Os especialistas da NASA aprovaram outra lista de 25 projetos "malucos" de exploração espacial, cujos autores propõem estudar Marte com a ajuda de robôs "transformadores" e cyberbees, construir um motor de pósitron e laser para voar até Alfa Centauro, e também proteger os Marsonautas da radiação usando um gigante magnético.
“Este ano recebemos um número recorde de inscrições - mais de 230 propostas de nossos concorrentes e, portanto, a luta entre eles foi especialmente acirrada. Estou ansioso para ver esses projetos ganharem vida”, disse Jason Derleth, gerente do programa NIAC no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, EUA.
A cada poucos anos, a agência realiza o concurso de inovação NIAC, no qual especialistas coletam e implementam as ideias mais ousadas, bizarras e promissoras para estudar o espaço próximo e profundo, bem como a superfície dos planetas do sistema solar.
Os especialistas da NASA selecionam anualmente vários projetos espaciais de alto risco, mas promissores, inventados por pequenas equipes de pesquisa. Em seguida, a agência fornece recursos e fundos para sua implementação, outros 20-25 pesquisadores recebem pequenas bolsas para o estudo inicial.
Através de dificuldades para as estrelas
Hoje, a NASA e outras agências espaciais importantes do mundo reconheceram que será impossível estudar o espaço sem a criação de novas centrais de propulsão e energia que podem levar a humanidade ao nível interestelar. Imediatamente, cinco projetos aprovados pelo NIAC são dedicados à criação de tais sistemas que podem acelerar naves estelares a velocidades próximas à da luz, ou se mover quase indefinidamente.
Três deles já foram aprovados em competições NIAC anteriores e agora são os vencedores na segunda fase deste projeto, que envolve um financiamento muito mais substancial e implica que os autores dessas idéias puderam provar que seus "projetos malucos" realmente funcionam.
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O primeiro foi o escandaloso projeto do "motor Mach" que viola a teoria da relatividade de Einstein e, presumivelmente, funciona graças a uma das propriedades do espaço-tempo, descoberta no final do século XIX pelo famoso físico alemão Ernst Mach.
Ele sugeriu que todas as propriedades dos corpos físicos dependem não apenas deles próprios e de seu ambiente imediato, mas também de sua localização em relação a todos os outros objetos no Universo. Essa propriedade, como mostrou o físico americano James Woodward em 1990, pode em teoria ser usada para acelerar uma espaçonave sem consumir combustível, atraindo e repelindo objetos carregados em determinados períodos de tempo.
Como Woodward e sua colega Heidi Firn observam, vencer a primeira fase do NIAC deu a eles os recursos para lidar com o problema de superaquecimento dos primeiros protótipos de motores e desenvolver uma teoria para descrever como funcionava. Graças a isso, eles calcularam quanta energia precisa ser gasta para voar até Proxima b, o planeta semelhante à Terra mais próximo de nós.
Um veleiro interestelar a laser, visto pelo artista.
O dinheiro alocado pela NASA na segunda fase do NIAC será gasto pelos físicos na criação dos primeiros protótipos e testá-los. Se o experimento for bem-sucedido, Firn e Woodward especulam que o próximo passo poderia ser um vôo para a Proxima Centauri.
Dois outros projetos - o veleiro a laser Breakthrough e o motor termonuclear PuFF - se encaixam bem nos moldes da física moderna. Como parte da primeira iniciativa, os cientistas do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA propõem o uso de um laser orbital de 100 megawatts para acelerar uma espaçonave com uma vela de 110 metros a velocidades próximas à da luz e voar para os arredores do sistema solar.
Os autores da segunda ideia propõem a criação de uma instalação que comprime o combustível termonuclear a temperaturas e pressões quase críticas, forçando seus átomos a se fundirem e liberarem energia. Ao contrário dos reatores termonucleares e das bombas, esse gás não se comprimirá mais e gerará ainda mais energia, mas deixará o motor na forma de um jato a jato superdenso capaz de acelerar a nave a velocidades ultra-altas.
De acordo com os autores desta ideia, engenheiros do Centro de Voo Espacial da NASA com o nome de Marshall, uma instalação semelhante pode ser criada hoje com materiais existentes. Ele levará as primeiras pessoas a Marte em apenas um mês e, em várias décadas, voará para as estrelas mais próximas de nós, usando o combustível "improvisado" na forma de gás interestelar e poeira.
