Fernando Alcoforado*
Este artigo tem por objetivo apresentar os cinco grandes desafios científicos e tecnológicos para os seres humanos realizarem viagens espaciais e interestelares diante da necessidade da colonização humana em outros mundos para evitar a extinção da humanidade baseada nas conclusões do livro de nossa autoria “A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência” publicado pela Editora Dialética neste ano de 2021[1]. Neste livro, foi demonstrada: 1) a necessidade da adoção de estratégias de fuga dos seres humanos para locais habitáveis dentro do sistema solar (Marte, a lua de Saturno, Titan, e de Júpiter, Callisto) onde seriam implantadas colônias espaciais no caso de grandes erupções de vulcões como aquelas ocorridas há 250 milhões de anos que acabaram com um ciclo de vida na Terra, se a Terra estiver ameaçada pela emissão de raios gama por estrelas supernovas, quando o clima da Terra se tornar letal para a vida humana com o contínuo afastamento da Lua em relação à Terra e se ocorrer a colisão de planetas órfãos sobre o planeta Terra; 2) a necessidade da adoção de estratégias de fuga dos seres humanos para locais habitáveis fora do sistema solar como o exoplaneta “Proxima b” orbitando uma estrela integrante do sistema planetário Alpha Centauri, o mais próximo do sistema solar, situado a 4,2 anos-luz de distância da Terra se ocorrer a colisão sobre o planeta Terra de planetas do sistema solar e antes da morte do Sol; 3) a necessidade da adoção de estratégias de fuga dos seres humanos para locais habitáveis em outras galáxias mais próximas para salvar a humanidade antes da colisão das galáxias Andrômeda e Via Láctea como a Galáxia Anã do Cão Maior situada a 25.000 anos-luz da Terra ou na Grande Nuvem de Magalhães que se situa a 163 mil anos-luz da Terra; e, 4) ) a necessidade da adoção de estratégias de fuga dos seres humanos para universos paralelos antes do fim de nosso Universo.
Para implementar todas essas estratégias torna-se um imperativo: 1) o avanço científico e tecnológico para viabilizar a fuga dos seres humanos para locais habitáveis dentro e fora do sistema solar; 2) o aumento da capacidade biológica dos seres humanos para que sejam capazes de desafiar os limites impostos pela natureza a fim de sobreviver às ameaças à sua sobrevivência no planeta Terra e, especialmente, no espaço sideral; e, 3) a constituição de um governo mundial para coordenar as ações dos governos nacionais para fazerem frente às ameaças contra a sobrevivência da humanidade existentes no planeta Terra e aquelas existentes e vindas do espaço sideral [1]. Tudo isto significa dizer que a humanidade terá que enfrentar o desafio do avanço científico e tecnológico que proporcione as condições para: 1) o desenvolvimento de foguetes que tenham a capacidade alcançar velocidades próximas à da luz para realizar viagens interestelares; 2) a colonização de Marte. 3) a promoção de viagens interestelares rumo ao exoplaneta Proxima B pertencente ao sistema planetário Alpha Centauri; 4) a realização de viagens espaciais e interestelares com velocidades correspondentes à velocidade da luz (300.000 km/s); e, 5) os seres humanos escaparem para universos paralelos com o fim do Universo em que vivemos
O primeiro grande desafio científico e tecnológico da humanidade é representado pelo desenvolvimento de foguetes que tenham a capacidade de alcançar velocidades próximas à da luz para realizarem viagens interestelares. No que diz respeito aos foguetes, seu papel é o de criar as condições para os seres humanos se deslocarem em direção a locais habitáveis dentro e fora do sistema solar. Na superfície da Terra, a velocidade de escape da Terra é de cerca de 11,2 km/s, o equivalente a 40.320 km/h, ou cerca de 30 vezes mais rápido do que a velocidade do som a 25 °C. A velocidade de escape é a velocidade mínima necessária que um foguete necessita ter para conseguir escapar da atração gravitacional da Terra.
O grande desafio por trás da exploração do espaço não está em o foguete alcançar grandes altitudes de centenas de quilômetros, mas sim em alcançar grandes velocidades para se manter em órbita ou escapar da atração gravitacional de nosso planeta. E uma das maiores barreiras para a realização deste feito é a necessidade de acelerar a carga útil presa ao foguete, bem como seus tanques e propelentes. Para se manter em órbita da Terra, por exemplo, uma nave ou satélite precisa adquirir velocidade suficiente para escapar da força de atração gravitacional da Terra [8]. No momento, a propulsão de foguetes se faz com combustível químico e combustível sólido não existindo novas formas de propulsão para uma viagem interestelar. Nem o combustível químico e sólido dos foguetes, nem a energia nuclear e nem os painéis solares que venham a ser utilizados servem para cobrir, num tempo acessível, as distâncias de mais de 40 trilhões de quilômetros até os astros mais próximos. Algumas ideias alternativas de propulsão de foguetes consistem no uso da fusão nuclear e das explosões de matéria e antimatéria, que ainda não foram desenvolvidas. Para as missões interplanetárias de longa distância, os físicos terão que encontrar formas mais avançadas de propulsão de foguetes se esperam alcançar distâncias a centenas de anos-luz haja vista que os foguetes movidos com combustíveis químicos e sólidos atuais são limitados pela velocidade máxima dos gases de escapamento, segundo Michio Kaku [7]. Outra alternativa consiste no desenvolvimento de um motor solar/iônico. Outra solução possível seria criar um reator de fusão, um foguete que extrai hidrogênio do espaço interestelar e o liquefaz liberando quantidades ilimitadas de energia no processo.
