Não mais apenas no reino da ficção científica, a possibilidade de viagens interestelares apareceu, tentadoramente, no horizonte. Embora possamos não ver isso em nossas vidas – pelo menos não em alguma versão real do tipo fictício de velocidade de dobra, hiperdrive e dobra espacial – estamos tendo conversas iniciais sobre como a vida poderia escapar das amarras de nosso sistema solar, usando tecnologia que está ao seu alcance.
Para os professores da UC Santa Barbara, Philip Lubin e Joel Rothman, é um ótimo momento para estar vivo. Nascidos de uma geração que viu avanços de tirar o fôlego na exploração espacial, eles carregam o otimismo desenfreado e a centelha criativa do início da Era Espacial, quando os humanos descobriram que poderiam deixar a Terra.
“As viagens lunares da Apollo estiveram entre os eventos mais importantes da minha vida e contemplá-las ainda me deixa boquiaberto”, disse Rothman, um distinto professor do Departamento de Biologia Molecular, Celular e de Desenvolvimento, e um autodeclarado “geek do espaço”.
Apenas 50 anos se passaram desde aquela era crucial, mas o conhecimento da humanidade sobre o espaço e a tecnologia para explorá-lo melhoraram imensamente, o suficiente para Rothman se juntar ao cosmologista experimental Lubin para considerar o que seria necessário para os seres vivos embarcarem em uma jornada através do vasta distância que nos separa de nosso vizinho mais próximo na galáxia. O resultado de sua colaboração foi publicado na revista Acta Astronautica.
“Acho que é nosso destino continuar explorando”, disse Rothman. “Olhe para a história da espécie humana. Nós exploramos em níveis cada vez menores até níveis subatômicos e também exploramos em escalas cada vez maiores. Esse impulso em direção à exploração incessante está no cerne de quem somos como espécie.”
Pensando grande, começando pequeno
O maior desafio para as viagens interestelares em escala humana é a enorme distância entre a Terra e as estrelas mais próximas. As missões da Voyager provaram que podemos enviar objetos através dos 12 bilhões de milhas que leva para sair da bolha que cerca nosso sistema solar, a heliosfera. Mas as sondas do tamanho de um carro, viajando a velocidades de mais de 35.000 milhas por hora, levaram 40 anos para chegar lá e sua distância da Terra é apenas uma pequena fração daquela para a próxima estrela. Se estivessem indo para a estrela mais próxima, levariam mais de 80.000 anos para alcançá-la.
Esse desafio é o foco principal do trabalho de Lubin, no qual ele reimagina a tecnologia necessária para alcançar o próximo sistema solar em termos humanos. A propulsão química tradicional a bordo (também conhecido como combustível de foguete) acabou; não pode fornecer energia suficiente para mover a nave com rapidez suficiente, e o peso dela e os sistemas atuais necessários para impulsioná-la não são viáveis para as velocidades relativísticas que a nave precisa atingir. Novas tecnologias de propulsão são necessárias – e é aí que entra o programa de pesquisa de energia dirigida da UCSB, usando luz como “propelente”.
“Isso nunca foi feito antes, para empurrar objetos macroscópicos a velocidades próximas da velocidade da luz”, disse Lubin, professor do Departamento de Física. A missa é uma barreira tão grande, na verdade, que exclui qualquer missão humana no futuro previsível.
Como resultado, sua equipe se voltou para robôs e fotônica. Pequenas sondas com instrumentação a bordo que detectam, coletam e transmitem dados de volta à Terra serão impulsionadas a até 20-30% da velocidade da luz pela própria luz usando um conjunto de laser estacionado na Terra, ou possivelmente na lua. “Não saímos de casa com ele”, explicou Lubin, o que significa que o sistema de propulsão primário fica “em casa” enquanto as espaçonaves são “disparadas” em velocidades relativísticas. O laser de propulsão principal é ligado por um curto período de tempo e então a próxima sonda é preparada para ser lançada.
“Provavelmente se pareceria com uma pastilha semicondutora com uma borda para protegê-la da radiação e do bombardeio de poeira enquanto atravessa o meio interestelar”, disse Lubin. “Provavelmente seria do tamanho da sua mão para começar.” À medida que o programa evolui, a espaçonave torna-se maior com capacidade aprimorada. A tecnologia central também pode ser usada em um modo modificado para impulsionar espaçonaves muito maiores dentro de nosso sistema solar em velocidades mais lentas, potencialmente permitindo missões humanas a Marte em apenas um mês, parando incluído. Esta é outra forma de espalhar a vida, mas em nosso sistema solar.
A essas velocidades relativísticas – cerca de 160 milhões de quilômetros por hora – o wafercraft alcançaria o próximo sistema solar, Proxima Centauri, em aproximadamente 20 anos. Chegar a esse nível de tecnologia exigirá inovação e aprimoramento contínuos tanto do wafer espacial quanto da fotônica, onde Lubin vê “crescimento exponencial” no campo. O projeto básico para desenvolver um roteiro para alcançar o vôo relativístico via propulsão de energia dirigida é apoiado pela NASA e fundações privadas como o programa Starlight e pelas Iniciativas Breakthrough como o programa Starshot.
