quarta-feira, 30 de novembro de 2016

Neutrinos ajudam a explicar origem do universo material

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Mais um interessanrte artigo publicado pela revista eletrônica

 inovação tecnológica no seu artigo publicado 

em  
Simetria CP
Um experimento destinado a medir as mutações 
que os neutrinos sofrem, passando de um tipo para 
outro, está ajudando os físicos a preencherem uma 
das grandes lacunas do Modelo Cosmológico 
Padrão, o modelo do Big Bang: Por que a matéria 
existe, se o modelo propõe que matéria e 
antimatéria foram criadas em quantidades iguais 
no nascimento do Universo?
O experimento, chamado Double Chooz, ainda está 
em andamento na França, conduzido por uma 
colaboração internacional com participação 
brasileira, que envolve cientistas do Centro 
Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), da 
Universidade Federal do ABC (UFABC) e da 
Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Esquema do experimento Double Chooz, que está obtendo resultados pioneiros sobre propriedades dos neutrinos.[Imagem: Double Chooz Experiment]
Para a equipe, os experimentos feitos até agora forneceram "conhecimentos cruciais para a compreensão do fenômeno que possibilitou a constituição do universo material".
Pela análise, os físicos concluíram que esse 
fenômeno, chamado "violação da simetria de carga-
paridade dos léptons", produziu, logo depois do Big 
Bang, um pequeno excedente de matéria em 
relação à antimatéria. É esse excedente que 
compõe, atualmente, o universo conhecido.

Tipos de neutrinos
Existem três tipos ou "sabores" de neutrinos: o 
neutrino do elétron, o neutrino do múon e o 
neutrino do tau. A "oscilação dos neutrinos" é o 
nome genérico que se dá para a transformação de 
um tipo em outro - a descoberta dessa conversão 
Física no ano passado.
O experimento Double Chooz consiste na medição 
do fluxo de neutrinos disparado - em uma 
determinada direção e sentido - pela central 
nuclear de Chooz, localizada próximo à fronteira da 
França com a Bélgica. O fluxo é medido por meio de
 dois detectores idênticos, situados respectivamente
 a 400 metros e a 1.050 metros do reator. A 
diferença na quantidade detectada permite calcular 
a transformação de um tipo de neutrino em outro e 
o ângulo de mistura entre os tipos.
A medição precisa desse ângulo de mistura, 
identificado pela sigla Θ13 (lê-se "teta um três"), é 
um dos objetivos principais do experimento Double 
Chooz - não apenas pela informação acerca da 
natureza intrínseca dos neutrinos como, 
principalmente, por sua conexão com a violação da 
simetria de carga-paridade nos léptons, que teria 
produzido o excedente de matéria que constituiu o 
universo.
"Se Θ13 fosse nulo, não seria possível medir, nas 
oscilações, a assimetria de carga-paridade. Porém, 
o Double Chooz forneceu um valor diferente de 
zero. E isso possibilita que experimentos futuros 
obtenham medidas da violação de simetria. Esses 
experimentos de nova geração são necessários 
porque, mesmo com Θ13 diferente de zero, a 
assimetria pode ser nula," explicou Pietro Chimenti, 
membro da colaboração Double Chooz.
Foto do detector interno do experimento Double Chooz, feito ao lado de uma usina nuclear. [Imagem: CEA-Saclay/IRFU-SIS]
Neutrinos
Os neutrinos são a segunda partícula mais 
abundante do universo, depois dos fótons. E, pelo 
fato de não serem suscetíveis à interação 
eletromagnética nem à interação nuclear forte, são 
capazes de atravessar a matéria comum, mesmo 
os corpos mais compactos, sem que seu 
movimento seja barrado ou desviado. Essas 
propriedades singulares lhes conferem um papel 
único na física.