Loucura calculista
Projetos mais “realistas” são apresentados na competição. Por exemplo, cientistas da Universidade A&M no Texas, os autores do projeto PROCSIMA, propõem reduzir o tamanho e a potência do próprio laser e do "barco a vela" que ele acelera, usando não um, mas dois tipos de emissores. O primeiro deles ainda vai produzir luz, e o segundo - um feixe de partículas carregadas, que desempenham o papel de uma espécie de "fibra" para a radiação eletromagnética.
Essas partículas, tal como concebidas pelos autores, reterão fótons dentro de si, evitando que se "espalhem" pelo espaço, o que aumentará a eficiência de tal acelerador em cerca de 10 mil vezes e permitirá que ele trabalhe a distâncias muito maiores do que Breakthrough. De acordo com seus cálculos, o PROCSIMA será capaz de acelerar uma pequena sonda com diâmetro de um metro a 10% da velocidade da luz e entregá-la a Alpha Centauri em 42 anos, ou levar rapidamente o telescópio ao ponto onde a gravidade do sol começa a distorcer a luz.
Um motor a laser para uma sonda voando em direção a Alpha Centauri.
O segundo projeto, RPP, é uma variação do tema "motor nuclear". Seus criadores propõem construir uma instalação que será abastecida por isótopos raros. Sua decomposição levará à formação de pósitrons - a forma mais simples de antimatéria. Esses pósitrons podem ser combinados em um único feixe de partículas de antimatéria, cujas colisões com um feixe de matéria comum geram um impulso poderoso e aceleram a nave a velocidades próximas à da luz.
Habitantes do planeta "ferro"
A maior parte do restante dos projetos do NIAC são dedicados ao estudo de Marte e outros planetas do sistema solar, bem como à criação de tais máquinas de pesquisa que poderiam funcionar indefinidamente.
Por este motivo, o tema geral desses projetos tornou-se o chamado conceito ISRU (uso de recursos in situ), que se baseia na ideia de usar todos os "meios improvisados", incluindo ar, rochas e outros estados da matéria em planetas para fornecer sondas com energia e combustível. …
Por exemplo, cientistas do Centro de Pesquisa Ames da NASA propõem criar e "povoar" Marte com um tipo especial de cogumelo que pode crescer na superfície do Planeta Vermelho. Esses cogumelos liberam melanina e outras substâncias que absorvem ativamente a radiação ionizante e os raios cósmicos e protegem as pessoas ou máquinas dos efeitos da radiação.
No futuro, esses cogumelos podem ser usados para cobrir os componentes plásticos do invólucro das bases marcianas e usar o micélio para equipar módulos habitáveis e até mesmo "cidades" inteiras.
Seus colegas no JPL estão desenvolvendo um verdadeiro robô transformador que pode mudar a forma e o modo de movimento, desmontando-se em partes e conectando-as de outras maneiras. Essa máquina, denominada FAR, consistirá em muitos minirobôs primitivos equipados com um conjunto de hélices e outros dispositivos de propulsão simples, capazes de se conectar a objetos de forma e tamanho arbitrários.
Por exemplo, tal "transformador" será capaz de se transformar em uma bola impulsionada pelos ventos, em um torpedo que pode nadar rapidamente sob a água, em um análogo de um drone com uma grande asa e em muitas outras estruturas capazes de resolver uma variedade de tarefas.
Robô "transformador" para explorar Marte e outros planetas.
Seus concorrentes serão uma espécie de cyberbees, desenvolvidos por engenheiros das universidades do Alabama e do Japão. Os insetos voadores, como os cientistas notaram há muito tempo, gastam muito pouca energia durante o vôo, o que permitirá que um pequeno robô com asas de "abelha" viva muito mais tempo do que um drone convencional. Além disso, uma pequena massa de tais ciberbugs permitirá o envio de um enxame de robôs a Marte.
O projeto SPARROW, projetado para procurar vestígios de vida na Europa, Enceladus e outros planetas com oceanos subglaciais, funcionará de forma semelhante. É um pequeno drone movido a vapor d'água produzido pela sonda, que derrete o gelo ao redor do planeta.
Esta abordagem, como seus desenvolvedores esperam, permitirá que SPARROW estude vários pontos interessantes na superfície desses planetas ao mesmo tempo, onde os primeiros vestígios de vida extraterrestre podem ser encontrados.
Como enfatizam os especialistas da NASA, todos os projetos aprovados no âmbito da competição não são projetados para implementação rápida - levará pelo menos dez anos para desenvolvê-los. No entanto, espera-se que o potencial de todas as inovações aprovadas seja 100% realizado.