O segundo grande desafio científico e tecnológico da humanidade é representado pela colonização de Marte cuja viagem duraria de seis a doze meses. Além disso, os tripulantes precisariam ficar por lá por pelo menos 15 meses, esperando que Marte e Terra fiquem do mesmo lado do Sol e mais próximos para poderem voltar para casa. A NASA e as agências espaciais de vários países (China e Arábia Saudita) estão neste momento com missões ativas em Marte, investigando o planeta, preparando o terreno para a chegada dos seres humanos. Baixas temperaturas, gás carbônico e radiação cósmica e solar são as ameaças contra os seres humanos em Marte [10]. As temperaturas extremamente baixas, de -120ºC a +20ºC, a atmosfera praticamente inexistente e feita quase que somente de gás carbônico e a altíssima incidência de radiação, tanto na forma de radiação ultravioleta do Sol, quanto na forma de partículas, produzidas em explosões solares e de raios cósmicos são grandes problemas a resolver para os seres humanos colonizarem Marte. Apesar disso, os principais desafios tecnológicos e sanitários para levar o homem a Marte em uma missão que duraria até três anos foram quase todos resolvidos.
Para enfrentar a temperatura de Marte, a solução consistiria em aquecer o planeta com a capacidade humana de provocar o efeito estufa. A solução envolveria o uso de fontes de energia como fissão ou fusão nuclear, ou, ainda, painéis solares mais eficientes e duráveis. Para lidar com a falta de oxigênio e a atmosfera rarefeita feita quase que somente de gás carbônico, os cientistas acreditam que seja possível extrair elementos das rochas marcianas e produzir os gases necessários para os seres humanos respirarem dentro de cúpulas ou colônias espaciais. Por não ter um campo magnético como a Terra, ou uma atmosfera espessa, Marte é muito mais exposta à radiação solar e cósmica cujas consequências dessa exposição para os seres humanos seriam, invariavelmente, problemas de saúde como câncer e outras lesões. Para se proteger da radiação, os seres humanos devem se abrigar em cavernas naturais ou estrutura que sirva de habitação que precisa ser hermética. No futuro, tijolos de aerogel colocados com um acrílico bem forte poderiam ser usados para fazer uma cúpula pressurizada para humanos [3]. Além disso, já existe engenharia disponível para fazer trajes de proteção e abrigos para os astronautas à prova de radiação. É preciso continuar os estudos para tornar esses trajes de proteção mais leves e menos custosos.
Se alguém desenvolver um problema de saúde ou se machucar durante os quase dois anos que estiverem no planeta Marte precisam ser lá atendidos [5]. O primeiro caso pode ser resolvido com uma bateria de exames detalhada e intensa para descobrir qualquer predisposição para desenvolver alguma doença. O segundo seria mais fácil de resolver não havendo, portanto, nenhum obstáculo médico absoluto para colonizar Marte. Já se sabe qual é o local ideal para construir um assentamento humano. Há um lugar chamado Deuteronilus Mensae onde há água no subsolo do planeta. Se implantar uma colônia espacial neste local terá água perto da superfície. Os pesquisadores também já estão trabalhando nas possibilidades de plantações com o cultivo de plantas em uma simulação do solo e das condições climáticas de Marte, dentro de estufas. Em breve, os testes começarão em estufas feitas à base de aerogel [3]. Não é por acaso que o bilionário Elon Musk quer ser um dos primeiros a colonizar o planeta Marte com seu plano ambicioso de levar mais de um milhão de pessoas para lá até 2050.