No chamado Modelo Padrão da Física de Partículas, 
o neutrino faz parte da família dos léptons. Para 
cada lépton eletricamente carregado (o elétron, o 
múon e o tau), existe um tipo de neutrino 
correspondente. O que os experimentos que 
ganharam o Nobel de Física de 2015 fizeram foi 
comprovar que um tipo de neutrino se transforma 
em outro, algo que só é possível se o neutrino tiver 
massa - até então os físicos acreditavam que o 
neutrino não tivesse massa.
A demonstração da massa da partícula transformou 
o estudo dos neutrinos em um dos campos mais 
promissores da física atual.
Nosso planeta é atravessado regularmente por 
trilhões de neutrinos das mais diversas origens: 
neutrinos que foram produzidos nos primeiros 
tempos do universo; neutrinos provenientes de 
fontes extragalácticas; neutrinos gerados no interior
 das estrelas da Via Láctea; neutrinos originados no 
Sol; neutrinos resultantes do choque de raios 
cósmicos com a atmosfera terrestre e 
provavelmente muitos etcéteras.
Um outro experimento, chamado Babar, está explorando a simetria carga-paridade-tempo, em busca de confirmar a seta do tempo, ou seja, que o universo não dá marcha-a-ré. [Imagem: Greg Stewart/SLAC]

Decaimento beta
Por exemplo, existem neutrinos produzidos pelo 
processo nuclear conhecido como decaimento beta, 
muito frequente nas usinas nucleares. São estes 
neutrinos que foram e ainda estão sendo medidos 
pelo experimento Double Chooz. O decaimento 
beta é o processo por meio do qual um núcleo 
instável se transforma em outro ao emitir uma 
partícula beta (um elétron ou um pósitron). No 
decaimento Β- (beta menos), um nêutron se 
transforma em um próton, ao emitir um elétron e 
um antineutrino. No decaimento Β+ (beta mais), 
um próton se transforma em um nêutron, ao emitir 
um pósitron e um neutrino do elétron. Além desses 
dois tipos de decaimento, a transformação pode 
ocorrer também por meio da captura eletrônica. 
Nesta, um próton se transforma em um nêutron, 
ao capturar um elétron e um neutrino do elétron.
"Devido à grande potência da central, o fenômeno 
é bastante expressivo em Chooz. E o experimento 
Double Chooz foi montado para medir a 
transformação de neutrinos do elétron em outros 
neutrinos ao se afastarem da fonte que os gerou. O 
experimento deverá se prolongar por ainda mais 
um ano. Mas já proporcionou medidas muito 
importantes do ângulo de mistura Θ13. E isso 
suscita muita expectativa em relação ao estudo da 
assimetria entre matéria e antimatéria. A violação 
da simetria de carga-paridade explicaria por que 
observamos matéria e não antimatéria no 
universo," finalizou Chimenti.

Artigo Correlato:

Entenda a massa dos neutrinos que rendeu o Nobel de Física


Cientistas usam um bote dentro do Observatório de Neutrinos Superkamiokande, formado por milhares de detectores em uma instalação subterrânea, totalmente preenchida com água. [Imagem: Universidade de Tóquio]

Massa dos neutrinos
Duas décadas depois da descoberta das oscilações dos 
neutrinos, que mostrou que essas partículas possuem 
massa, os dois principais responsáveis pela façanha, o 
japonês Takaaki Kajita, do Observatório Superkamiokande 
(Universidade de Tóquio), e o canadense Arthur McDonald,
 do Observatório de Neutrinos Sudbury (Universidade 
Em dois experimentos independentes, as equipes 
lideradas por Kajita e McDonald demonstraram que os 
neutrinos podem mudar de identidade - ou de "sabor", 
conforme o jargão da física de partículas.
Em outras palavras, um tipo de neutrino pode se 
transformar em outro - hoje são conhecidos três tipos de 
neutrinos: do elétron, do múon e do tau.
Para que tal mudança ocorra, é preciso que a partícula 
tenha massa. O chamado Modelo Padrão da Física de 
Partículas considerava até então que o neutrino não 
possuía massa.
Conforme explica o físico Robert Garisto, editor da Physical
 Review Letters, "embora cada neutrino seja produzido com
 um sabor específico, o seu estado quântico pode evoluir 
para uma combinação dos três sabores, com as 
proporções oscilando no tempo. A probabilidade de sua 
detecção como um neutrino do múon, por exemplo, vai 
depender do tamanho do componente múon no neutrino 
no momento da detecção. Quanto menor for a diferença 
de massa entre os sabores, maior será o período de 
oscilação, de modo que as oscilações não poderiam 
ocorrer se todos os sabores tivessem a mesma massa ou 
não tivessem nenhuma massa, já que o efeito depende 
apenas da diferença de massa ao quadrado. O período de 
oscilação também aumenta com a energia do neutrino."
Mar de neutrinos
A conclusão de que os neutrinos têm massa abriu o caminho para a descoberta de uma nova partícula que pode revolucionar toda a tecnologia, os chamados "pontos de Weyl". [Imagem: Ling Lu et al. - 10.1126/science.aaa9273]

