Yurii Mongol
0 
4081
898
No filme de ficção científica chinês The Wandering Earth, lançado recentemente na Netflix, a humanidade tenta mudar a órbita da Terra usando enormes propulsores para escapar do sol em expansão - e evitar uma colisão com Júpiter.
O cenário pode um dia se tornar realidade. Em cinco bilhões de anos, o Sol ficará sem combustível e se expandirá, provavelmente engolfando a Terra. Uma ameaça mais imediata é um apocalipse do aquecimento global. Mover a Terra para uma órbita mais ampla pode ser uma solução - e é possível em teoria.
Mas como poderíamos fazer isso e quais são os desafios da engenharia? Para fins de argumentação, vamos supor que pretendemos mover a Terra de sua órbita atual para uma órbita 50% mais distante do Sol, semelhante à de Marte..
Há muitos anos, desenvolvemos técnicas para mover pequenos corpos - asteróides - de sua órbita, principalmente para proteger nosso planeta de impactos. Alguns são baseados em uma ação impulsiva e freqüentemente destrutiva: uma explosão nuclear perto ou na superfície do asteróide, ou um "impactor cinético", por exemplo, uma espaçonave colidindo com o asteróide em alta velocidade. Estes claramente não são aplicáveis à Terra devido à sua natureza destrutiva.
Outras técnicas envolvem um empurrão muito suave e contínuo por um longo tempo, fornecido por um rebocador ancorado na superfície do asteróide ou uma espaçonave pairando perto dele (empurrando por gravidade ou outros métodos). Mas isso seria impossível para a Terra, pois sua massa é enorme em comparação até mesmo com os maiores asteróides.
Propulsores elétricos
Na verdade, já movemos a Terra de sua órbita. Cada vez que uma sonda deixa a Terra para outro planeta, ela transmite um pequeno impulso à Terra na direção oposta, semelhante ao recuo de uma arma. Felizmente para nós - mas infelizmente para o propósito de mover a Terra - esse efeito é incrivelmente pequeno.
O Falcon Heavy da SpaceX é o veículo de lançamento mais capaz atualmente. Precisaríamos de 300 bilhões de bilhões de lançamentos em capacidade total para alcançar a mudança da órbita para Marte. O material que compõe todos esses foguetes seria equivalente a 85% da Terra, deixando apenas 15% da Terra na órbita de Marte.
Um propulsor elétrico é uma forma muito mais eficiente de acelerar a massa - em particular os acionamentos de íons, que funcionam disparando um fluxo de partículas carregadas que impulsionam o navio para frente. Poderíamos apontar e disparar um propulsor elétrico na direção da órbita da Terra.
O propulsor superdimensionado deve estar 1.000 quilômetros acima do nível do mar, além da atmosfera da Terra, mas ainda solidamente conectado à Terra com um feixe rígido, para transmitir a força de impulso. Com um feixe de íons disparado a 40 quilômetros por segundo na direção certa, ainda precisaríamos ejetar o equivalente a 13% da massa da Terra em íons para mover os 87% restantes.
Velejando na luz
Como a luz carrega momento, mas nenhuma massa, também podemos ser capazes de alimentar continuamente um feixe de luz focalizado, como um laser. A energia necessária seria coletada do sol, e nenhuma massa da Terra seria consumida. Mesmo usando a enorme usina de laser de 100 GW prevista pelo projeto Breakthrough Starshot, que visa impulsionar espaçonaves para fora do sistema solar para explorar estrelas vizinhas, ainda levaria três bilhões de bilhões de anos de uso contínuo para atingir a mudança orbital.
Mas a luz também pode ser refletida diretamente do sol para a Terra usando uma vela solar estacionada ao lado da Terra. Os pesquisadores demonstraram que seria necessário um disco reflexivo 19 vezes maior do que o diâmetro da Terra para atingir a mudança orbital em uma escala de tempo de um bilhão de anos.
Bilhar interplanetário
Uma técnica bem conhecida para dois corpos em órbita trocarem momento e mudarem sua velocidade é com uma passagem próxima, ou estilingue gravitacional. Este tipo de manobra tem sido amplamente utilizado por sondas interplanetárias. Por exemplo, a espaçonave Rosetta que visitou o cometa 67P em 2014-2016, durante sua jornada de dez anos até o cometa, passou nas proximidades da Terra duas vezes, em 2005 e 2007.
Como resultado, o campo gravitacional da Terra deu uma aceleração substancial à Rosetta, o que seria inatingível apenas com os propulsores. Consequentemente, a Terra recebeu um impulso oposto e igual - embora isso não tenha nenhum efeito mensurável devido à massa da Terra.
Mas e se pudéssemos realizar um estilingue, usando algo muito mais maciço do que uma nave espacial? Os asteróides podem certamente ser redirecionados pela Terra e, embora o efeito mútuo na órbita da Terra seja minúsculo, esta ação pode ser repetida várias vezes para, em última instância, atingir uma mudança considerável na órbita da Terra.
Algumas regiões do sistema solar são densas com pequenos corpos, como asteróides e cometas, a massa de muitos dos quais é pequena o suficiente para ser movida com tecnologia realista, mas ainda ordens de magnitude maiores do que o que pode ser realisticamente lançado da Terra.
Com um projeto de trajetória precisa, é possível explorar os chamados "Δv leveraging "- um pequeno corpo pode ser empurrado para fora de sua órbita e, como resultado, balançar para além da Terra, proporcionando um impulso muito maior ao nosso planeta. Isso pode parecer emocionante, mas estima-se que precisaríamos de um milhão de tais asteróides passagens fechadas, cada uma com intervalos de alguns milhares de anos, para acompanhar a expansão do sol.
O veredito
De todas as opções disponíveis, o uso de vários estilingues de asteróides parece o mais viável agora. Mas, no futuro, explorar a luz pode ser a chave - se aprendermos como construir estruturas espaciais gigantes ou matrizes de laser superpoderosas. Eles também podem ser usados para exploração espacial.
Mas embora seja teoricamente possível, e pode um dia ser tecnicamente viável, pode realmente ser mais fácil mover nossa espécie para nosso vizinho planetário, Marte, que pode sobreviver à destruição do sol. Afinal, já pousamos e percorremos sua superfície várias vezes.
Depois de considerar o quão desafiador seria mover a Terra, colonizar Marte, tornando-o habitável e movendo a população da Terra ao longo do tempo, pode não parecer tão difícil afinal.
Matteo Ceriotti, professor de engenharia de sistemas espaciais, Universidade de Glasgow
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.