculo principal do ponto de vista da física”, diz Andreas Hein, diretor executivo da Iniciativa sem fins lucrativos para estudos interestelares – um instituto de educação e pesquisa focado em acelerar viagens a outras estrelas – em uma ligação de Paris. “Sabemos que as pessoas podem viver em áreas isoladas, como ilhas, por centenas ou milhares de anos; sabemos que, em princípio, as pessoas podem viver em um ecossistema artificial como o Biosphere2. É uma questão de aumentar as coisas. Existem muitos desafios, mas nenhum princípio fundamental da física é violado.”
Como se poderia esperar de tal empreendimento, as dificuldades são muitas e amplas, abrangendo não apenas a física, mas também a biologia, a sociologia, a engenharia e muito mais. Eles incluem enigmas como gravidade artificial, hibernação, sistemas de suporte à vida, propulsão, navegação e muitos problemas que nem estão perto de serem resolvidos. Mas mesmo que nunca cheguemos ao Proxima b, no processo de explorar a questão de como escapar da Terra, alguns dos cientistas envolvidos no trabalho podem encontrar soluções para sobreviver em nosso planeta, à medida que recursos como energia e água se tornam cada vez mais escasso.
Quando se trata de viajar além do nosso sistema solar para colonizar os planetas de uma estrela próxima, a questão mais básica é se é possível em nível biológico.
Frédéric Marin, astrofísico da Université de Strasbourg e especialista global em radiação criada por buracos negros, decidiu abordar essa questão em uma série de trabalhos de pesquisa produzidos sem financiamento e em seu tempo livre.
Ele foi inspirado a analisar a questão pelo trabalho de Nick Kanas, professor de psiquiatria que estudou membros da tripulação da NASA (conforme esse link aqui) para entender o efeito psicológico dos meses passados ??na Estação Espacial Internacional. Kanas publicou muitos artigos e livros sobre o assunto, avaliando o impacto na mente humana de confinamento, estresse, gravidade zero e isolamento da Terra.
Ele descreve seu próprio trabalho como um precursor da montagem de missões espaciais de longa duração. Esse corpo de pesquisa colocou questões sobre se as viagens tripuladas para os planetas exteriores do sistema solar e além são viáveis, e Marin percebeu que muito poucas pessoas haviam tentado abordar seriamente a questão do ponto de vista biológico e sociológico.
Ele também percebeu que tinha as habilidades para tentar.
Como astrofísico, Marin estava acostumado a construir modelos simulados de interação de partículas no espaço. Ele projetou uma simulação na qual cada unidade representaria não uma partícula, mas um ser humano em um ambiente fechado, com uma certa probabilidade de viver saudavelmente, sucumbir a doenças e, finalmente, passar material genético para a próxima geração.
Por sua vez, os humanos da próxima geração nasceram com alguns atributos aleatórios, e outros baseados na “consanguinidade” de seus pais – quão intimamente relacionados eles estavam. A questão norteadora era se uma tripulação inicial de um determinado tamanho seria suficiente para concluir uma jornada de 200 anos sem exceder a capacidade do navio, morrendo em massa ou chegando com consanguinidade excessiva.
“Você pode usar dados de biologia, antropometria, antropologia, matemática para computá-los”, diz Marin. “Este é um passo teórico, mas é o primeiro passo.”.
Em 2017, Marin publicou um documento (conforme o link aqui) revelando um sistema de software, chamado HERITAGE, que poderia simular o crescimento de uma população humana isolada ao longo do tempo para prever se uma equipe inicial de um determinado tamanho seria suficiente para concluir uma jornada por várias gerações e chegar com diversidade genética suficiente para povoar um novo planeta.
Em 2018, ele e o co-autor Camille Beluffi, físico da startup de dados científicos CASC4DE, aplicaram a mesma técnica para calcular o tamanho da tripulação necessária para viajar para o Proxima b (conforme esse link do ArXiv aqui), estimando que apenas 98 tripulantes à partida da Terra seriam suficientes para navegar com sucesso uma viagem de 6.300 anos.
Pelo menos teoricamente, Marin argumentou, isso provava que não era impossível para os humanos sustentar um pool genético saudável na viagem a Proxima b. “E depois disso”, ele explica, “você pergunta, como podemos fazer isso?”.
