E a mecânica quântica nos trás um motor estelar

SÉRIE: CIÊNCIA

por Fargon Jinn

Exploradores, vamos falar de viagens interestelares? Ótimo!

A primeira etapa que teríamos que discutir são os meios ou os processos para tal. Como seriam?

Quero trabalhar com vocês alguns conceitos básicos, antes, para colocá-los no clima do que vou dizer em seguida, que é o real tema deste artigo.

Elaborando as motivações

Imaginem que tenhamos descoberto um planeta, em outro sistema estelar, em condições de existência de água em estado líquido, digamos, a oitenta anos-luz do Sol. Ou seja, já vemos aí a possibilidade de desenvolvermos um entreposto espacial. Muito dificilmente esse planeta nos daria possibilidades de viver nele. Muito quente, ou muito frio, atmosfera com concentrações gasosas indevidas, condições gerais hostis, risco de contaminação por doenças desconhecidas, etc.

Então por que o visitaríamos? Primeiro em busca de conhecimento. Desenvolvimento geológico, estudo da fauna e flora, mineralogia, gravitação, energia, química, fósseis, busca por inteligência extraterrestre, enfim, uma infinidade de questões de mérito científico. Além, é claro, de outras questões de méritos estratégicos. Por exemplo, para viajarmos entre as estrelas, é obrigatório um item de extrema necessidade: água.

É claro, poderemos levar tudo o que for necessário, inclusive água, mas esse é um elemento que sempre será necessário, inclusive para o nosso planeta. Por mais que se recicle, as perdas estarão presentes em qualquer situação. Além disso, se pretendemos criar uma base permanente neste novo sistema planetário, teremos que pensar em procriação. Para aumentar o número de indivíduos num sistema equilibrado teremos que, principalmente, aumentar a quantidade de água deste sistema, além de muitas outras coisas, obviamente. Um planeta com condições próximas ao nosso, ofereceria os insumos necessários.

Como se viaja entre os vazios estelares?

Desta forma já estabelecemos, até agora, as nossas motivações, “o porquê” de se viajar. Vamos então tratar do “como”.

Precisamos, com certeza, de um veículo espacial que nos permita viajar por séculos, e que mantenha as condições de existência de uma comunidade ativa. Nada de animação suspensa (criogenia, congelamento). Isso é mais fantasia do que uma possibilidade real. Essa comunidade manteria os sistemas do veículo, estudaria o espaço interestelar, trocaria experiências com a Terra e evoluiria em conjunto conosco.

Num sistema “congelado” não haveria desenvolvimento. Ao término desta viagem, teríamos uma pequena sociedade arcaica, destoante do resto da humanidade. Eles pararam no tempo por séculos. Nós evoluímos vertiginosamente. Seria como pedir a Napoleão que se adaptasse ao século XXI.

Propulsão e energia

Bom, continuando em relação ao “como”. O que propulsionaria nossa espaçonave durante esse período, quais combustíveis seriam necessários? Agora sim, chegamos ao verdadeiro motivo deste artigo.

Eu sempre acreditei, amigos exploradores, que, no futuro, os sistemas de propulsão teriam que depender de geração de energia nuclear (por decaimento ou fusão), e não poderíamos escapar disso e todas as suas implicações. Mas, recentemente, e isso é a grande novidade, a ciência deu um novo passo. Aisha Mustafa, uma adolescente egípcia de dezenove anos, estudante de física aplicada na cidade do Cairo, registrou a patente de uma nova e promissora solução para um sistema de propulsão espacial.

Mecânica quântica na parada

Aisha Mustafa, 19 anos, estudante de física aplicada

De fato, ela desenvolveu uma ideia de um “motor quântico” para vir a ser utilizado por naves espaciais de espaço profundo. O seu conceito é um equipamento capaz de gerar movimento a partir de coisa nenhuma. Parece louco, mas não é.

A partir da teoria desenvolvida pelos físicos holandeses Hendrik Casimir e Dirk Polder, mais conhecida como Efeito Casimir, ou Força Casimir-Polder, ela fez um desenvolvimento de um método que aproveitaria o chamado Differential Sail (velejar por diferencial, numa tradução livre), que é uma das várias propostas desenvolvidas pelo físico estadunidense Marc G. Millis, para a NASA.

Surfando no espaço?!

Infográfico exemplificando a Força Casimir-Polder

O Efeito Casimir é um fenômeno que funciona perfeitamente no vácuo. Duas placas colocadas paralelamente à distância de alguns micra, uma da outra, tendem a aproximarem-se. Para simplificar, entre as placas existe uma ondulação energética menor do que nas laterais externas. Esta diferença de ondulação recebe força de fora para o interior das placas, aproximando-as.

O Differencial Sail seria um processo em que produziria-se uma densidade energética menor num dos lados do sistema gerando um movimento do lado mais denso para o menos denso. Exatamente como se fosse uma vela, onde a pressão dos ventos empurra a embarcação.

Ou estaremos velejando...?

O NanoSail-D da NASA é um veleiro solar bem sucedido

Velejar no espaço não é uma ideia nova. As estrelas produzem o chamado vento solar. Este é o resultado da radiação e emissão de matéria das estrelas para o espaço.

Já no espaço interestelar isso não seria tão fácil, longe das estrelas a nave não teria tanta força para ser impulsionada. Nestas regiões entra-se no conceito quântico de Energia de Ponto Zero, ou seja, a menor energia possível em qualquer circunstância é meio quantum. Essa energia é a que gera o Efeito Casimir.

O conceito de Aisha Mustafa aproveita esta pequena energia e a transforma em movimento. Ou seja, não precisaremos de tanques de combustíveis para reatores químicos ou propulsores iônicos que demandam uso de energia elétrica.

Não é uma Brastemp

Alguns chegam a ir longe em suas suposições

Eu sei, exploradores, eu sei: Não é uma Enterprise...! Né? Mas ainda assim é o que a nossa realidade científica pode prover. Isso com certeza é o início de propostas para sistemas muito mais eficientes e velozes num futuro bem próximo.

Mais imediatamente, poderemos ter sondas de espaço profundo usufruindo de um sistema de propulsão quântica que poderão funcionar por séculos, orientadas para os sistemas mais próximos como Alfa-Centauri e outros nas vizinhanças.

Isso, no mínimo, é uma grande barreira sendo superada pela física moderna e por uma cientista tão jovem, e ainda em formação. Imaginem o que poderemos ter dentro de alguns anos... Quem viver verá!