O terceiro grande desafio científico e tecnológico da humanidade é representado pela necessidade de promover viagens interestelares rumo ao exoplaneta Proxima B pertencente ao sistema planetário Alpha Centauri situado a 4,2 anos-luz da Terra. A colonização de Marte e das luas de Júpiter (Callisto) e Saturno (Titan) que são os locais habitáveis mais viáveis para os seres humanos no sistema solar representa um grande desafio para a humanidade, porém maior desafio é representado pela necessidade de promover viagens interestelares rumo ao exoplaneta Proxima B pertencente ao sistema planetário Alpha Centauri. A NASA estuda missão interestelar para 2069 [5] visando a exploração de Proxima B Centauri, um planeta habitável do tamanho da Terra, que pode levar quase um século. Uma nave capaz de viajar a 10% da velocidade da luz, alcançaria Proxima B em 40 anos. As primeiras imagens feitas de lá chegariam à Terra cerca de quatro anos mais tarde, em 2113, quase daqui a um século. Isso significa dizer que os engenheiros e cientistas que analisarem essas imagens nem sequer terão nascido quando a nave for lançada e, provavelmente, a maioria de seus projetistas originais já estarão mortos. Nenhuma missão espacial enfrentou esse tipo de horizonte temporal – e esse é exatamente um de seus maiores desafios. Quando a nave espacial chegar em Proxima B, a tecnologia da época já será muito mais evoluída. Esta sonda será capaz de se atualizar, reprogramar e transformar sem necessidade de receber todas as instruções da Terra, usando impressoras 3D e sistemas de inteligência artificial capazes de criar novos programas de software. Sua meta seria fazer imagens aproveitando o fenômeno das lentes gravitacionais, como se fosse uma lupa para ampliar a imagem do astro a ser observado.
O quarto grande desafio científico e tecnológico da humanidade é representado pela necessidade de realizar viagens espaciais e interestelares com velocidades correspondentes à velocidade da luz (300.000 km/s). A este nível de velocidade, seria possível alcançar a Lua em 1,3 s, o Sol em 8min20s, Plutão em 5h21s e demandaria 100 mil anos para ir de ponta a ponta na nossa galáxia, 163 mil anos para ir até a galáxia mais próxima e 93 bilhões de anos para atravessar o Universo visível. Para esse propósito, precisaríamos de uma nave espacial que viajasse a uma velocidade absurdamente alta para chegar aos nossos vizinhos – algo próximo da velocidade da luz. Além de não termos tecnologia de foguetes que desenvolvam velocidades próximas à da luz, as viagens interestelares seriam inviáveis mesmo que dispuséssemos desses foguetes porque com velocidade próxima à da luz ocorreriam consequências negativas para a vida dos seres humanos e as próprias naves espaciais.
O que aconteceria ao corpo de uma pessoa em uma viagem à velocidade da luz [9]? Para cada centímetro cúbico do espaço interestelar, os cientistas acreditam que exista cerca de dois átomos de hidrogênio. Esse gás escasso pode fazer mal aos seres humanos em uma viagem próxima à velocidade da luz. Baseado na teoria da relatividade de Albert Einstein, se acredita que o hidrogênio que está no espaço interestelar seria transformado em uma intensa radiação que poderia, em segundos, matar os tripulantes/ passageiros da nave espacial e destruir os equipamentos eletrônicos. Como os átomos de hidrogênio têm apenas um próton no núcleo, estes poderiam expor a tripulação/ passageiros da nave espacial a uma perigosa radiação ionizante que quebraria os elos químicos e danificaria o DNA. A dose fatal de radiação para humanos é 6 sieverts. A tripulação de uma espaçonave próxima à velocidade da luz receberia o equivalente a 10 mil sieverts em apenas um segundo, o que também enfraqueceria a estrutura da nave espacial e danificaria os equipamentos eletrônicos.
A velocidade de 300 mil km por segundo facilitaria bastante a exploração espacial [2]. Bastariam quatro anos e três meses para chegar ao sistema Alpha Centauri, o sistema planetário mais próximo da Terra. No início, essas viagens serão feitas por sondas, telescópios e robôs, devido às limitações físicas e psicológicas do homem. Uma jornada nessa velocidade até outro planeta habitável levaria dezenas de milhares de anos. Mesmo que o viajante sobrevivesse, o impacto psicológico do longo isolamento poderia enlouquecê-lo. Isto significa dizer que missões tripuladas ainda estariam restritas à nossa “vizinhança” imediata, isto é, o sistema solar. Einstein comprovou que quanto mais rápido alguém se desloca, menor será o fluxo do tempo para o viajante porque haveria contração do tempo. Minutos para uma pessoa viajando na velocidade da luz podem equivaler a anos para alguém na Terra. Se uma pessoa viajar em velocidade próxima à da luz e chegar a uma estrela que está a 150 anos-luz de distância, o problema é que ao voltar à Terra, mais de 300 anos terão se passado por aqui. Esse é um dos principais dilemas de viagem interestelar.