Ele estimou em seguida quanto espaço seria necessário para produzir alimentos. O truque, ele supôs em um artigo deste ano, seria cultivar vegetais por meio de aeroponia – um sistema de cultivo altamente eficiente, onde névoas de nutrientes são pulverizadas nas raízes de plantas penduradas – e derivar algumas proteínas adicionais de animais, que têm maiores exigências de espaço . Usando essas técnicas, o espaço total necessário para alimentar uma equipe de 500 pessoas seria de 0,45 km2, ou uma área de 450 x 1000 metros: a mesma área do retângulo abaixo desenhado no centro de São Paulo, que envolve a Praça da República, Viaduto do Chá e Anhangabaú:
Essa área seria distribuída em torno de um cilindro de rotação lenta, a fim de produzir gravidade artificial, crucial para os humanos reterem a massa muscular e as funções corporais normais por um período prolongado no espaço, além de abranger vários andares.
Um plano de arquitetura que Marin sugere é um cilindro de apenas 25 metros de altura, mas com um raio de 224 metros, não muito diferente do icônico conceito Stanford Torus da NASA.
O que Frédéric Marin considera ser uma indicação da viabilidade da viagem interestelar parece provar exatamente o oposto dos outros. Enquanto o projeto Breakthrough Starshot (conforme esse link aqui) lista desafios significativos a serem superados para alcançar Alpha Centauri com uma sonda pesando menos de um níquel, os cálculos de Marin descrevem um navio maior que o maior porta-aviões da Marinha dos EUA.
Mas essa nave gigante seria muito grande para se mover pelo céu?
Quando conversei com Avi Loeb, professor de ciências Frank B. Baird Jr. na Universidade de Harvard e presidente do comitê consultivo do projeto Breakthrough Starshot, eu esperava que ele zombasse da ideia de um navio para 500 pessoas, a dificuldade de viajar interestelar mesmo para navios ultra-pequenos. Mas ele não fez. Teoricamente, ele explica, não há problema em mover uma carga muito maior com o mesmo sistema de propulsão a laser que Starshot utilizará.
Mas há ainda outro obstáculo. “Quando você sai do útero protetor do campo magnético da Terra”, diz Loeb, “você é exposto a partículas muito energéticas que, em um ano, danificarão uma fração significativa das células do seu cérebro … Isso é um risco para as pessoas que vão a Marte, sem sequer pensar em uma jornada que dura centenas de anos. ”
Mesmo assim, ele concorda com Marin que podemos precisar descobrir como realizar uma missão espacial de várias gerações. “Não há dúvida de que nosso futuro está no espaço”, ele me disse. “De um jeito ou de outro, teremos que deixar a Terra … Em algum momento, haverá o risco de um asteróide que nos atingir, ou eventualmente o Sol esquentará até o ponto de ferver todos os oceanos. na terra. Por fim, para sobreviver, precisaremos nos mudar. ”
Em junho, um grupo de pesquisadores de todo o mundo convergiu para o Centro de Exposições Espaciais Erasmus em Noordwijk, na Holanda, para o primeiro Workshop Interstelar da Agência Espacial Européia (ESA). Sob o teto alto do auditório com holofotes voltados para o palco, uma platéia de mais de cem pessoas se sentou em filas organizadas para assistir a apresentações sobre viagens espaciais de várias gerações.
Os cientistas haviam aparecido em vários campos de pesquisa: arquitetura, astrofísica, linguística, sociologia, engenharia, ciência de materiais, biologia humana e vegetal e muito mais. Muitos deles tiveram como objetivo responder perguntas que surgem apenas depois que você assume que – como sugerem as simulações de Marin – podemos realmente construir a nave e manter os humanos saudáveis ??dentro dela por um milênio ou mais.
Essa foi a teoria avançada em “Naves Mundiais: Viabilidade e Justificativa”, uma apresentação feita pelo engenheiro aeroespacial Andreas Hein que expôs as vantagens e desvantagens de diferentes projetos de navios, bem como a suposição por trás de “Sociologia da Exploração Interestelar: Anotações em Social Ordem, Autoridade e Estruturas de Poder ”, nas quais o professor de sociologia Elke Hemminger teorizou sobre o tipo de estrutura social que uma missão de uma nave mundial exigiria.
Ele esteve em “Evoluindo Estrelas de Asteróides: Uma Abordagem Bio-Inspirada para Sistemas Espaciais Interestelares”, do artista / biólogo Angelo Vermeulen, e em “Aspectos Filosóficos da Exploração Interestelar”, de Michael Waltemathe, do palestrante Michael Waltemathe, uma apresentação que abrange ética da missão, princípios de anti-contaminação no espaço. e a resposta do cristianismo aos alienígenas. (Para este último, ele cita o ex-astrônomo chefe do Vaticano José Gabriel Funes, que argumentou que é logicamente possível que um Deus todo poderoso tenha feito espécies extraterrestres – e que, sem o pecado original, eles podem até ter um relacionamento mais próximo com seus criador que os humanos.).