A importância da descoberta para o avanço do 
conhecimento é enorme, porque, depois do fóton (a 
partícula da interação eletromagnética), o neutrino 
é o objeto mais abundante do Universo, descontada 
a elusiva matéria escura, cuja existência só é 
depreendida pelo seu efeito gravitacional, mas 
sobre a qual nada se sabe.
Além disso, diferentemente do fóton, o neutrino 
quase não interage com a matéria. Por isso a Terra 
- nós incluídos - recebe e é atravessada 
regularmente por trilhões de neutrinos sem que 
percebamos: neutrinos que foram produzidos nos 
primeiros tempos do Universo; neutrinos 
provenientes de fontes extragalácticas; neutrinos 
gerados no interior das estrelas, entre elas, o Sol; 
e neutrinos resultantes do choque de raios 
cósmicos 
com a atmosfera terrestre.
"Os neutrinos têm, por assim dizer, o dom da 
ubiquidade. E são os mensageiros dos confins do 
espaço e dos primórdios do tempo, fornecendo 
informações preciosas sobre a estrutura do 
Universo. Graças à descoberta das oscilações por 
Kajita e McDonald, o estudo dos neutrinos é hoje 
um dos ramos mais dinâmicos da Física, 
mobilizando pesquisadores que trabalham com 
partículas e com Cosmologia, com o micro e o 
macro", explica a professora Renata Zukanovich 
Funchal, do Instituto de Física da Universidade de 
São Paulo (USP).
Descoberta do neutrino
Físicos brasileiros querem abrir uma nova janela para o Universo usando o Detector Mário Schenberg, que está procurando as ondas gravitacionais previstas por Einstein. [Imagem: Xavier P.M.Gratens]


Para avaliar o alcance da descoberta que resultou 
agora no Nobel, é preciso recuar várias décadas. O 
neutrino foi a primeira partícula da Física que teve 
sua existência postulada teoricamente, muito antes 
da descoberta experimental. Tal postulação foi feita 
pelo austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958) em 
1930, para explicar a conservação da energia 
durante o evento nuclear conhecido como 
"decaimento beta".
No decaimento beta, o núcleo atômico, que não tem
 elétrons, emite um elétron. Sabe-se hoje que isso 
resulta da transmutação de um nêutron em um 
próton, com a liberação do elétron. Mas, para que a 
energia final do processo seja igual à energia inicial,
 como exige a lei da conservação da energia, é 
preciso que o núcleo emita também outro tipo de 
partícula além do elétron.
Essa partícula extra proposta por Pauli, que parecia 
um simples artifício, foi inicialmente encarada com 
ceticismo pela comunidade científica. Mas o italiano 
Enrico Fermi (1901-1954) a levou a sério. E, em 
1932, atribuiu-lhe o nome de neutrino, que 
significa "pequeno nêutron" em italiano. O 
brasileiro Mário Schenberg (1914-1990), que 
trabalhou com Fermi, foi um dos primeiros a 
utilizar operacionalmente tal ideia, por meio da 
qual fechou o balanço energético da explosão das 
estrelas supernovas - o detector Mário Schenberg, 
uma homenagem ao físico, está trabalhando em 
busca de sinais das ondas gravitacionais.
A existência do neutrino foi finalmente confirmada 
em um experimento conduzido pelos norte-
americanos Clyde Cowan e Frederick Reines em 
1956. Em 1995, essa descoberta experimental foi 
contemplada com o Prêmio Nobel, que Reines 
recebeu, em seu nome e no de Cowan, falecido em 
1974.
"No Modelo Padrão, o neutrino faz parte da família 
dos léptons. Para cada lépton eletricamente 
carregado (o elétron, o múon e o tau), existe um 
neutrino correspondente. Portanto, existem três 
neutrinos: o do elétron, o do múon e o do tau", 
explica Renata. "Inicialmente, conhecia-se somente 
o neutrino do elétron. O neutrino do múon foi 
descoberto em 1962 e o neutrino do tau apenas em 
2000."
Oscilação dos neutrinos

