Chegar a Proxima Centauri b exigirá muitas tecnologias novas, mas há razões cada vez mais empolgantes para isso. Esforços públicos e privados começaram a procurar seriamente maneiras de fazer isso acontecer, mas até agora, houve um obstáculo significativo para a jornada: a propulsão. Para resolver esse problema, Christopher Limbach, agora professor na Universidade de Michigan, recebeu uma bolsa do Instituto de Conceitos Avançados (NIAC) da NASA para trabalhar em um novo tipo de propulsão por feixe que utiliza um feixe de partículas e um laser para superar a maior fraqueza dessa tecnologia.

Vamos primeiro ver por que os sistemas de propulsão convencionais não funcionariam para levar uma nave até Proxima b. Foguetes convencionais estão fora de questão, pois seu combustível é muito pesado e queima muito rápido para levar uma sonda a qualquer lugar perto da velocidade que ela precisaria para chegar a Proxima b. Velas solares convencionais também falham porque, uma vez que estão longe o suficiente do Sol, apenas um empurrão mínimo é aplicado a elas.

Outras soluções não convencionais podem funcionar, como propulsão nuclear ou propulsão iônica. No entanto, elas são vítimas da tirania da equação do foguete – já que precisam carregar seu combustível, precisam carregar mais massa para ir mais rápido, eliminando assim muito desse benefício.

Fraser explica o Breakthrough Starshot, uma missão que poderia potencialmente utilizar o sistema PROCSIMA.
Publicidade

Isso deixa a propulsão por feixe — essencialmente criando um feixe gigante no espaço que continua a empurrar uma nave espacial com um coletor, que pode continuar a empurrar durante todo o tempo em que a nave espacial está a caminho de seu destino. Normalmente, há dois tipos de feixes usados ​​nesses sistemas — feixes de partículas e feixes de luz. No entanto, cada um tem uma fraqueza — difração.

Publicidade

Tanto os feixes de luz quanto os de partículas tendem a se espalhar por longas distâncias, tornando-os muito menos eficazes em focar em um único objeto pequeno que pode estar a anos-luz de distância. Até mesmo os lasers, se forem permitidos a apontar para longe, eventualmente se dispersam em luz inutilizável. No entanto, há uma maneira de contornar isso.

Recentemente, a pesquisa óptica desenvolveu uma maneira de combinar feixes de partículas e laser que praticamente elimina a difração e a dispersão do feixe quando ambos são usados ​​simultaneamente. Isso permitiria que um sistema de propulsão com feixe continuasse concentrando seu feixe exatamente no lugar certo sem perder lentamente sua força de empuxo conforme a sonda se afasta. O Dr. Limbach usou essa tecnologia subjacente para desenvolver o que ele chama de PROCSIMA, um novo método de propulsão que usava um sistema de propulsão combinado coerente de partículas e feixe de laser.

Representação dos problemas de difração com feixes de partículas e fótons e como um feixe combinado “autoguiado” continua fornecendo poder de propulsão mesmo para sondas que estão distantes.
Crédito – Limbach & Hara
Publicidade

Cálculos do Dr. Limbach e seu colaborador, Dr. Ken Hara, agora professor em Stanford, mostram que fazer um feixe coerente que pode efetivamente durar até Proxima b enquanto difrata apenas para cerca de 10m é possível, pelo menos em teoria. De acordo com seus cálculos, uma sonda de 5g como aquela em que o projeto Breakthrough Initiatives está trabalhando poderia ser empurrada até 10% da velocidade da luz, permitindo que ela atinja Proxima b em 43 anos.

Alternativamente, eles também calcularam que uma sonda muito maior, de cerca de 1 kg, poderia atingir o sistema em cerca de 57 anos. Isso permitiria uma carga útil muito mais emocionante, mesmo que a sonda passasse rapidamente pelo sistema Proxima Centauri a uma fração significativa da velocidade da luz.

Ainda há algum trabalho a ser feito, incluindo o desenvolvimento de coisas como fontes de partículas de átomos frios e a melhoria da funcionalidade dos sistemas de feixe. No entanto, até agora, o projeto não foi apoiado por outra bolsa do NIAC, embora o laboratório do Dr. Limbach na UM continue a trabalhar em ideias semelhantes, como um sistema de propulsão nanoNewton. O desenvolvimento continua em um método de disparo de estrela para eventualmente levar uma sonda para outra estrela, e parece que, para o bem ou para o mal, a propulsão por feixe é o caminho para chegarmos lá.

Saber mais:
Limbach e Hara – PROCSIMA: Propulsão por feixe sem difração para missões interestelares inovadoras
UT – Starshot … Não? Faça uma verificação da realidade sobre a busca por civilizações alienígenas
UT – Cristais fotônicos podem ser exatamente o que a Breakthrough Starshot está procurando
UT – Pequena nave espacial de enxame pode estabelecer comunicações com Proxima Centauri

Publicidade

Imagem principal:
Representação artística do conceito do sistema de propulsão PROCSIMA.
Crédito – Christopher Limbach

Share. Facebook Twitter Pinterest LinkedIn Tumblr Email

Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.