Outros analisaram o que isso significa para a tripulação da nave – não a primeira geração, que escolhe deixar a Terra para trás, mas pela segunda, décima, cinquenta, centésima, as pessoas para quem nosso planeta é apenas um mito; para quem não haverá outra vida senão a jornada.
Andrew McKenzie e Jeffrey Punske, linguistas da Universidade do Kansas e da Universidade do Sul de Illinois, escrevem que “[uma] viagem leva várias gerações para ser concluída, o idioma pode diferir significativamente na chegada do dos passageiros na partida”. Mais evocativamente, eles sugerem: “Mesmo que as escolas de bordo mantivessem rigorosamente o ensino de ‘inglês da terra’, as crianças desenvolveriam seu próprio dialeto de inglês para navios, que divergiria do inglês da terra ao longo do tempo”. O problema seria agravado pelo fato de que este ” Navegar em inglês ”- usando o inglês como apenas um exemplo – seria exclusivo para cada navio, para que a tripulação de dois navios que chegassem ao mesmo planeta falasse um dialeto diferente, ou mesmo um idioma completamente diferente.
Por fim, para sobreviver, precisaremos nos mudar.
Separadamente, Neil Levy, professor de filosofia da Universidade Macquarie em Sydney e pesquisador sênior de ética na Universidade de Oxford, considerou as implicações morais em um artigo para Aeon (veja aqui nesse link):
“Uma nave de gerações pode funcionar apenas se a maioria das crianças nascidas a bordo puder ser treinada para se tornar a próxima geração de tripulação”, ele escreve. “Eles terão pouca ou nenhuma escolha sobre o tipo de projeto que perseguem. Na melhor das hipóteses, eles terão uma variedade de carreiras a bordo para escolher: chef, jardineiro, engenheiro, piloto e assim por diante. ”.
Em outras palavras, suas opções de vida serão extremamente limitadas, como seria o leque de experiências que eles podem desfrutar. Seria mesmo ético colocá-los nessa situação?
A conclusão depende do que acreditamos ser justificado para preservar nossa espécie, afirma Levy. Em vez disso, ele aponta para o subtexto da questão: os resultados da vida já são definidos por acidente de nascimento no mundo como ele é; o alcance do futuro possível de qualquer criança é limitado pela pobreza, nacionalidade, religião, cultura. Isso pode ser injusto, mas aceitamos isso como parte da condição humana. “Perguntar sobre a permissibilidade de naves de geração”, escreve ele, “pode ??nos dar uma nova perspectiva sobre a permissibilidade das restrições que impomos agora às vidas humanas, aqui na nave de maior geração de todos eles – o nosso planeta”.
Aqui estão mais do que obstáculos tecnológicos para colonizar nossa estrela mais próxima. Por um lado, não temos como pagar.
Em sua pesquisa, Andreas Hein, da Iniciativa para Estudos Interestelares, estima que a economia mundial, se continuar crescendo nas taxas atuais, seria capaz de cobrir o custo de construção de um navio de geração em algum momento entre o ano de 2500 e 3000.
E não é apenas uma questão de tempo: provavelmente não conseguiríamos desenvolver uma economia grande o suficiente apenas com os recursos da Terra; portanto, precisaríamos expandir de alguma maneira além do nosso planeta natal. A colonização do espaço seria necessária para os dois fundos – digamos, dos asteróides de mineração – e para testar a idéia de que é possível viver em uma nave espacial por centenas de anos.
Por sua vez, o professor Avi Loeb, presidente do conselho consultivo do projeto Breakthrough Starshot, considera as viagens espaciais tão perigosas que não vale a pena fazer essa viagem, embora ele não tenha desistido da ideia de que a vida humana chegasse a estrelas distantes sistemas. Em vez disso, ele vê outros caminhos para estabelecer a vida em outro lugar como mais provável, como enviar um sistema de inteligência artificial que possa construir células biológicas a partir das matérias-primas encontradas, montando a vida novamente do zero, que pode ou não se assemelhar à nossa raça humana atual.
Dado que pode levar um milênio para que essa viagem realmente se materialize e que um planeta colonizado nem se assemelhe à nossa cultura atual, é fácil ver os esforços em torno das viagens espaciais multigeracionais, mesmo de cientistas sérios, como nada mais do que um sonho.
