Velejando pelo espaço #HojeÉDiadeCiência

sexta-feira, 28 dezembro 2018

Juntando sonho e princípios científicos, José Roberto Costa fala da possibilidade de no futuro desbravadores usarem elegantes veleiros espaciais para chegar a novos mundos

Talvez, num de seus sonhos mais ousados, você tenha ido ao espaço, flutuar junto às estrelas. E como em todo sonho que se preze, a coisa mais fantástica era que você não estava numa nave espacial, mas num barco, um veleiro! À medida que aquelas imensas velas prateadas se abriam, você ganhava velocidade, se afastando mais e mais da Terra.

Se um dia você sonhou algo parecido talvez tenha acordado e pensado “mas que sonho louco”… Mas há cerca de um século um cientista soviético chamado Friedrich Tsandler também teve essa “visão”. E ele não era louco.

Onda e partícula

De pé, a beira-mar, você com certeza já sentiu a pressão do vento em seu rosto e o calor do Sol em sua pele. Essas duas formas de energia vêm em pacotes, na verdade, partículas. Aqui na Terra construímos turbinas e barcos a vela para capturar a energia das moléculas de ar em movimento.

No espaço não existe ar, mas a luz do Sol também pode ser entendida como um enxame de partículas, chamadas fótons, que realmente podem ser utilizadas por uma vela para impulsionar uma nave, um veleiro espacial.

A ideia é a seguinte: um objeto que se move, como um barco à vela, tem o que chamamos de “momento”. O momento é a massa de um objeto multiplicada pela sua velocidade. Quando mais rápido um objeto se move, mais momento ele tem.

A luz, entretanto, é algo bem estranho. Fótons não têm massa, mas têm energia e, portanto, momento. Essa característica surpreendente vem da Física Quântica. É que a luz pode se comportar ora como partícula, ora como onda.

O CEO da Sociedade Planetária apresenta do projeto LigthSail2. Fonte:Youtube

 Velas solares

Se quisermos construir um veleiro espacial de verdade, isto é, uma nave que use o momento da luz para se mover no espaço, precisamos fazer velas grandes, porém bem finas. E certamente será inteligente construir inicialmente uma espaçonave tão pequena quanto possível.

Quando os fótons colidem sobre a superfície da vela entra em ação o princípio da conservação da quantidade de movimento, segundo o qual o momento do sistema formado pelos dois corpos (vela e fóton) permanece o mesmo antes e depois do choque.

Em outras palavras, a luz solar gera o impulso necessário ao movimento da vela e seu veleiro (a pequena nave). Essas velas solares devem ter alta capacidade de reflexão, para que não absorvam os fótons e sim os faça ricochetear. Isso produzirá o momento máximo.

Devagar e sempre

Podemos medir a força desse movimento em newtons, uma unidade cujo nome é uma homenagem ao famoso cientista inglês Isaac Newton. Um newton é mais ou menos a força que uma maça exerce sobre a sua mão.

Projeto LigthSail2 tem previsão de lançamento no primeiro semestre de 2019.

A luz do Sol nas proximidades da Terra exerce uma força igual a cinco milionésimos de um newton. Milionésimos de quase nada é nada – e isso não parece suficiente para empurrar coisa alguma. Mas não é bem assim.

Pense em quantos segundos existem numa semana, em um mês e em um ano. Deixada no espaço, os fótons vão acabar impulsionando nosso veleiro espacial. E o que é melhor: como não existe atrito ele ganhará cada vez mais velocidade com o passar do tempo.

Sonhar e fazer

Mas tudo isso não é um sonho? Sem dúvida. Mas é exatamente o que pode acontecer já no primeiro semestre de 2019, quando um grupo de entusiastas da exploração espacial, uma organização civil sem fins lucrativos chamada “Planetary Society” (fundada por Carl Sagan e amigos em 1980) for lançar a LightSail 2.

Vamos desejar boa sorte a esses sonhadores. Como sempre acontece, seu sucesso abrirá caminho para muitos outros. Quem sabe os futuros desbravadores não usarão elegantes veleiros espaciais para chegar a novos mundos?

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