O observatório de neutrinos IceCube, com sensores mergulhados em furos que atingem até 2,5 km de profundidade no gelo eterno da Antártica, recentemente descobriu uma nova classe de neutrinos super-energéticos, que ainda aguarda por mais explicações. [Imagem: IceCube/Divulgação]
A hipótese da oscilação, isto é, da mudança de 
"sabor" por meio da qual um neutrino se transforma
 em outro, foi a resposta encontrada para uma 
grave anomalia que se tornou conhecida com o 
desenvolvimento dos processos experimentais. 
Essa anomalia foi constatada já no final da década 
de 1960, em um experimento realizado na mina de 
Homestake, nos Estados Unidos. Destinado a 
detectar e contar os neutrinos do elétron 
provenientes do Sol recebidos no local, o 
experimento mostrou que esse número era apenas 
um terço do esperado. Era como se os neutrinos 
solares estivessem desaparecendo.
"Na verdade, o ocorrido foi uma mudança de sabor. 
Mas isso não se sabia na época. O neutrino e suas 
propriedades foram sendo descobertos aos poucos. 
Apesar de extremamente abundantes, e de 
estarem presentes por toda parte desde o início do 
universo, ignoramos por muito tempo sua 
existência. Os neutrinos estão para a física de 
partículas assim como os micróbios para a 
medicina. Durante milênios interagimos com os 
micróbios sem saber que eles existiam", comentou 
Renata.
Foi essa anomalia entre o número de neutrinos 
esperado e o número de neutrinos contabilizado 
que motivou, nos anos 1990, o experimento Super-
Kamiokande, coordenado por Kajita. Esse 
experimento, realizado em um detector gigantesco, 
com 50 mil toneladas de água, foi desenhado para 
medir neutrinos solares (gerados pelos processos de
 fusão nuclear que ocorrem no núcleo do Sol) e 
também neutrinos atmosféricos (resultantes do 
choque dos raios cósmicos com as partículas 
existentes na atmosfera terrestre).
"O extraordinário no experimento do Super-
Kamiokande é que ele tem direcionalidade. O 
detector é capaz de medir neutrinos a partir da 
direção da qual provêm, desde os neutrinos vindos 
da posição acima do detector até os neutrinos 
vindos do outro lado da Terra", afirmou Renata.
"A grande surpresa foi descobrir que o número de 
neutrinos variava com a direção. Isso também podia
 ser interpretado como uma dependência em 
relação à distância. Porque os neutrinos 
atmosféricos que vêm de cima do detector têm que 
percorrer cerca de 15 quilômetros (que é a altitude 
na qual os raios cósmicos interagem com a 
atmosfera) enquanto que os neutrinos provenientes 
do outro lado da Terra têm que percorrer 15 
quilômetros mais 12 mil quilômetros (que é o 
tamanho do diâmetro da Terra)".
A descoberta feita pelos japoneses podia ser muito 
bem explicada pela oscilação do neutrino do múon 
em um outro tipo de neutrino, na época ainda não 
observado: o neutrino do tau. Esse resultado foi 
apresentado por Kajita em uma conferência 
realizada no Japão em 1998. "Ele não apenas 
chefiou o experimento como fez a análise dos 
resultados obtidos", relatou a pesquisadora.
Neutrinos solares

O metro cúbico mais frio do Universo é outro experimentos caçador de neutrinos que está tentando desvendar a antimatéria. [Imagem: Cuore/Laboratório Nacional Gran Sasso]