Paul M. Sutter, astrofísico da Ohio State University e do Flatiron Institute em Nova York, publicou artigos (aqui nesse link) sobre a dificuldade das viagens interestelares, particularmente o programa Breakthrough Starshot.
O Starshot não é uma má idéia, ele argumenta, “é apenas que as viagens interestelares são ridiculamente difíceis”. Em um vídeo do YouTube, Sutter explica que o método de propulsão a laser Starshot – que requer tanta energia quanto a produção de toda a energia nuclear de toas as estações nos Estados Unidos combinadas – transferirão apenas alguns quilos de impulso para a sonda espacial.
Questionado sobre o uso do mesmo método para conduzir um navio que pode transportar até um único humano, Sutter é cético. “Você precisará de um milhão de vezes mais energia ou leva um milhão de vezes mais tempo”, diz ele – e nenhuma parece ser uma opção viável.
O custo proibitivo e a dificuldade de exploração do espaço também significam que o progresso é lento. “Faz 50 anos [desde o pouso na lua] e não podemos fazer muito mais do que fizemos nos anos 60”, diz Sutter. “Então, siga essa linha de pensamento para descobrir o que poderíamos fazer daqui a 50 anos.”
Mas podemos encontrar valor muito antes da viagem em si, a partir de benefícios auxiliares da pesquisa.
Angelo Vermeulen, um artista e biólogo em formação que agora trabalha como pesquisador de sistemas espaciais na Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, é especialista em aplicar princípios do mundo natural a sistemas artificiais. Ele descreve seu trabalho como “pesquisa teórica sobre engenharia morfogenética”, uma abordagem em que o design complexo emerge de um pequeno conjunto de regras e propriedades iniciais – como a maneira como os cupins constroem montes grandes e naturalmente resfriados para viver sem nenhum controle central.
Parte do seu trabalho integra pesquisas do programa MELiSSA, um projeto liderado pela ESA para desenvolver um sistema circular fechado de suporte à vida que reciclará dióxido de carbono e resíduos orgânicos em alimentos, oxigênio e água. Embora o objetivo final da MELiSSA seja possibilitar missões espaciais de longa duração, ela também desencadeou uma empresa irmã encarregada de desenvolver aplicações comerciais e terrestres da tecnologia – como um hub de saneamento modular que pode fornecer tratamento de águas residuais em ambientes fora da rede ou uma bactéria rica em nutrientes que também reduz o colesterol.
De uma forma ou de outra, a maioria dos pesquisadores com quem conversei sobre viagens espaciais de várias gerações indicou que não é possível mapear todas as aplicações de uma inovação tecnológica ou científica até que ela seja divulgada ao público. Não podemos começar a conectar os pontos e encontrar novas rotas e padrões até que esses pontos existam em algum lugar da página; mas, em retrospectiva, os padrões a curto e longo prazo se tornam mais óbvios, às vezes de maneiras inesperadas.
No final de nossa ligação, Vermeulen me conta uma história: em 1901, na Exposição Pan-Americana de Buffalo, a atração principal era um passeio que simulava uma viagem à lua. Por 50 centavos, os passageiros podiam embarcar na “nave espacial” Luna, uma nave de madeira alada que, através de uma combinação artística de polias, adereços de teatro, ilusões de ótica e até atores anões, dava a impressão de deixar a Terra para trás e subir ao espaço para um encontro alienígena.
O passeio teve enorme sucesso, atraindo 400.000 clientes pagantes, incluindo o então presidente William McKinley, Thomas Edison e vários juízes da Suprema Corte. Foi relatado em boletins de notícias em todo o mundo.
Também foi pura exibição na virada do século, um triunfo da criatividade que, como os filmes de ficção científica dos anos 1960 ou 1970, mostrava uma visão do futuro ainda irremediavelmente ligada às idéias da época. Mas seu impacto exato – seu impacto na consciência coletiva – é difícil de quantificar.
Talvez sem a Luna não houvesse NASA, nenhuma missão Apollo, nenhum veículo espacial de Marte hoje. Sem esses saltos de imaginação, sem especular sobre o que o futuro poderia ser antes de chegarmos lá, nunca chegamos a um lugar diferente do presente.
E talvez, apenas talvez, um dia um homem ou mulher em um planeta distante olhe para trás nesta pesquisa, por mais antiga que pareça, e diga o mesmo.
Publicado em 11/12/2019
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