Japão quer construir elevador espacial até 2050

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Criado por um sujeito chamado Konstantin Tsiolkovsky em 1895, o conceito de elevador espacial só pode ter sido fruto do consumo de doses industriais de vodca, não pela idéia em si mas para romper os pré-conceitos envolvidos. É algo tão genialmente simples (em teoria) que todo mundo descarta.

90% do combustível de um foguete é usado para vencer a gravidade na fase inicial do lançamento, acelerando até velocidades orbitais. Só que existe mais de uma forma de ganhar altitude. Se você subir o Empire State pelas escadas terá ascendido 381 m, sem foguetes, apenas com a força das pernas. O que impede uma torre ter não 381 m mas 381 km? Nada, exceto o insignificante detalhe da resistência dos materiais.

Se você construir uma torre de 381 km estará na altitude da maioria dos satélites, quase na Estação Espacial Internacional, a 420 km. Então estará no espaço, certo?

Errado. Se você botar o pé pra fora no alto da torre vai cair como uma pedra. Se encontrar a Estação Espacial será um desastre, pois ela passará por você a 27.600 km/h. As coisas só se mantém em órbita por estarem em queda livre. Um satélite está caindo constantemente em relação à Terra, mas como o planeta é curvo e ele tem uma velocidade lateral muito grande, quando ele chega no “chão” não existe mais chão.

Todo mundo já fez a brincadeira de amarrar uma corda a um balde com água e girar. O balde fica paralelo ao chão mas a água não derrama. A força centrífuga gerada se sobrepõe à gravidade. Mais ainda, o balde permanece estacionário em relação a você (assumindo que está girando todo). O balde está orbitando sua pessoa? Não, você não é tão gordo assim. Só que se essa corda tiver 36.500 km de comprimento, e a ponta da corda estiver presa na Terra, você terá um Elevador Espacial.

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A 36.500 km de altitude o balde estará na chamada órbita geoestacionária. Um objeto nessa altitude se move na mesma velocidade de rotação do planeta, um satélite lançado de um foguete convencional ficaria parado em relação à torre. Se cortar o cabo o balde permanecerá onde está, sua velocidade inicial compensando a atração gravitacional. Em essência, órbita.

Em atitudes mais baixas isso não ocorre, a velocidade relativa das partes da torre não correspondem às velocidades orbitais.

Agora, um momento mindfuck: imagine que você invadiu o asteróide d’O Pequeno Príncipe, aquela improvável esfera com 10 m de diâmetro. Você constrói no Equador um arranha-céu para formigas, com 1 m de altura. Um ponto na base do prédio percorrerá cada vez que o planeta completar um giro em torno de si mesmo uma distância de 31,4 m. Já um ponto no alto da torre, a 1 m do solo percorrerá 34,55 m.

Como dois pontos em um objeto sólido percorrem distâncias diferentes em um mesmo espaço de tempo? Exato, os pontos estão se movendo em velocidades relativas diferentes.

Para complicar mais ainda o conceito de Elevador Espacial, para que essa estrutura não desmorone pela gravidade é preciso um contrapeso, algo grande como um asteróide, a uma distância de uns 90 mil km. Nosso balde é enorme, e a rigor não está em órbita, mas preso à Terra por uma torre de 90 mil km de comprimento. Ou, mais precisamente, uma ponte. Ela não sustenta o próprio peso de milhões de toneladas, pois a rotação da Terra faz com que o contrapeso puxe a estrutura.

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Uma série de trilhos supercondutores e carros alimentados por energia solar ou nuclear percorreriam essa estrutura levando carga até uma estação-base na órbita geoestacionária, de onde seriam lançados para várias posições orbitais, ou até o contrapeso, onde a força centrífuga lançaria essas cargas para o espaço, em velocidade de escape. Só então dispendiosos motores de foguete seriam utilizados.

Toda a parte difícil seria feito com motores elétricos, baixando o preço de colocar 1 kg em órbita de US$ 10 mil como é hoje para US$ 10,00; US$ 1,00 ou mesmo algo próximo de zero, se freios regenerativos forem utilizados, convertendo a energia gravitacional da descida em eletricidade.

O Elevador Espacial foi descrito em detalhes no excelente As Fontes do Paraíso, de Arthur Clarke, e também em 3001, do mesmo autor. Mesmo nos livros Clarke aponta para o problema principal: não temos materiais com resistência suficiente para um projeto assim. Nossos maiores prédios mal passam de 800 metros. Estamos falando de obras 2 ordens de magnitude mais altas. A esperança de Clarke eram os nanotubos de carbono, que infelizmente custam muito caro e mesmo em 2014 mal passam de 3 cm. Estamos falando de filamentos com 36.500 km de comprimento.

Agora a Obayashi Corporation, empresa responsável pelo maior prédio de Tóquio, com 634 m de altura concluiu um estudo de dois anos onde o Elevador Espacial se mostrou viável. Estimam que em 2030 estaremos produzindo nanofilamentos de comprimento ilimitado, e que em 2050 a obra de construção do Elevador Espacial estará concluída.

É algo que consumirá boa parte do PIB mundial, mas se realmente for feito abrirá as portas do Sistema Solar para a Humanidade. Como o próprio Tsiolkovsky falou, a Terra é o berço do Homem mas você não pode permanecer no berço para sempre.

A construção de Elevadores Espaciais em corpos com menos massa, como a Lua será ainda mais simples. Logo naves jamais pousarão, apenas acoplarão com espaçoportos em órbita geoestacionária, e os passageiros e a carga descerão de elevador. Um dia a visão de grandes foguetes decolando da Terra será coisa do passado, os únicos lançamentos serão os foguetes de estudantes e hobbystas e talvez o VLS do Programa Espacial Brasileiro, se ficar pronto até lá.

Fonte: ABC.

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Autor: Carlos Cardoso

Entusiasta de tecnologia, tiete de Sagan e Clarke, micreiro, hobbysta de eletrônica pré-pic, analista de sistemas e contínuo high-tech. Cardoso escreve sobre informática desde antes da Internet, tendo publicado mais de 10 livros cobrindo de PDAs e Flash até Linux. Divide seu tempo entre escrever para o MeioBIt e promover seus últimos best-sellers O Buraco da Beatriz, Calcinhas no Espaço e Do Tempo Em Que A Pipa do Vovô Subia.

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