Ilustração do artista de um escudo eletromagnético que poderia proteger os astronautas. Crédito de imagem: Hubble. Clique para ampliar.
As cargas opostas se atraem. Cargas iguais repelem. É a primeira lição do eletromagnetismo e, algum dia, poderá salvar a vida dos astronautas.
A Visão da NASA para Exploração Espacial exige um retorno à Lua como preparação para viagens ainda mais longas a Marte e além. Mas há um potencial detonador: radiação.
O espaço além da órbita baixa da Terra é inundado por intensa radiação solar e de fontes galácticas profundas, como as supernovas. Os astronautas a caminho da Lua e Marte serão expostos a essa radiação, aumentando o risco de contrair câncer e outras doenças. Encontrar um bom escudo é importante.
A maneira mais comum de lidar com a radiação é simplesmente bloqueá-la fisicamente, como o concreto grosso ao redor de um reator nuclear. Mas fazer naves espaciais de concreto não é uma opção. (Curiosamente, pode ser possível construir uma base lunar a partir de uma mistura concreta de poeira do céu e água, se houver água na Lua, mas isso é outra história.) Os cientistas da NASA estão investigando muitos materiais de bloqueio de radiação, como alumínio, plásticos avançados e hidrogênio líquido. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens.
Essas são todas as soluções físicas. Existe outra possibilidade, uma sem substância física, mas com bastante poder de proteção: um campo de força.
A maior parte da radiação perigosa no espaço consiste em partículas eletricamente carregadas: elétrons e prótons de alta velocidade do Sol e núcleos atômicos maciços e com carga positiva de supernovas distantes.
Cargas iguais repelem. Então, por que não proteger os astronautas cercando-os com um poderoso campo elétrico que tem a mesma carga que a radiação recebida, desviando a radiação?
Muitos especialistas são céticos quanto à possibilidade de criar campos elétricos para proteger os astronautas. Charles Buhler e John Lane, ambos cientistas da ASRC Aerospace Corporation no Kennedy Space Center da NASA, acreditam que isso pode ser feito. Eles receberam apoio do Instituto de Conceitos Avançados da NASA, cujo trabalho é financiar estudos de idéias distantes, para investigar a possibilidade de escudos elétricos para bases lunares.
"Usar campos elétricos para repelir a radiação foi uma das primeiras idéias na década de 1950, quando os cientistas começaram a analisar o problema de proteger os astronautas da radiação", diz Buhler. "Eles rapidamente abandonaram a ideia, porque pareciam que as altas voltagens necessárias e os projetos desajeitados que eles pensavam serem necessários (por exemplo, colocar os astronautas dentro de duas esferas de metal concêntricas) tornariam esse escudo elétrico impraticável".
A abordagem de Buhler e Lane é diferente. Em seu conceito, uma base lunar teria meia dúzia de esferas condutoras infláveis, com cerca de 5 metros de diâmetro, montadas acima da base. As esferas seriam então carregadas com um potencial estático-elétrico muito alto: 100 megavolts ou mais. Essa voltagem é muito grande, mas como haveria muito pouca corrente fluindo (a carga ficaria estaticamente nas esferas), não seria necessária muita energia para manter a carga.
As esferas seriam feitas de um tecido fino e forte (como o Vectran, que foi usado para os balões de aterrissagem que amorteciam o impacto dos Mars Exploration Rovers) e revestidas com uma camada muito fina de um condutor como o ouro. As esferas de tecido podem ser dobradas para transporte e depois infladas simplesmente carregando-as com uma carga elétrica; as cargas semelhantes dos elétrons na camada de ouro se repelem e forçam a esfera a se expandir para fora.
Colocar as esferas muito acima da cabeça reduziria o perigo de astronautas tocá-las. Ao escolher cuidadosamente o arranjo das esferas, os cientistas podem maximizar sua eficácia em repelir a radiação enquanto minimizam seu impacto nos astronautas e nos equipamentos no solo. De fato, em alguns projetos, o campo elétrico líquido no nível do solo é zero, aliviando possíveis riscos à saúde desses fortes campos elétricos.
Buhler e Lane ainda estão procurando o melhor arranjo: parte do desafio é que a radiação venha como partículas carregadas positiva e negativamente. As esferas devem ser dispostas de modo que o campo elétrico seja, por exemplo, negativo muito acima da base (para repelir partículas negativas) e positivo mais próximo do solo (para repelir as partículas positivas). "Já simulamos três geometrias que podem funcionar", diz Buhler.
Projetos portáteis podem até ser montados em rovers lunares de “buggy lunar” para oferecer proteção aos astronautas enquanto eles exploram a superfície, imagina Buhler.
Parece maravilhoso, mas ainda há muitos problemas científicos e de engenharia a serem resolvidos. Por exemplo, os céticos observam que um escudo eletrostático na Lua é suscetível a sofrer um curto-circuito com a poeira da lua flutuante, que é carregada pela radiação ultravioleta solar. O vento solar soprando através do escudo também pode causar problemas. Elétrons e prótons ao vento podem ficar presos pelo labirinto de forças que compõem o escudo, levando a correntes elétricas fortes e não intencionais logo acima das cabeças dos astronautas.
A pesquisa ainda é preliminar, Buhler enfatiza. Ainda está sendo investigada a poeira do vento, o vento solar e outros problemas. Pode ser que um tipo diferente de escudo funcione melhor, por exemplo, um campo magnético supercondutor. Essas idéias selvagens ainda não foram esclarecidas.
Mas, quem sabe, talvez um dia os astronautas na Lua e Marte trabalhem com segurança, protegidos por um simples princípio de eletromagnetismo que até uma criança pode entender.
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