“Halo-engine” será capaz de acelerar a nave espacial quase à velocidade da luz

velocidade da luz

Em 2016, o físico Stephen Hawking e o bilionário Yuri Milner revelaram um plano para viajar para as estrelas. O chamado projeto Breakthrough Starshot é um programa de 100 milhões de dólares para desenvolver e demonstrar as tecnologias necessárias para visitar o sistema estelar mais próximo. Alvos potenciais incluem Proxima Centauri, um sistema localizado a cerca de quatro anos-luz de distância, com vários exoplanetas, um dos quais se parece com a Terra.

Projeto Starshot Breakthrough

O plano de Hawking e Milner era construir milhares de minúsculas naves espaciais do tamanho de microchips e usar a luz para acelerá-las para uma velocidade relativista – isto é, perto da velocidade da luz. Uma grande frota aumenta as chances de que pelo menos uma delas chegue com segurança. Cada “chip estrela” é anexado a uma vela do tamanho de uma quadra de badminton e, em seguida, é irradiada com lasers terrestres extremamente potentes.

O movimento do laser tem muitas vantagens. O mais importante é que as astronaves não precisem de combustível e, portanto, não devem ter peso extra com elas. Além disso, com a ajuda da aceleração da vela de luz, você pode acelerar a nave para 20% da velocidade da luz. Nesse cenário, a frota chegará a Proxima Centauri em menos de 30 anos.

Os lasers fantasticamente poderosos necessários para tal missão serão particularmente difíceis e caros de desenvolver. Uma pergunta óbvia nasce: existe outra maneira de atingir velocidades relativísticas?

Hoje temos uma resposta, graças ao trabalho de David Kipping, astrónomo da Universidade de Columbia, em Nova York. Kipping surgiu com uma nova forma de estilingue gravitacional, a mesma tecnologia que a NASA usou para enviar, por exemplo, a astronave Galileo para Júpiter. A ideia é acelerar a astronave, dirigindo-a ao lado de um objeto enorme, como um planeta. Assim, a astronave ganhará parte da velocidade do planeta e acelerando com a sua ajuda.

Estilingues gravitacionais funcionam muito bem para corpos massivos. Na década de 1960, o físico Freeman Dyson calculou que um buraco negro pode acelerar uma astronave a velocidades relativísticas. Mas as forças numa astronave que se aproxime de tal objeto provavelmente a destruirá.

Portanto, Kipping ofereceu uma alternativa inteligente. Sua ideia é direcionar os fótons ao redor do buraco negro e depois usar a energia extra que eles recebem para acelerar a vela de luz. “A energia cinética de um buraco negro é transmitida para o feixe de luz como um deslocamento azul e, ao retornar, os fótons não apenas aceleram a astronave como também adicionam energia a ela”, diz Kipping.

Este processo depende de um campo gravitacional extremamente poderoso em torno de um buraco negro. Como os fótons têm uma massa pequena, mas ainda em repouso, esse campo é capaz de capturar a luz em uma órbita circular.

O trabalho de Kipping é baseado em uma órbita levemente diferente que direciona os fótons emitidos pela astronave ao redor do buraco negro e nas costas – uma espécie de órbita do bumerangue. Durante a viagem, os fótons do bumerangue receberão energia cinética do movimento de um buraco negro.

É essa energia que pode acelerar uma astronave equipada com uma vela de luz apropriada. Kipping chama a sua ideia de “motor halo”. Um motor de halo transmite a energia cinética de um buraco negro em movimento para uma astronave usando a gravidade. Nesse caso, a astronave não consome nenhum combustível próprio nesse processo.

Como o motor halo usa o movimento de um buraco negro, ele é melhor aplicado a sistemas duplos nos quais um buraco negro gira em torno de outro objeto. Então os fótons recebem energia do movimento do buraco negro nos pontos correspondentes em sua órbita.

E esse mecanismo deve funcionar com qualquer massa que seja significativamente menor que a massa de um buraco negro. Kipping diz que mecanismos do tamanho de um planeta são possíveis com ele. Assim, uma civilização bem desenvolvida pode viajar com velocidades relativísticas de uma parte da galáxia para outra, saltando de um sistema binário de buracos negros para outro. “Uma civilização desenvolvida poderia usar o conceito de uma vela leve para alcançar velocidades relativísticas e movimentos extremamente eficazes”, diz ele.

O mesmo mecanismo também pode desacelerar a astronave. Portanto, essa civilização avançada provavelmente procurará pares de sistemas binários com buracos negros que atuarão como aceleradores e desaceleradores.

A Via Láctea contém cerca de 10 biliões de sistemas binários de buracos negros, mas Kipping observa que provavelmente haverá apenas um número limitado de trajetórias que os unirão, de modo que essas rodovias interestelares provavelmente serão muito valiosas.

Naturalmente, as tecnologias necessárias para usar este conceito estão atualmente além das capacidades da humanidade. Mas os astrónomos devem ser capazes de descobrir onde as melhores rodovias estelares estão localizadas, assim como procurar por assinaturas tecnológicas de civilizações que possam explorá-las.

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About the Author: Bruno Gama

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