“Quando eu descobri que a massa dessas naves poderia atingir níveis de grama ou maiores, ficou claro que elas poderiam acomodar animais vivos”, disse Rothman, que percebeu que as criaturas que ele estudou por décadas, chamadas C. elegans, podiam sejam os primeiros terráqueos a viajar entre as estrelas. Essas lombrigas intensamente estudadas podem ser pequenas e simples, mas são criaturas experimentais, disse Rothman.
“A pesquisa neste pequeno animal levou ao prêmio Nobel para seis pesquisadores até agora”, observou ele.
C. elegans já são veteranos das viagens espaciais, como objeto de experimentos realizados na Estação Espacial Internacional e a bordo do ônibus espacial, sobrevivendo até mesmo à trágica desintegração do ônibus espacial Columbia. Entre seus poderes especiais, que compartilham com outros viajantes interestelares em potencial que Rothman estuda, os tardígrados (ou, mais afetuosamente, ursos d’água) podem ser colocados em animação suspensa em que virtualmente todas as funções metabólicas são interrompidas. Milhares dessas minúsculas criaturas poderiam ser colocadas em uma bolacha, colocadas em animação suspensa e voadas naquele estado até chegar ao destino desejado. Eles poderiam então ser despertados em seu minúsculo StarChip e monitorados com precisão para quaisquer efeitos detectáveis de viagens interestelares em sua biologia, com as observações retransmitidas para a Terra por comunicação fotônica.
“Podemos perguntar o quão bem eles se lembram do comportamento treinado quando estão voando para longe de sua origem terrestre perto da velocidade da luz, e examinar seu metabolismo, fisiologia, função neurológica, reprodução e envelhecimento”, acrescentou Rothman. “A maioria dos experimentos que podem ser conduzidos nesses animais em um laboratório pode ser realizada a bordo dos StarChips enquanto eles voam pelo cosmos.” Os efeitos dessas longas odisséias na biologia animal poderiam permitir aos cientistas extrapolar para efeitos potenciais em humanos.
“Poderíamos começar a pensar no projeto de transportadores interestelares, sejam eles quais forem, de uma forma que possa melhorar os problemas detectados nesses animais diminutos”, disse Rothman.
Claro, poder enviar humanos para o espaço interestelar é ótimo para filmes, mas na realidade ainda é um sonho distante. Quando chegamos a esse ponto, podemos ter criado formas de vida mais adequadas ou humanos-máquinas híbridos que são mais resistentes.
“Este é um programa geracional”, disse Lubin. Os cientistas das próximas gerações contribuirão idealmente para o nosso conhecimento do espaço interestelar e seus desafios, e aprimorarão o design da nave conforme a tecnologia melhora. Com o sistema de propulsão primário sendo leve, a tecnologia subjacente está em uma curva de crescimento exponencial, bem como a eletrônica com uma “Lei de Moore” como capacidade de expansão.
Proteção planetária e propagação extraterrestre
Estamos ligados ao nosso sistema solar por um futuro previsível; os humanos são frágeis e delicados longe de nosso planeta natal. Mas isso não impediu Lubin, Rothman, suas equipes de pesquisa e seus diversos colaboradores, que incluem um especialista em radiação e um teólogo formado em ciência, de contemplar os aspectos fisiológicos e éticos de enviar vida para o espaço – e talvez até mesmo propagar a vida no espaço.
“Há a ética”, explicou Lubin, “da proteção planetária”, em que se pensa seriamente na possibilidade de contaminação, seja de nosso planeta para outros ou vice-versa. “Acho que se você começasse a falar sobre a propagação dirigida da vida, que às vezes é chamada de panspermia – essa ideia de que a vida veio de outro lugar e acabou na terra por cometas e outros detritos, ou mesmo intencionalmente de outra civilização – a ideia de que iríamos enviar vida propositalmente traz grandes questões. ”
Até o momento, afirmam os autores, não há risco de contaminação direta, já que as sondas que se aproximam de qualquer outro planeta queimariam em sua atmosfera ou seriam obliteradas na colisão com a superfície. Como as naves wafercraft estão em uma viagem só de ida, não há risco de que micróbios extraterrestres retornem à Terra.
Embora ainda um pouco marginal, a teoria da panspermia parece estar recebendo alguma atenção séria, embora limitada, dada a facilidade de propagação da vida quando as condições são adequadas e a descoberta de vários exoplanetas e outros corpos celestes que podem ter sido, ou poderia ser, um suporte à vida como a conhecemos.
“Algumas pessoas meditaram e publicaram ideias como ‘o universo é um experimento de laboratório de alguma civilização avançada'”, disse Lubin. “Portanto, as pessoas certamente estão dispostas a pensar sobre civilizações avançadas. As perguntas são boas, mas as respostas são melhores. No momento, simplesmente refletimos sobre essas questões, sem as respostas ainda.”
Outra questão atualmente sendo contemplada na comunidade de exploração espacial mais ampla: Qual é a ética de enviar humanos a Marte e outros lugares distantes sabendo que eles podem nunca voltar para casa? Que tal enviar pequenos microorganismos ou DNA humano? Essas indagações existenciais são tão antigas quanto as primeiras migrações humanas e viagens marítimas, cujas respostas provavelmente virão no momento em que estivermos prontos para fazer essas viagens.
“Acho que não devemos, e não vamos, suprimir o anseio exploratório que é intrínseco à nossa natureza”, disse Rothman.
Publicado em 08/01/2022 22h21
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