Espaço

Manipulando a Gravidade: Ficção Científica ou Realidade?

mm
Publicado em
Atualizado em
Adicione Securities.io às suas fontes preferidas no Google
Divulgação: Securities.io pode receber compensação quando você usa links para produtos que avaliamos. Isso não influencia nossas avaliações editoriais. Não somos consultores de investimentos registrados; isto não é aconselhamento de investimento. Leia nossa divulgação de afiliados.

Propulsão Sem Propulsor?

Desde os primeiros foguetes V2 na Segunda Guerra Mundial, o conceito básico de propulsão de foguetes tem sido expelir gases em alta velocidade na direção oposta ao destino do foguete.

Até hoje, esta é quase a única forma de propulsão usada por foguetes e espaçonaves para escapar da gravidade da Terra e se mover no espaço.

Ela é formalizada na equação do foguete, que, em termos simples, afirma que quanto mais massa é expelida e mais rápido ela é expelida, maior é a propulsão. Isso às vezes é chamado de “a tirania da equação do foguete”. Isso ocorre porque quanto mais propelente é usado, mais propelente é necessário para levantar esse propelente.

Para um foguete típico de estágio único, aproximadamente 90% de sua massa inicial de lançamento deve ser propelente para superar a gravidade da Terra e o arrasto atmosférico. Isso deixa apenas 10% para a estrutura, os sistemas e a carga útil do foguete.

Mas e se houvesse uma alternativa? Por muito tempo, a propulsão sem propelente foi considerada mera fantasia pela comunidade científica e pelo reino da ficção científica.

Ainda assim, algumas vozes dissonantes de cientistas sérios e realizados estão demonstrando resultados experimentais intrigantes e explorando teorias não convencionais para explicá-los.

Um exemplo recente é a apresentação feita por Dr. John Brandenburg na Conferência de Propulsão APEC em 31 de agosto de 2024 sob o título “Descrição e Resultados do Experimento de Modificação da Gravidade”.

O Antigravidade Pode Ser Real

Credibilidade

À primeira vista, o conceito de antigravidade parece muito extravagante e “não científico”, mais adequado à ficção científica, teóricos da conspiração, entusiastas de OVNIs e inventores amadores.

Portanto, é surpreendente quando alguém com o perfil do Dr. Brandenburg apresenta uma palestra sobre o assunto.

Ele é um físico especializado em plasma, com experiência em pesquisa de fusão nuclear, e “9 ½ anos em Laboratórios de Armas Nucleares no Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e Laboratórios Sandia em Albuquerque”, ambas instituições exigindo um nível sério de autorização de segurança.

Ele também é o inventor do propulsor micro-ondas eletrotérmico (MET), uma forma avançada de propulsão espacial que usa micro-ondas para criar plasma ultra-quente.

Esse histórico elimina a ideia de que isso vem de uma fonte não séria ou não científica.

Gravidade Eletro-Magnetismo – GEM

Forças Fundamentais

Existem 4 forças fundamentais do Universo reconhecidas pela física moderna, 2 operando em um nível muito curto, atômico ou menor, e 2 operando em uma escala muito grande.

GEM é uma nova teoria que afirma que ambas as forças de longo alcance, eletromagnetismo e gravidade, poderiam ser consideradas uma única força única que se manifesta de duas maneiras diferentes dependendo das circunstâncias.

Isso seria uma continuação dos esforços dos físicos para unificar as forças fundamentais, especialmente após a descoberta da a fusão das forças elétrica e magnética em eletromagnetismo no início do século 19th século e das interações eletrofracas, unindo a força eletromagnética e a força nuclear fraca, recompensadas com 2 Prêmios Nobel em 1979 e em 1999.

Unindo Gravidade e Eletromagnetismo

Entrar nos detalhes da matemática do GEM estaria além do escopo deste artigo. No geral, a ideia é que as principais equações do eletromagnetismo e da gravidade são muito semelhantes.

Isso é algo que Einstein já observou, já que ambas as forças atuam de acordo com o inverso do raio da distância: 1/r2.

Portanto, embora definitivamente inovadora, esta não é uma ideia totalmente extravagante em si.