Depois disso, foi realizado o experimento do 
McDonald para explicar a anomalia descoberta em 
Homestake, no final da década de 1960, na 
contagem dos neutrinos solares. "Este novo 
experimento foi realizado na mina de Sudbury, no 
Canadá, que, aliás, pertence atualmente à empresa 
Vale do Rio Doce. Ele foi concebido especialmente 
para medir neutrinos solares. E observou a 
transformação de neutrinos do elétron (os únicos 
produzidos nas reações de fusão nuclear do Sol) 
em neutrinos do múon e neutrinos do tau", 
detalhou Renata.
A primeira implicação dessas duas descobertas, a 
do Super-Kamiokande e a de Sudbury, é que o 
neutrino tem massa. Uma massa extremamente 
pequena e que ainda não se sabe quanto vale, mas 
que existe. A segunda implicação é que se trata de 
um fenômeno quântico, da escala subatômica, que 
está sendo observado a partir de efeitos 
macroscópicos, por meio de detectores enormes.
"Além disso, como o neutrino têm o dom da 
ubiquidade e é produzido pelos mais variados 
processos, as descobertas de Kajita e McDonald 
provocaram um enorme interesse pelos neutrinos e 
uma reavaliação de tudo o que se sabia sobre o 
papel deles na física de partículas, nos processos 
estelares, na evolução do universo etc. Todas essas 
teorias foram revisitadas desde então. Ainda não 
podemos prever consequências tecnológicas. Mas 
nada impede que isso possa ocorrer no futuro", 
concluiu Renata.
Essa linha de pesquisas tornou-se tão importante 
que hoje existe uma área de estudos conhecida 


Fonte:


J.A.

quarta-feira, 23 de novembro de 2016

Pesquisa da Nasa diz que ‘motor espacial impossível’, que opera sem combustível, funciona...

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Nesta data anterior postei este artigo em 2015 :

terça-feira, 11 de agosto de 2015


Testado novo do motor EM Drive





Pois nesta semana tivemos um novo artigo publicado por varias revistas especializadas, dando conta da continuação destes testes.
Estou usando os dados da Revista UFOS pois ela ela traduzida quase na integra e numa vesão bem inteligível para o português. 

POR SALVADOR NOGUEIRA-22/11/2016

Um “motor espacial impossível” que está sendo investigado num laboratório da Nasa, o chamado EM Drive, passou por mais um importante teste: teve o mesmo desempenho no vácuo que havia demonstrado antes em experimentos feitos no ar.
Harold “Sonny” White, físico da Nasa, e um propulsor que dispensa combustível. Estão dizendo que funciona… (Crédito: Nasa)

Os resultados da equipe da Nasa acabam de ser publicados num periódico com revisão por pares, o “Journal of Propulsion and Power”, do importante AIAA (Instituto Americano para Aeronáutica e Astronáutica). É a primeira vez que o tema controverso ganha as páginas de uma revista científica com esse sistema de controle de qualidade.

De acordo com os resultados obtidos, o dispositivo gerou um impulso bastante modesto, mas, para algo que não usa combustível algum, trata-se de um resultado surpreendente e extremamente animador. No fim das contas, pode vir a ser a tecnologia que viabilizará viagens interestelares, algo que está totalmente fora do alcance dos métodos de propulsão tradicionais — pelo simples fato de que é impossível levar combustível suficiente para realizar a viagem.

Claro, fale para a imensa maioria dos físicos que algo vai se acelerar no vácuo sem uma massa propelente que seja capaz de gerar um jato de exaustão na direção oposta, e eles dirão que isso é impossível, pois contraria as leis da física. Um dos princípios mais elementares é a famosa conservação do momento.

Não, não é quando a gente tira uma foto para ter um momento guardado para sempre. Em física, momento é tão somente a quantidade de movimento, expressa pela multiplicação da massa pela velocidade de um objeto. Em tese, você pode transferir momento de um objeto a outro. Mas as coisas, em tese, não deveriam funcionar se você tenta acelerar sem “roubar” momento de algum outro lugar. Por tudo que sabemos das leis da natureza, não se pode criar mais momento do nada.

Por esse pequeno grande detalhe sempre houve — e continua a haver, sejamos francos — muita desconfiança por trás do conceito, desde que ele foi apresentado, no começo dos anos 2000.

