A exploração espacial interestelar tem sido objeto de ficção científica, um desafio tecnológico que muitos engenheiros acreditam que os humanos ainda não sabem. Mas um estudo em andamento realizado por um grupo de pesquisadores afiliados à NASA está desafiando essa suposição. Os pesquisadores têm uma visão para uma missão que pode ser construída com a tecnologia existente. De fato, o grupo diz que, se sua missão for selecionada pela NASA, ela poderá voar em meados de 2030.
“Este é o primeiro passo explícito da humanidade para o espaço interestelar”, diz Pontus Brandt, físico do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins que está trabalhando no estudo da sonda interestelar.
O laboratório iniciou o seu estudo Interstellar Probe no último verão, a pedido da divisão de Heliofísica da NASA. Em um ano, eles agora estão detalhando os detalhes de engenharia de tal missão. No final de 2021, Brandt e seus colegas o enviarão para inclusão na pesquisa decadal de Heliofísica das Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina, que determina as prioridades das missões relacionadas ao sol nos próximos 10 anos.
A idéia básica da missão interestelar é lançar uma espaçonave com menos de 1.700 libras no enorme foguete Space Launch System da NASA, que deve estar pronto em 2021. Isso fará com que viaje pelo nosso sistema solar como qualquer outra sonda. Para dar outro impulso, ele usará uma assistência por gravidade para lançar a nave a velocidades bem acima de 160 mil quilômetros por hora. Atualmente, a equipe do Laboratório de Física Aplicada está considerando dois tipos de assistência à gravidade – uma assistência “simples de baunilha” que gira a sonda em torno de Júpiter e outra que gira em torno do sol.
Usar o sol é vantajoso, porque a sonda pode atingir velocidades muito mais altas do que com a assistência de Júpiter. Mas a espaçonave teria que passar várias vezes mais perto do sol do que a Parker Solar Probe, que recentemente se tornou o objeto humano mais próximo de passar pela estrela. Isso requer uma proteção séria contra o calor, mas em um determinado momento a proteção contra o calor se torna tão volumosa que reduz a velocidade da espaçonave quanto mais próxima do sol. A tarefa de Brandt e seus colegas será encontrar o ponto ideal que leva a nave ao espaço interestelar o mais rápido possível.
“É hora de termos uma visão que possamos realmente executar”, diz Ralph McNutt, físico do Laboratório de Física Aplicada. “Até agora, as pessoas não pensavam nisso como um problema de engenharia. Eles chutam a lata no caminho, dizendo: ‘Bem, só precisamos de um pouco mais de nova tecnologia’. “
A sonda interestelar da NASA tem um objetivo mais modesto em comparação com outras propostas de missões interestelares, como Breakthrough Starshot, que visa enviar uma nave do tamanho de miniaturas para outra estrela. Em vez disso, a NASA quer lançar uma sonda que durará 50 anos e viajará 92 bilhões de milhas – cerca de 1.000 vezes a distância da Terra ao sol. Para colocar isso em perspectiva, a Voyager 1 e a Voyager 2, a única espaçonave a chegar ao espaço interestelar, estão atualmente a cerca de 21 bilhões de quilômetros da Terra. A sonda demorou quase quatro décadas para percorrer essa distância, mas a nova sonda interestelar da NASA poderia chegar lá em menos de 15 anos.
A Voyager 1 entrou no espaço interestelar em 2012 e a Voyager 2 deixou o sistema solar no ano passado. Eles foram projetados para serem exploradores planetários, o que significava que não estavam equipados com muitos dos instrumentos que os físicos precisariam para obter uma compreensão profunda do espaço interestelar. Enquanto as duas naves espaciais retornaram uma grande quantidade de dados, sua jornada para as estrelas levantou muito mais perguntas do que respostas.
De particular interesse para os físicos é a natureza da heliosfera, uma bolha de espaço sustentada pela pressão do vento solar. Além do limite semi-permeável da heliosfera, conhecido como heliopausa, as partículas originárias do sol tornam-se escassas e as que emanam do resto da galáxia dominam. A transição do sistema solar para o espaço interestelar ainda é um grande mistério para os físicos, assim como a estrutura da própria heliosfera.
“Estamos sentados dentro de uma bolha tentando descobrir qual é a sua forma, o que é extremamente difícil”, diz Brandt. “A singularidade de uma sonda interestelar é que podemos sair e tirar uma foto da nossa pequena e habitável bolha no espaço.”
Mas a sonda interestelar da NASA não estaria apenas olhando para trás para tirar selfies de nossa casa cosmológica. Também poderia provar a nuvem zodiacal, um misterioso anel de poeira que se estende até a região externa da heliosfera e contém pistas para a formação de nosso sistema solar. Viajar além dessa nuvem de poeira também dará à sonda acesso à luz infravermelha das galáxias mais antigas do universo que, de outra forma, seriam bloqueadas.
Brandt diz que é impossível saber exatamente o que uma sonda interestelar pode encontrar por aí, mas uma missão dedicada além do sistema solar alteraria drasticamente nossa compreensão do universo e nosso lugar nele. Mesmo assim, apesar do interesse de cientistas de todo o mundo, não há garantias de que essa missão seja lançada.
No início dos anos 2000, o Laboratório de Física Aplicada conduziu um estudo semelhante para a NASA, chamado Explorador Interestelar Inovador, que pretendia lançar uma sonda além do sistema solar até 2018. Embora uma missão interestelar tenha recebido muita atenção na última pesquisa decadal de heliofísica em 2012 , Brandt diz que o consenso foi de que a tecnologia para essa missão não estava pronta.
“Todo o problema tem sido propulsão o tempo todo”, diz ele. “Mas com o SLS isso não é mais verdade. Isso é real e queremos ter a tecnologia pronta até 2030. ”
É claro que o SLS está tendo seus próprios problemas para chegar à plataforma de lançamento, mas agora que as empresas de espaço privado estão no negócio de construir enormes foguetes, uma sonda interestelar pode ter vários passeios diferentes para escolher. O ponto principal é que a tecnologia para uma missão interestelar está pronta, e um contingente crescente de cientistas espaciais deixou claro que eles estão esperando para dar o próximo passo gigante no cosmos.
Publicado em 03/11/2019
Artigos originais: https://www.wired.com/story/nasa-is-getting-serious-about-an-interstellar-mission/ e http://interstellarexplorer.jhuapl.edu/mission/implementation.html
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