Isso é algo em que o Dr. Brandenburg tem trabalhado por muito tempo, com publicações sobre essa teoria datando de mais de uma década:

  • “O Problema das Forças Nucleares Fraca e Forte e a Predição da Massa do Bóson de Higgs usando a Teoria de Unificação GEM (Gravidade Eletro-Magnetismo)” STAIF II, Albuquerque, NM Fevereiro (2012).
  • “Uma Derivação da Constante Gravitacional de Newton e da Massa do Próton a partir da Teoria de Unificação GEM da Gênese de Bárions.” Journal of Cosmology Volume 17, 2011.
  • “O Valor da Constante Gravitacional e sua Relação com a Eletrodinâmica Cósmica,” IEEE Transactions On Plasma Science, Plasma Cosmology Issue Vol. 35, No. 4. p845.

Por Que É Controverso?

O problema com essa abordagem é que ela subverte vários fundamentos da gravidade como é comumente entendida hoje.

Primeiro, faria com que a constante “G” não fosse constante alguma.

Em segundo lugar, significaria que a gravidade negativa, ou antigravidade, é possível. Isso mudaria completamente toda a física, incluindo a física quântica atual que rejeita categoricamente a ideia de gravidade negativa.

Essas ideias geralmente são recebidas com descrédito ou ostracismo total pela comunidade científica mais ampla (por exemplo, o cientista francês de plasma Jean-Pierre Petit’s teoria cosmológica “Janus”, desenvolvida usando gravidade negativa e rejeitando o conceito de matéria escura ou energia, essencialmente banida).

Portanto, com reivindicações extraordinárias que subvertem a física, como sabemos, é necessária prova séria.

Antigravidade Medida?

Em sua apresentação, o Dr. Brandenburg mostrou um experimento que realizou usando dispositivos simples, como um balão de hélio, um armadura de motor de brinquedo e fio e corda finos.

Ele alegou que o dispositivo mediu uma perda de peso de 150 mg quando a corrente foi aplicada, com a perda de peso maior com um pulso magnético de 8 segundos do que com um de 6 segundos.

Outras Pesquisas

Brandenburg também aponta outros resultados experimentais preocupantes de pesquisadores brasileiros Elio B. Porcelli e Victo dos Santos Filho, que relataram que a perda de peso pode ser induzida por um laser, explicando por efeito eletromagnético induzido pelo laser.

Isso também poderia estar conectado a outro fenômeno explicado, com o potencial de criar propulsores eletrostáticos descritos por o principal especialista da NASA em eletrostática, Dr. Charles Buhler.

Os dispositivos de Buhler testados em 2016 produziram menos de um décimo de milésimo de gravidade. A unidade que eles demonstraram no artigo de 2020 e na patente subsequente mostrou resultados de até 1 gravidade terrestre (a quantidade de energia necessária para superar a gravidade de um objeto).

Também poderia ser analisado em relação ao proposto “impulsores de dobra” e outros sistemas de propulsão teóricos mais rápidos que a luz (FTL).

No geral, os resultados do Dr. Brandenburg ainda provêm de um experimento não confirmado, mas que deveria ser extremamente barato e simples de replicar.

Portanto, podemos esperar que mais pesquisadores dediquem tempo para verificá-lo e, ao menos, confirmem a intrigante perda de 150 mg observada pelo Dr. Brandenburg.

As Ciências Modernas Podem Ser Tão Cegas?

Isso parece um pouco bom demais para ser verdade, e esse fato único provavelmente explica o ceticismo geral em torno dessa ideia.

No entanto, não seria a primeira vez que o consenso científico está errado. Claro, há o famoso exemplo histórico de Galileu, percebendo que a Terra orbita ao redor do Sol, contra o consenso intelectual de sua época.

Mas a era científica moderna também tem frequentemente ignorado verdades inconvenientes ou resultados experimentais anômalos:

  • Albert Michelson—um cientista famoso na época, que recentemente refutou a existência do “éter” e vencedor do Prêmio Nobel em 1907 — disse em 1894 que “os grandes princípios já haviam sido descobertos, e que a física a partir de então seria limitada a encontrar verdades na sexta casa decimal”.
    • Isso não foi muito antes da descoberta da relatividade e da física quântica.
  • Lord Kelvin, um dos cientistas mais eminentes do século XIX, disse sobre o futuro da aeronáutica… “Nem o balão, nem o avião, nem a máquina planadora será um sucesso prático”
    • Isso foi apenas 3 anos antes do primeiro voo dos irmãos Wright.
  • Enquanto isso, Einstein desprezava a física quântica… “Deus joga dados incansavelmente sob leis que ele mesmo prescreveu.”

