Em abril deste ano, um grupo de empresários e cientistas, incluindo Stephen Hawking, anunciou um projeto ambicioso para explorar o espaço interestelar usando um nanosatélite compacto do tamanho de um selo postal alimentado por propulsão a laser. Objetivo: chegar ao vizinho mais próximo do sistema solar - Alpha Centauri.
Se esta minúscula espaçonave puder ser acelerada para quase 1/5 da velocidade planejada da luz, então a nave poderá chegar ao seu destino em apenas 20 anos. Mas pode a eletrônica de um dispositivo tão minúsculo e frágil funcionar por 20 anos no espaço hostil?
O problema mais importante que o projeto Breakthrough Starshot de Hawking terá que enfrentar, de acordo com pesquisadores da NASA e do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia, é a radiação espacial.
Como no caso dos astronautas, a espaçonave terá que sofrer o impacto colossal de partículas altamente carregadas a cada segundo, o que pode causar sérios danos à camada de dióxido de silício que cobrirá a espaçonave. Nessa situação, todos os componentes internos do dispositivo falharão muito antes do final da viagem espacial de 20 anos.
Como você resolve este problema? Uma das opções, segundo cientistas da NASA, pode ser traçar uma rota em torno das áreas mais perigosas, onde a concentração de radiação de fundo é muito maior do que o normal. No entanto, neste caso, a duração da missão pode aumentar muitas vezes. Além disso, mesmo a exposição mínima à radiação pode resultar em sérios danos à espaçonave ao longo do tempo.
Outra opção mais prática pode ser blindar a sonda e seus componentes eletrônicos na esperança de reduzir o impacto da radiação cósmica de fundo prejudicial. No entanto, novamente, adicionar peso extra à espaçonave diminuirá a velocidade da missão, pois a espaçonave maior não será capaz de acelerar até as velocidades desejadas.
No entanto, existe uma terceira maneira que poderia funcionar se pudéssemos construir uma nanonave capaz de se autocurar dos efeitos da radiação cósmica em seu caminho para Alfa Centauro.
"Na verdade, a tecnologia de chips de autocura já existe há anos", disse o pesquisador da NASA Jin-Woo Han.
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A questão pode ser resolvida pelos transistores experimentais GAA FET (gate-all-around) desenvolvidos por uma equipe internacional de cientistas. Sua peculiaridade reside no fato de que os chips baseados nesses transistores podem se recuperar sob a influência do calor. O calor, por sua vez, pode ser gerado por meio de corrente elétrica. A ideia principal é que esse chip dentro da espaçonave desligue durante uma longa viagem espacial a cada poucos anos. No momento de tais "reinicializações", o efeito do calor irá restaurá-lo dos efeitos da radiação. Após a recuperação, o chip será reativado e continuará a fazer seu trabalho.
Em testes de laboratório com esses transistores, os cientistas se certificaram de que a memória flash baseada neles, quando aquecida, pode ser restaurada até 10.000 vezes, e a memória DRAM até 1.012 vezes. Claro, do ponto de vista das perspectivas de uso em espaçonaves no momento, esses transistores ainda são uma solução hipotética. Como mencionado acima, os transistores são experimentais. É necessária uma perspectiva nova e externa sobre sua eficácia. No entanto, a equipe que os criou acredita que seu uso em missões espaciais como Breakthrough Starshot é realmente possível.
Claro, resolver o problema de como a eletrônica funciona em ambientes desafiadores é apenas parte de um quebra-cabeça maior. Se a minúscula espaçonave for ao encontro de Alfa Centauri, ela terá que lutar mais do que apenas radiação. As colisões com gás cósmico e poeira serão igualmente perigosas nesta jornada.
No início deste ano, a equipe de pesquisa Breakthrough Starshot começou uma série de experimentos baseados em risco e descobriu que uma colisão de uma nave tão pequena com até mesmo partículas de poeira cósmica seria catastrófica. Isso significa que é necessário voltar novamente à questão da blindagem protetora do dispositivo.
Antes que o projeto se torne realidade, será preciso muito trabalho. E não só de engenharia, mas também científica. No final das contas, entretanto, todos os esforços podem não ser em vão. A ideia em si, não mesmo uma ideia, mas um desejo muito real - alcançar uma estrela fora do sistema solar em 20 anos - não deve apenas surpreender, mas também motivar incrivelmente. Felizmente, a ciência moderna tem o primeiro e o segundo em abundância.
NIKOLAY KHIZHNYAK
