A humanidade há muito sonhava em enviar humanos para outros planetas, mesmo antes de o voo espacial tripulado se tornar realidade. E com a descoberta de milhares de exoplanetas nas últimas décadas, particularmente aqueles que orbitam em sistemas estelares vizinhos (como Proxima b), esse sonho parece mais próximo do que nunca de se tornar realidade. Mas é claro que muitos desafios técnicos precisam ser superados antes que possamos ter esperança de montar essa missão.
Além disso, muitas perguntas precisam ser respondidas. Por exemplo, que tipo de navio devemos enviar para o Proxima b ou outros exoplanetas próximos? E quantas pessoas precisaríamos colocar a bordo desse navio? A última questão foi objeto de um trabalho recente escrito por uma equipe de pesquisadores franceses que calculou o número mínimo de pessoas necessárias para garantir que uma equipe multigeracional saudável pudesse fazer a jornada para Proxima b.
O estudo, intitulado “Computando a tripulação mínima para uma viagem espacial multigeracional em direção a Proxima Centauri b”, apareceu recentemente online e será publicado em breve no Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica. Foi conduzido pelo Dr. Frederic Marin, astrofísico do Observatório Astronômico de Estrasburgo, e pelo Dr. Camille Beluffi, físico de partículas que trabalha com a startup científica Casc4de.
O estudo deles foi o segundo de uma série de artigos que tentam avaliar a viabilidade de uma viagem interestelar para Proxima b. O primeiro estudo, intitulado "PATRIMÔNIO: um código de Monte Carlo para avaliar a viabilidade de viagens interestelares usando uma equipe multigeracional", também foi publicado na edição de agosto de 2017 da Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica.
O Dr. Marin e o Dr. Beluffi começam seu estudo mais recente, considerando os vários conceitos que foram propostos para fazer uma jornada interestelar - muitos dos quais foram explorados em um artigo anterior da UT, “Quanto tempo levaria para chegar à estrela mais próxima? ". Isso inclui as abordagens mais tradicionais, como a Propulsão por Pulso Nuclear (ou seja, o Projeto Orion) e foguetes de fusão (ou seja, o Projeto Daedalus) e também o conceito mais moderno de Breakthrough Starshot.
No entanto, essas missões ainda estão muito longe e / ou não envolvem voos espaciais tripulados (o que acontece com Starshot). Como tal, Beluffi também levou em conta missões que serão lançadas nos próximos anos como o Parker Solar Probe da NASA. Essa sonda alcançará velocidades orbitais recordes de até 724.205 km / h, que funcionam a cerca de 200 km / s (ou 0,067% da velocidade da luz).
Como o Dr. Marin disse à Space Magazine por e-mail:
“Isso depende pura e inteiramente da tecnologia disponível no momento da missão. Se nós criarmos uma espaçonave agora, poderíamos alcançar apenas cerca de 200 km / s, o que se traduz em 6300 anos de viagem. É claro que a tecnologia está melhorando com o tempo e, quando um projeto interestelar real for criado, podemos esperar que a duração seja melhorada em uma ordem de grandeza, ou seja, 630 anos. Isso é especulativo como a tecnologia ainda a ser inventada. ”
Com sua linha de base para velocidade e tempo de viagem estabelecida - 200 km / s-¹ e 6300 anos -, o Dr. Beluffi partiu para determinar o número mínimo de pessoas necessárias para garantir que uma equipe saudável chegasse ao Proxima b. Para fazer isso, o par realizou uma série de simulações de Monte Carlo usando um novo código criado pelo próprio Dr. Marin. Essa técnica matemática leva em consideração eventos aleatórios na tomada de decisão para produzir distribuições de possíveis resultados.
"Estamos usando um novo software numérico que eu criei", disse o Dr. Marin. “É nomeado PATRIMÔNIO, veja o primeiro artigo da série. É um código estocástico de Monte Carlo que responde por todos os resultados possíveis das simulações espaciais, testando todos os cenários aleatórios de procriação, vida e morte. Ao repetir a simulação milhares de vezes, obtemos valores estatísticos que são representativos de uma viagem espacial real para uma equipe de várias gerações. O código é responsável pelo maior número possível de fatores biológicos e atualmente está sendo desenvolvido para incluir mais e mais física. ”
Esses fatores biológicos incluem coisas como o número de mulheres versus homens, suas respectivas idades, expectativa de vida, taxas de fertilidade, taxas de natalidade e quanto tempo a equipe teria que se reproduzir. Também levou em consideração algumas possibilidades extremas, que incluíam acidentes, desastres, eventos catastróficos e o número de tripulantes que provavelmente seriam afetados por eles.