Então talvez em algumas décadas, a rejeição da antigravidade, partículas de massa negativa e da teoria GEM será considerada igualmente míope.

Outros Sistemas de Propulsão Exóticos

Embora agora tenhamos um vislumbre de esperança para a propulsão antigravitacional, algo que abriria instantaneamente as estrelas para colonização, alguns outros sistemas de propulsão exóticos baseados em física conhecida foram discutidos ao longo dos anos.

O Projeto Orion

O projeto Orion foi um conceito dos finais da década de 1950 baseado em propulsão por pulso nuclear.

Por trás desse nome está a ideia bastante surpreendente de usar explosões nucleares (de bombas A) para impulsionar uma espaçonave a velocidades tão altas que poderiam até permitir viagens interestelares.

Fonte: NASA

Ao usar uma porcentagem significativa da energia liberada por uma explosão nuclear, este teria sido o sistema de propulsão mais eficiente em combustível já criado.

Finalmente, o projeto foi abandonado, em grande parte devido ao Tratado de Proibição Parcial de Testes de 1963 da era da Guerra Fria, que proibiu explosões nucleares no espaço.

Propulsão Nuclear Térmica

Uma forma talvez menos espetacular de aproveitar a energia nuclear para propulsão é a propulsão nuclear térmica.

A ideia é que, em vez de usar reações químicas para impulsionar uma espaçonave no vácuo, a energia nuclear poderia ser usada para transformar um gás em plasma e impulsioná-lo em alta velocidade.

Como a equação do foguete estipula, quanto mais rápida a expulsão, mais empuxo e eficiência de combustível o sistema de propulsão fornece.

Com a Lua e Marte logo à vista, a NASA está revisitando esse conceito. Recentemente concedeu US$5M à BWX Technologies (BWXT ), General Atomics e Ultra Safe Nuclear Technologies para um conceito de reatores nucleares capazes de desempenhar esse papel.

Sistemas semelhantes, mas não nucleares, usando eletricidade para impulsionar íons em alta velocidade, ou propulsores de efeito Hall, também estão sendo testados pela NASA.

Laser e Velas Solares

Outra forma de impulsionar espaçonaves sem propelente seria usar o empuxo da luz.

Essas velas solares já foram testadas e funcionam para entregar pequenas espaçonaves às partes mais distantes do sistema solar.

Um passo adiante nesse conceito seria uma rede de lasers poderosos no espaço profundo ou em órbita, empurrando espaçonaves com a luz dos lasers. Isso teria a vantagem de não exigir nenhum propelente a bordo da espaçonave, e de fornecer uma pequena, mas contínua aceleração durante toda a viagem.

Finalmente, tal rede de propulsores fixos alimentados por laser que empurram velas solares provavelmente seria alimentada por energia solar coletada, de grandes arrays de painéis solares baseados no espaço.

Tal infraestrutura poderia não apenas acelerar a exploração espacial, mas também fornecer energia ilimitada à Terra, como discutimos em “Soluções de Energia Baseada no Espaço para Energia Limpa Infinita“.

Fusão por Pulsos

Um método de propulsão mais especulativo, mas em desenvolvimento, seria impulsionar uma espaçonave usando fusão nuclear (não fissão, como nas usinas nucleares tradicionais).

A fusão nuclear com energia positiva tem sido até agora evasiva, mesmo que tenha feito progressos significativos nos últimos anos, como discutimos em “Fusão Nuclear – A Solução de Energia Limpa Definitiva no Horizonte“.

Um limite chave nas reações de fusão para geração de energia é que elas são difíceis de sustentar, portanto produzem retornos de energia positivos.

Alternativamente, um sistema de propulsão por fusão não precisa gerar energia positiva; ele apenas precisa ser mais eficiente que as alternativas na geração de empuxo.

Portanto, a energia de entrada poderia ser fornecida por energia solar ou nuclear tradicional, e até mesmo um retorno energético negativo ainda poderia ser melhor que a alternativa.

Tal motor de fusão que aproveita um curto pulso de fusão nuclear é o que a startup Helicity Space está desenvolvendo.

“O trabalho da Helicity poderia permitir o amplo acesso da humanidade a todo o sistema solar e talvez até possibilitar missões às estrelas mais próximas.”