Os próprios pesquisadores da Nasa (liderados por Harold “Sonny” White, chefe do laboratório Eagleworks, instalado no Centro Espacial Johnson, em Houston) mantêm uma postura agnóstica com relação à tecnologia controversa, noves fora os resultados positivos. Em seu artigo, eles listam exaustivamente todas as fontes experimentais de erro que poderiam explicar os resultados. Eles particularmente não acreditam que alguma delas esteja gerando um falso positivo, explicando detalhadamente o que fizeram para mitigar os problemas em seu experimento. Mas também admitem que não podem descartar completamente boa parte delas — e sempre pode ser algo em que eles sequer pensaram. De toda forma, um item dessa lista já pôde ser completamente descartado: o ar não tem participação no modesto impulso gerado.

Os testes foram feitos com a acoplagem do dispositivo a um pêndulo de torção, mantidos numa câmara a vácuo. O motor em si lembra basicamente uma secção transversal de um cone. Em seu interior, uma fonte de energia elétrica gera radiação eletromagnética em micro-ondas (o EM do nome), e é isso que, de algum modo, geraria a propulsão. No experimento, esse dispositivo foi alimentado com eletricidade, com diferentes níveis de potência: 40, 60 e 80 watts. A ideia básica do experimento era medir qualquer propulsão que alterasse o padrão de movimento do pêndulo.

O EM Drive (secção de um cone em cor de cobre) instalado no pêndulo de torção no Centro Espacial Johnson (Crédito: White et al.)

Para se certificar de que estavam medindo mesmo o motor em funcionamento, testes foram feitos para gerar propulsão à frente, para trás e nula (usando, ainda, em outra configuração um peso morto equivalente ao dispositivo ligado ao pêndulo para efeito de controle).

“Os dados de impulso para frente, para trás e nulo sugerem que o sistema estava funcionando com uma taxa de empuxo por potência de 1,2 milinewton (mais ou menos 0,1 milinewton) por quilowatt”, escreveram White e seus colegas.

CERTO. SE FUNCIONA, COMO FUNCIONA?
Há duas formas de responder a essa pergunta, a curta e a longa.

A curta é: ninguém sabe.

A longa é: mesmo entre os entusiastas do EM Drive não há acordo. Um de seus primeiros proponentes, o britânico Roger Shawyer, sempre defendeu que não há mistério e que seu propulsor sem combustível não viola as leis da física.

O que ele diz é que é possível configurar a cavidade (a secção do cone) de forma que um bate-rebate das micro-ondas em seu interior trocasse momento com o fundo do dispositivo, gerando propulsão. A imensa maioria dos físicos — inclusive o pessoal da Nasa — diz que isso não faz o menor sentido.

Contudo, eles também mediram alguma propulsão, e acham que não é erro experimental: precisa ser explicado, portanto.

White, que é formado em engenharia mecânica com doutorado em física, também acredita que o dispositivo não viola as leis da física, mas por outro motivo: segundo ele, o EM Drive interage de uma forma exótica com a energia do próprio vácuo. Uau.

Pois é, foi-se o tempo em que o vácuo era um “nada” puro e absoluto. Hoje sabemos que mesmo o mais vazio dos vazios tem alguma coisa — ele tem energia, ou, mais precisamente, tem a probabilidade, por menor que seja, de não ser vácuo.

Uma das demonstrações mais chocantes da mecânica quântica é que essa probabilidade não é mero artefato teórico. Ela se realiza de fato na natureza, gerando no vácuo um mar de partículas virtuais. Elas são em tudo similares às partículas convencionais, que formam tudo que existe no Universo, com uma diferença essencial: elas aparecem e desaparecem numa fração de segundo e, por isso, não afetam o balanço total de energia do Universo. (Partículas que aparecessem no vácuo e não desaparecessem mais violariam outro princípio de conservação, o da energia.)

Usando interpretações menos comuns da mecânica quântica, White e seus colegas sugerem que o tal EM Drive estaria interagindo com esse mar de partículas virtuais e, de algum modo, é delas, em sua fugidia existência, que o dispositivo “roubaria” o momento para produzir sua propulsão, sem violação das leis físicas.

Faz algum sentido? Hm, ótima pergunta. Se eu soubesse a resposta, poderia me tornar o primeiro especialista reconhecido em EM Drives. Como esse cara ainda não existe, vamos ter de conviver com a dúvida, pelo menos por enquanto.