Eles então calcularam a média dos resultados dessas simulações em mais de 100 viagens interestelares com base nesses vários fatores e valores diferentes para determinar o tamanho da tripulação mínima. No final, o Dr. Beluffi concluiu que, em condições conservadoras, seriam necessários pelo menos 98 membros da tripulação para sustentar uma viagem de várias gerações ao sistema estelar mais próximo com um exoplaneta potencialmente habitável.
Menos que isso, e a probabilidade de sucesso cairia consideravelmente. Por exemplo, com uma equipe inicial de 32 pessoas, suas simulações indicavam que as chances de sucesso chegariam a 0%, em grande parte porque uma comunidade tão pequena tornaria a consanguinidade inevitável. Embora essa tripulação possa eventualmente chegar ao Proxima b, não seria uma tripulação geneticamente saudável e, portanto, não seria uma maneira muito boa de iniciar uma colônia! Como explicou o Dr. Marin:
“Nossas simulações nos permitem prever com grande precisão o tamanho mínimo da tripulação inicial que partirá para viagens espaciais de séculos. Ao permitir que a tripulação evolua sob uma lista de princípios adaptativos de engenharia social (ou seja, avaliações anuais da população de embarcações, restrições de descendentes e restrições de reprodução), mostramos neste artigo que é possível criar e manter uma população saudável praticamente indefinidamente. "
Embora a tecnologia e os recursos necessários para fazer uma viagem interestelar ainda estejam a gerações de distância, estudos desse tipo podem ter um significado profundo para essas missões - se e quando ocorrerem. Saber com antecedência a probabilidade de que tal missão seja bem-sucedida e o que aumentará essa probabilidade a ponto de o sucesso ser virtualmente garantido também aumentará a probabilidade de que essas missões sejam montadas.
Este estudo e o que o precedeu também são significativos, pois são os primeiros a levar em consideração os principais fatores biológicos (como a procriação) e como eles afetarão uma equipe multigeracional. Como o Dr. Marin concluiu:
“Nosso projeto visa fornecer simulações realistas de naves espaciais multigeracionais para preparar a exploração espacial futura, em um projeto multidisciplinar que utiliza a experiência de físicos, astrônomos, antropólogos, engenheiros de foguetes, sociólogos e muitos outros. HERITAGE é o primeiro código de Monte Carlo dedicado a calcular a evolução probabilística de uma tripulação de parentes a bordo de um navio interestelar, que permite explorar se uma tripulação de um tamanho proposto poderia sobreviver por várias gerações sem nenhum estoque artificial de material genético adicional . Determinar o tamanho mínimo da tripulação é uma etapa essencial na preparação de qualquer missão multigeracional, afetando os recursos e o orçamento necessários para esse empreendimento, mas também com implicações para fatores sociológicos, éticos e políticos. Além disso, esses elementos são essenciais para examinar a criação de qualquer colônia auto-sustentável - não apenas os seres humanos que estabelecem assentamentos planetários, mas também com impactos mais imediatos: por exemplo, gerenciar a saúde genética de espécies ameaçadas de extinção ou alocar recursos em ambientes restritos ”.
O Dr. Marin também foi citado recentemente em um artigo na A conversa sobre os objetivos do projeto dele e do Dr. Beluffi, que trata de determinar o que é necessário para garantir a saúde e a segurança de futuros viajantes interestelares. Como ele disse no artigo:
“Dos 3757 exoplanetas que foram detectados, o planeta mais próximo da Terra fica a 40 trilhões de quilômetros de nós. A 1% da velocidade da luz, que é muito superior às velocidades mais altas alcançadas pelas naves espaciais de ponta, ainda levaria 422 anos para os navios chegarem ao seu destino. Uma das conseqüências imediatas disso é que as viagens interestelares não podem ser alcançadas dentro de uma vida útil humana. Requer uma missão espacial de longa duração, que exige encontrar uma solução pela qual a tripulação sobreviva centenas de anos no espaço profundo. Este é o objetivo do nosso projeto: estabelecer o tamanho mínimo de uma missão espacial autossustentável e de longa duração, em termos de hardware e população. Ao fazer isso, pretendemos obter estimativas cientificamente precisas dos requisitos para viagens interestelares multigeracionais, desbloqueando o futuro da exploração, migração e habitação do espaço humano. ”
Nas próximas décadas, espera-se que os telescópios da próxima geração descubram milhares de exoplanetas. Mais importante, porém, é esperado que esses instrumentos de alta resolução revelem coisas sobre exoplanetas que nos permitirão caracterizá-los. Isso incluirá espectros de suas atmosferas que permitirão aos cientistas saber com maior certeza se eles são realmente habitáveis.
Com mais candidatos à escolha, estaremos ainda mais preparados para o dia em que viagens interestelares possam ser lançadas. Quando chegar a hora, nossos cientistas estarão armados com as informações necessárias para garantir que as pessoas que chegarem sejam saudadas, calorosas e preparadas para enfrentar os desafios de explorar um novo mundo!
