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- Marie Curie


Explorando o espaço interplanetário

2006-11-25
Essa ideia maluca de disparar até a Lua é um exemplo do absurdo a que se pode chegar quando a especialização mantém os cientistas trabalhando em compartimentos isolados.
(Prof. Bickerton, à Associação Britânica para o avançe da Ciência em 1929)


A exploração do Sistema Solar aparece nestes momentos como tecnologicamente factível embora considerações económicas e sociais façam vê-la como muito menos ambiciosa do que o cinema e a literatura têm proposto. Desde que o russo Yuri Gagarin foi enviado ao espaço em 1961 a maioria das viagens têm-se limitado a uma altura não maior do que 500 quilómetros, suficiente para estarem protegidos da radiação cósmica e dos efeitos dos cinturões de radiação. Só doze humanos estiveram mais além, sobre a superfície da Lua, a 380000 quilómetros de distância.

Para viajarmos no espaço são necessários veículos apropriados. As naves espaciais dos filmes têm sido representadas, tradicionalmente, com formas aerodinâmicas. Durante a primeira época de ouro das aventuras espaciais no cinema, na década de cinquenta, houve inumeráveis filmes que mostravam foguetes de desenho estilizado de todas as formas e tamanhos. Em geral, estes eram capazes de ir e voltar a algum planeta sem escala. As naves imperiais de "A Guerra das Estrelas" (Star Wars, 1977) são as herdeiras dessa época.

Em “2001: Uma Odisseia no Espaço” (2001: A Space Odyssey, 1968) começa-se a introduzir-se uma nova imagem de nave espacial mais realista em relação às condições físicas do espaço interplanetário. Livre das restrições aerodinâmicas a nave Discovery parece um brinquedo de construção gigante, cheio de protuberâncias e rugosidades para além de ser extremamente funcional. É lógico pensar que as futuras naves exploradoras se poderão construir no espaço ou em zonas de baixa gravidade como a Lua e de aí sejam impelidas a viajarem pelo nosso Sistema Solar. A nave Discovery do filme 2001 bem poderia ser o protótipo duma delas.

Que tipo de motores se utilizarão nas viagens espaciais para a exploração do Sistema Solar? Basicamente tudo dependerá da estratégia que elejamos para viajar. Podemos optar por um impulso suave embora constante ou por uma aceleração instantânea que nos ponha em caminho para depois aproveitar o facto de no espaço não existir resistência para nos deslocarmos até ao nosso destino e finalmente usar os motores da nave como travões. O primeiro problema a considerar é que os foguetes químicos geram uma quantidade limitada de energia e consomem muito combustível pelo que é preciso desenvolver tipos alternativos de propulsão.

O cinema tem ilustrado algumas das hipóteses que temos à nossa disposição. Em “Robinson Crusoe em Marte” (Robinson Crusoe on Mars, 1964) a nave exploradora usa um motor de iões. Nestes motores, um campo eléctrico acelera átomos ou moléculas com carga (por exemplo, oxigénio) a grandes velocidades. Os iões são expulsados da câmara de saída propulsionando assim a nave. A energia eléctrica que necessitam para funcionar poderia provir de painéis solares que são uma fonte razoável de potência sempre que a radiação solar seja suficiente. Outra estratégia para a propulsão de naves é a mostrada na nave Discovery no filme 2001. A nave possui uma secção de comando, onde vive a tripulação enquanto os motores estão muito afastados. No romance que serviu de inspiração para o filme explica-se que o tipo de propulsão usado é a fusão nuclear. Os grandes painéis que se vêem no filme na zona dos motores, são empregues para dissipar o calor gerado pela fusão.

Para poupar combustível também é possível utilizar a força da gravidade como meio para acelerar ou travar as naves espaciais, como uma espécie de motor para pobres. Por exemplo, as naves Voyager usaram os seus encontros com os planetas, Júpiter e Saturno, para adquirirem um impulso adicional e um incremento em energia cinética que lhes permitisse explorar os planetas exteriores, empregando o mesmo principio físico que faz com que duas bolas de bilhar se desviem quando colidem. No caso da Voyager, a nave mudava a sua direcção e acelerava enquanto que Júpiter (ou Saturno) travavam ligeiramente.

As viagens interplanetárias requerem tempos prolongados de trânsito entre a partida e a chegada, com os consequentes problemas de logística se se pretende transportar humanos. Por exemplo, a viagem da Terra à Lua demorava quatro dias. As sondas de Marte demoram como mínimo de oito a dez meses até chegar ao seu destino. Como poderemos viajar estas distâncias com passageiros e levando uma quantidade suficiente de provisões, atmosfera respirável e combustíveis? Certamente deverão investigar-se novas técnicas para manter a tripulação, incluindo a hibernação. No filme 2001 mostra-se esta possibilidade, com três astronautas que viajam na nave Discovery, num estado de actividade metabólica reduzida por congelamento e com as suas funções vitais funcionando a um ritmo muito lento, enquanto a personagem David Bowman explica, numa reportagem da televisão, que “desta forma conseguimos alcançar a máxima conservação dos nossos recursos vitais, em particular comida e ar”.

No mesmo filme, dá-se uma solução para o problema associado com a exposição do corpo humano a períodos prolongados de imponderabilidade. A permanência em condições de micro-gravidade durante longos períodos de tempo, como o experimentado pelos astronautas da Estação Espacial Internacional, provoca problemas fisiológicos nos astronautas, como a perda de massa e força muscular, problemas cardiovasculares e redução do número de glóbulos vermelhos no sangue. A nave Discovery dispõe de uma espécie de centrifugadora gigante que dá um sucedâneo de gravidade aos humanos.

Finalmente podemos fazer a pergunta: porque razão ir ao espaço para além do simples desejo de exploração? Uma possível resposta está no começo do filme “Alien, o Oitavo Passageiro” (Alien, 1979). Enquanto olhamos para a enorme nave refinaria um cartaz explica-nos:
Veículo reboque: Nostromo
Tripulação: 7
Carga: Refinaria, 20 000 000 toneladas de material.
Rota: Voltando à Terra
O Nostromo é uma refinaria de petróleo que se usa porque os recursos de hidrocarbonetos da Terra estão esgotados. A nave vai processando o petróleo recolhido em outros planetas na sua viagem de regresso. Embora o argumento pareça razoável é difícil perceber porque uma civilização tão avançada que consegue fabricar refinarias espaciais acha mais rentável a mineração espacial que a fabricação directa dos hidrocarbonetos através duma fonte de energia barata como a fusão nuclear.

Seja como for, a mineração espacial tem sido usada como desculpa nos filmes para justificar a exploração espacial. Em “O Vingador do Futuro” (Total Recall, 1990) estão à procura de turbinium e em “Comando Titânio” (Outland, 1981) procura-se titânio na lua Io. É certo que no caso da Terra um processo de diferenciação fez com que os minerais mais pesados estejam no interior e portanto sejam mais difíceis de extrair pelo que é muito possível que no futuro, quando estes minerais sejam escassos na Terra, seja mais rentável explorá-los em depósitos na Lua ou no cinturão de asteróides.


Tradução de Cristina Zurita.
Héctor Castañeda é astrónomo no Instituto de Astrofísica das Canárias e mantém um site internet com informação em castelhano.