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Tecnologia de cristais fotônicos pode permitir viagens interestelares em velocidades quase à luz

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Pesquisa levou à criação de um novo material que poderia tornar possíveis as viagens interestelares: cristais fotônicos que poderiam acelerar as espaçonaves a velocidades relativísticas, próximas à velocidade da luz.

Tecnologia de cristais fotônicos pode permitir viagens interestelares em velocidades quase à luz
Ilustração de uma vela feita de cristais fotônicos viajando pelo espaço.

A tecnologia de velas leves é um conceito fascinante e um avanço na propulsão de foguetes. Pode não ser tão grande e impressionante como o Saturn V, o vaivém espacial ou o novo foguete Starship, mas quando se trata de viajar entre as estrelas, as velas leves podem ser a resposta. E que melhor material para construir velas do que algo que dá vontade de repetir: cristais fotônicos. Parece algo saído de um episódio de “Star Trek”, mas um novo artigo científico examina sua viabilidade.

Velas de luz

O conceito de velas de luz é muito simples. Em vez de uma vela de tecido hasteada a um barco, que aproveita a força do vento, as velas de luz aproveitam a força da luz para impulsionar naves espaciais através do cosmos. Baseiam-se na pressão dos fótons emitidos por uma fonte de luz forte, como um laser, para gerar baixos níveis de pressão.

A ideia é que os fótons da luz ganham impulso e exercem uma força quando se refletem em uma superfície. A implantação de grandes velas superfinas de material reflexivo como o Mylar – do mesmo tipo que se usa, normalmente, na astronomia de amadores para observar o sol – permite empurrar a nave espacial, acelerando lentamente, mas alcançando finalmente velocidades surpreendentes.

Embora as velas de luz não possam fazer decolar uma nave espacial e colocá-la em órbita, uma vez implantada no espaço, a longa e lenta aceleração é uma forma muito eficaz de viajar pelo espaço. Isso não é só ficção científica, o projeto Starshot Breakthrough tornou-se líder no campo, desenvolvendo uma nave espacial que envie os seres humanos a Próxima Centauri (a 4.3 anos-luz) em uma vida humana.

Viajar a velocidades próximas à da luz

Um artigo publicado recentemente no servidor de pre-impressão arXiv por uma equipe liderada por Jin Chang, um pesquisador de pós-doutorado da Universidade Tecnológica de Delft, na Holanda, explora a possibilidade de um novo material para as velas de luz conhecido como cristais fotônicos nanofabricados. Esses cristais são nanoestruturas ópticas (entre as escalas microscópica e molecular) em que o índice de refração muda periodicamente. Se dão na natureza, no reino animal, por exemplo, a natureza reflexiva dos olhos de cães e gatos.

O computador mostra como um cristal fotônico de nitrito de silício com uma fina membrana de silicone pode alcançar os altos níveis de refletividade nos comprimentos de onda de 1300 nm a 1500 nm necessários para as velas de luz.

O potencial das velas é considerável, já que as técnicas de fabricação permitem escalar-las até vários metros, o que poderia preparar o terreno para enviar por fim, mesmo que seja lentamente, seres humanos através da galáxia.

[Para instruções de como ativar a legenda em português do(s) vídeo(s) abaixo, embora esta não seja precisa, clique aqui.]

(Fonte-CO)


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