E O TAMANHO DA REVOLUÇÃO?
Bem, vamos supor que, independentemente de como funcione, o negócio pelo menos funcione de fato. Falamos lá em cima do impulso medido: 1,2 milinewton por quilowatt. Como comparamos isso com outras formas de propulsão mais conhecidas?

Não podemos colocar isso lado a lado com um foguete de combustão química, porque não tem nem comparação. O foguete ganha de lavada. Os ônibus espaciais americanos, por exemplo, tinham um pico de empuxo de 30,1 meganewtons. Saltamos dos mili (milésimos) para os mega (milhões).

Precisamos de um coice desses, como o do ônibus espacial, para vencer o campo gravitacional terrestre. Então você não pode imaginar decolar do chão com um EM Drive — ao menos não com esse desempenho medido. Seria como tentar soprar numa nave para ela subir.

Em compensação, em dez minutos de propulsão o ônibus espacial esgota seu combustível, atinge uma órbita e está à mercê da inércia, sem capacidade de acelerar mais. É nessa hora que o EM Drive, em tese, brilharia. Como ele não usa combustível, poderia acelerar indefinidamente — é o famoso “devagar e sempre”.

Uma tecnologia avançada e recente que mistura um pouco de cada coisa — usa combustível, mas é econômica, e tem empuxo fraco, porém duradouro — é a chamada propulsão iônica. Ela já foi usada com sucesso em algumas espaçonaves, como a sonda Dawn, que está neste momento explorando o planeta anão Ceres, no cinturão de asteroides.

White compara o desempenho do EM Drive medido no laboratório deles com o de um propulsor iônico de última geração. Enquanto cada quilowatt de eletricidade gera 1,2 milinewton de impulso com o EM Drive, um motor de íons geraria 60 milinewtons. Ou seja, uma tecnologia como a embarcada na Dawn é umas 50 vezes melhor que esse EM Drive aí.

E a Dawn, não custa lembrar, levou quatro anos para ir da Terra até o cinturão de asteroides, que fica aquém da órbita de Júpiter — logo ali na esquina, se estamos sonhando em voo interestelar.

Então, importante, pelo menos no momento, a gente não se prender muito a números incríveis que têm sido atirados por aí, como ir à Lua em quatro horas, a Marte em 70 dias e a Plutão em 18 meses. Calma lá.

De onde a galera tira esses números, então?

De uma extrapolação que White e sua equipe fizeram em outro momento, supondo que se pudesse chegar a um nível de propulsão de 0,4 newtons por quilowatt — um desempenho pouco mais de 300 vezes maior que o medido.

Com esse mesmo desempenho, ir até Proxima Centauri, a estrela mais próxima, a 4,25 anos-luz, levaria 122 anos. Se fosse possível melhorar o desempenho por um fator de dez, para 4 newtons por quilowatt, a viagem levaria 29,9 anos.

Legal, né? Mas é 4.000 vezes mais do que o desempenho medido, e esse desempenho ainda pode nem ser real!

Moral da história: ainda temos um longo caminho a percorrer.

A boa notícia é que, como nem sabemos como isso poderia funcionar, no momento em que descobrirmos, teremos capacidade de projetar essas coisas para funcionarem com mais eficiência. E aí talvez descubramos que é possível fazer esse salto de 4.000 vezes no desempenho.

Por ora, no entanto, a aposta mais segura para missões interestelares é a tecnologia de velas com propulsão a laser, desenvolvida pelo projeto Breakthrough Starshot. Pelo menos, ela não envolve nenhuma física maluca. E, de toda forma, é muito legal vermos diferentes alternativas aparecendo. Sinal de que, cedo ou tarde, vamos matar essa charada e descobrir como viajar entre as estrelas.

Quem sabe até mais depressa que a própria luz? Harold White também trabalha numa linha de pesquisa que tenta criar uma dobra espacial, encolhendo a distância entre dois pontos, à moda de “Star Trek”. Mas o progresso aí é ainda mais lento que o dos EM Drives. Ou seja, não prenda a respiração.
Este artigo também foi publicado pelo grupo Folha no blogue-mensageirosideral.

Fonte :


J.A.