Gen. Pete Worden, PhD, Ex‑Diretor do NASA Ames Research Center

Fonte: Helicity

Investindo no Espaço

O espaço é uma indústria muito estabelecida que está passando por um renascimento e crescimento explosivo graças aos foguetes reutilizáveis. Discutimos como isso criará inúmeras oportunidades em nosso artigo “Foguetes Reutilizáveis Para Criar Múltiplos Novos Mercados Reduzindo Custos Drasticamente”.

O mercado espacial atual é de US$ 443 bi. Mesmo ignorando ideias mais especulativas (mas potencialmente muito lucrativas) como mineração de asteroides, apenas turismo espacial e voo hipersônico poderiam acrescentar mais US$ 350 bi em receitas, às quais pode ser adicionada uma previsão de Internet via satélite no valor de US$ 17 bi, bem como aplicações militares e bases lunares subsidiadas, projetos científicos, etc.

Você pode investir em empresas relacionadas ao espaço através de várias corretoras, e pode encontrar neste site nossas recomendações para as melhores corretoras nos Estados Unidos, Canadá, Austrália, Reino Unido, bem como em muitos outros países.

Se você não está interessado em escolher empresas específicas relacionadas ao espaço, também pode analisar os ETFs listados em nosso artigo “5 Melhores ETFs Aeroespaciais para Investir” que inclui ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) ou VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) para capitalizar o crescimento do setor espacial como um todo.

Você pode ler mais sobre a exploração espacial em “A Futuro Economia Baseada no Espaço“, “Infraestrutura Espacial – Construindo Escadarias Para o Céu“, e “Soluções de Energia Baseada no Espaço para Energia Limpa Infinita“.

Empresa Inovadora de Propulsão

LMT Gráfico de preços

Uma exceção notável ao domínio de startups privadas na fusão nuclear é a empresa de capital aberto Lockheed Martin Corporation (LMT ), um gigante da indústria de defesa.

A Lockheed tem trabalhado desde o início da década de 2010 em Compact Fusion, um reator de fusão nuclear que se espera estar pronto na década de 2020. No entanto, foi anunciado que o trabalho no projeto foi interrompido em 2021.

A empresa tem sido muito discreta sobre este projeto após um anúncio inicial muito público. Até hoje, não está claro o que poderia ter levado a empresa a abandonar a ideia.

Ao mesmo tempo, parece que não abandonou totalmente o conceito, notavelmente com investimentos em 2024 na Helicity, uma startup que desenvolve um motor de fusão. Como explicado antes, a ideia seria impulsionar espaçonaves com curtos pulsos de fusão. A Helicity planeja usar uma arma de plasma para alcançar isso.

Fonte: Helicity

Potencialmente, os próprios resultados internos da Lockheed mostraram que seu design não poderia sustentar a fusão de maneira compatível com a produção de energia.

Mas talvez, ao mesmo tempo, curtos pulsos sejam suficientes para a necessidade de propulsão no espaço e estejam muito mais próximos de se tornar um produto real. Também seria mais adequado ao perfil geral da empresa, focado em aeroespacial e defesa, do que à geração de energia.

A Lockheed também está profundamente envolvida em outros aspectos da exploração e indústria espacial, com, ao longo da história da empresa, 8 planetas visitados por espaçonaves da Lockheed Martin e mais de 300 cargas úteis de missões construídas para clientes.

Notavelmente, sua divisão espacial está atualmente trabalhando em:

Além do espaço, a Lockheed está por trás de alguns dos programas de armas mais poderosos (e caros) nos EUA, como o F-35. O avião furtivo desenvolvido em conjunto com a Northrop Grumman (NOC ) e a BAE Systems (BSP.DE ) teve um desenvolvimento problemático, mas agora está “depurado” e sendo produzido em grandes quantidades, com a demanda superando a produção.

Embora esteja ativa em todos os ramos das forças armadas, a empresa está principalmente ativa em tecnologias avançadas e aeroespaciais, com a aeronáutica representando US$ 6,2 bi de receitas no 1T de 2023, mísseis e controle de fogo US$ 2,3 bi (incluindo o HIMARS, agora famoso na Ucrânia), rotativos (helicópteros) US$ 3,5 bi, e espaço US$ 2,9 bi, totalizando vendas de US$ 15,1 bi.

A Lockheed também está ativa em defesa cibernética e sistemas navais (sistemas anti-aéreos AEGIS e mísseis anti-navio de longo alcance).

mm

Jonathan é um ex‑pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é analista de ações e escritor financeiro com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação 'The Eurasian Century'.