A teoria da relatividade geral impõe restrições severas às viagens interestelares. Uma delas é a mais óbvia: nada pode ser acelerado a velocidades acima à da luz, que é cerca de 300.000 km/s [4]. Mesmo que pudéssemos viajar nessa velocidade, ainda levaríamos muito tempo para chegar a outras estrelas e seus respectivos sistemas planetários. A teoria da relatividade geral abriu novos campos da ciência e permitiu ideias como a de criar um motor de dobra espacial para viajar para qualquer canto do Universo. O conceito de dobra espacial não é novo. Trata-se de uma espécie de motor que permite à nave espacial uma viagem em velocidade superior à da luz. É uma tecnologia que permitiria criar uma “bolha” no espaço-tempo. Essa bolha poderia criar uma espécie de ponte entre dois pontos do espaço. A viagem a destinos situados a anos-luz de distância da Terra ainda continuará fora do nosso alcance, mas uma tecnologia de dobra espacial, caso venha a existir algum dia, pode ser a solução para realizar viagens interestelares.
O quinto grande desafio científico e tecnológico da humanidade é representado pela necessidade dos seres humanos escaparem para universos paralelos com o fim do Universo em que vivemos. Sobre a existência de universos paralelos, cabe destacar a última pesquisa do físico Stephen Hawking [6] que aponta que nosso Universo pode ser apenas um de muitos outros parecidos com ele. A teoria de Hawking indica um caminho para astrônomos em busca de indícios da existência de universos paralelos. Michio Kaku [7] afirma ser preciso superar uma série de grandes obstáculos para os seres humanos escaparem para universos paralelos. A primeira barreira seria completar uma teoria de tudo ou do campo unificado quando teríamos condições de verificar as consequências da utilização de tecnologias avançadas. Entre outras alternativas, Kaku propõe construir uma máquina de impulsionar a dobra espacial com capacidade de cruzar imensas distâncias estelares, usar a energia negativa dos estados comprimidos com o uso de raios laser que podem ser utilizados para gerar matéria negativa para abrir e estabilizar buracos de minhoca e esperar por transições quânticas para escapar para outro universo.
O enfrentamento de todos esses desafios só será coroado de êxito com a existência de um governo mundial capaz de coordenar as ações dos governos nacionais visando a promoção do avanço científico e tecnológico e o aumento da capacidade biológica e psíquica dos seres humanos para realizarem viagens espaciais e interestelares e viverem fora da Terra.
REFERÊNCIAS
1. ALCOFORADO, Fernando. A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência. São Paulo: Editora Dialética, 2021.
2. BARBOSA, KLEYSON. E se o ser humano pudesse viajar na velocidade da luz? Disponível no website <https://super.abril.com.br/mundo-estranho/e-se-o-ser-humano-pudesse-viajar-na-velocidade-da-luz/>.
3. CAVALCANTE, DANIELE. Cientistas descobrem como tornar Marte habitável para seres humanos. Disponível no website <https://canaltech.com.br/espaco/cientistas-descobrem-como-tornar-marte-habitavel-para-seres-humanos-146061/>.
4. CAVALCANTE, DANIELE. Tecnologia de dobra espacial pode possibilitar coisas incríveis, sugere estudo. Disponível no website <https://canaltech.com.br/espaco/tecnologia-de-dobra-espacial-pode-possibilitar-coisas-incriveis-sugere-estudo-183656/>.
5. DOMINGUEZ, NUÑO, NASA estuda missão interestelar para 2069. Disponível no website <https://brasil.elpais.com/brasil/2018/01/02/ciencia/1514919058_767605.html>.
6. GHOSH, Pallab. A teoria dos universos paralelos no ainda inédito último trabalho de Stephen Hawking. Disponível no website <https://www.bbc.com/portuguese/geral-43979777>.
7. KAKU, Michio (2005). Mundos paralelos. Rio: Editora Rocco Ltda.
8. MUNDO EDUCAÇÃO. Velocidade de escape. Disponível no website <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/velocidade-escape.htm>.
9. TERRA.COM. O que aconteceria ao corpo em uma viagem à velocidade da luz? Disponível no website <https://www.terra.com.br/noticias/educacao/voce-sabia/o-que-aconteceria-ao-corpo-em-uma-viagem-a-velocidade-da-luz,2708859fd53ea310VgnCLD200000bbcceb0aRCRD.html>.
10. UOL. Frio, gás carbônico e radiação: dá para um ser humano viver em Marte? Disponível no website <https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2021/05/18/da-para-um-humano-viver-em-marte.htm>.
* Fernando Alcoforado, 81, condecorado com a Medalha do Mérito da Engenharia do Sistema CONFEA/CREA, membro da Academia Baiana de Educação, engenheiro e doutor em Planejamento Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de Barcelona, professor universitário e consultor nas áreas de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de sistemas energéticos, é autor dos livros Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018, em co-autoria), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019) e A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021).
[1] Website para aquisição do livro: https://loja.editoradialetica.com/humanidades/a-humanidade-ameacada-e-as-estrategias-para-sua-sobrevivencia-como-salvar-a-humanidade-das-ameacas-a-sua-extincao
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