A nave alcançaria uma velocidade de 17 quilômetros por segundo (km/s), e alcançaria o planeta vermelho em 30 dias
]Um estudo da McGill University, encomendado pela NASA, sugere uma nova forma de propulsão que promete, em termos bem precisos, usar um laser bem grande para enviar uma nave a Marte. A ideia, apelidada de “propulsão térmica a laser”, esbarra em algumas limitações específicas, mas é, segundo o paper, tecnologicamente viável.
A proposta veio de um desafio feito pela NASA em 2018, onde participantes deveriam criar uma missão em direção a Marte, com o objetivo de entregar uma tonelada de carga ao planeta vermelho em até 45 dias. A ideia também deveria contemplar possibilidades de viagens mais longas – sobretudo para dentro e para fora do sistema solar.
A sugestão de McGill emprega uma série de lasers infravermelhos disparados por uma estação de lançamento na Terra – o conjunto teria 10 metros (m) de diâmetro e os disparos ficariam dentro de uma onda de um mícron e potência elétrica de 100 megawatts – algo em torno de 80 mil casas.
A carga, já no espaço, estaria orbitando a Terra de forma elíptica (ao invés de um círculo perfeito) e contaria com uma espécie de refletor que redirecionaria os lasers para dentro de uma câmara de plasma de hidrogênio. Com o núcleo aquecido a quase 40.000 ºC (Celsius), o hidrogênio ao redor chegaria a temperaturas perto de 10.000 ºC, sendo expelido por uma saída estreita e criando a propulsão necessária.
Imagine a panela de pressão, quando o ejetor começa a expelir fumaça. Mais ou menos a mesma ideia.
Quando a emissão do laser parasse, a carga estaria se movendo a uma velocidade de 17 quilômetros por segundo (km/s) em direção a Marte – um número suficiente para cobrir a distância da Terra à Lua em oito horas. Em mais ou menos um mês e meio, a carga atingiria a atmosfera do planeta vermelho, ainda a 16 km/s.
Nesta parte é que reside parte do problema: o time de engenharia teria que criar um método bem criativo de frenagem rápida que não danificasse a carga ou a embarcação. A carga em si não poderia conter nenhum tipo de propulsor químico, então esqueça a ideia de acionar um “foguetinho” na direção contrária para desacelerar o veículo.
A melhor ideia, por enquanto, é a captura aérea – literalmente, “pescar” a nave no ar. Mas mesmo esse estratagema é complicado, considerando que a súbita parada da embarcação causaria desacelerações na casa dos 8Gs (“G” sendo a aceleração conforme a gravidade da Terra, ou 9,8 metros por segundo [m/s]). Em termos práticos, isso é quase o limite máximo suportado pela capacidade humana, segundo a universidade.
A outra ideia envolveria um investimento maior e o início da operação poderia demorar um pouco mais: a construção de uma estação similar de laser infravermelho no solo de Marte. A ideia é simples e engenhosa: disparar lasers infravermelhos na direção oposta da nave acelerada, a fim de fazer seu núcleo gerar propulsão em sentido contrário.
“A propulsão térmica a laser permite o transporte rápido de uma tonelada de carga com estruturas disparadores de laser do tamanho de uma quadra de vôlei — algo que sistemas de propulsão elétrica só conseguem fazer em estruturas com quilômetros de tamanho”, disse Emmanuel Duplay, autor primário do estudo.
Duplay diz que o sistema que ele e sua equipe desenvolveram traz uma vantagem sobre outros métodos: uma “taxa extremamente baixa de massa-sobre-energia, na casa de 0,001 kg por 0,010 kW, muito abaixo até mesmo de tecnologias avançadas de propulsão nuclear, considerando o fato de que a fonte de energia permanece na Terra e o fluxo de entrega pode ser processado por um refletor inflável de massas mais baixas”.
Obviamente, o método é uma sugestão bem pensada e ainda levará tempo para ser desenvolvido – isso, se for. Por ora, os planos mais convencionais permanecem como prioridade: Elon Musk, CEO da SpaceX, disse que sua nave orbital Starship deve levar cargas (e pessoas) até Marte em até seis meses, valendo-se de propulsão por combustíveis químicos.
Duplay, no entanto, não se acanha de tentar estabelecer uma janela de tempo: “À medida que mais humanos fazem a viagem até lá, precisaremos de sistemas de propulsão como este, para nos levar ao planeta vermelho mais rapidamente. Uma missão que conte com propulsão térmica a laser para Marte deve chegar em 10 anos após as primeiras missões humanas, então penso em algo perto de 2040 ou além”.
