Parque linear na cobertura conecta edifícios residenciais no Vietnã

Pelo site Ciclovivo

As três torres serão conectadas por pontes aéreas ajardinadas.

Nas jardineiras das varandas, que cercam todos os andares dos edifícios, serão plantados bambus.

O estúdio vietnamita Vo Trong Nghia Architects revelou um projeto para um 

condomínio residencial na cidade de Ho Chi Minh, no Vietnã. A ideia consiste em 

três torres que serão conectadas por pontes aéreas na cobertura e protegidas 

da luz do Sol por faixas de bambu em suas varandas.

O condomínio Dimond Lotus está situado em uma faixa de terra entre dois rios que 

serpenteiam a cidade e desaguam no oceano. Os blocos, que terão 22 andares, serão 

ligados por um jardim e pontes equipadas com áreas de convivência e vista 

para os canais da cidade.

O condomínio, que ocupa 8.400 metros quadrados, terá 720 unidades de apartamentos – 

todos com varandas ajardinadas e acesso à cobertura. “O telhado conectado fornece 

aos moradores um grande espaço verde, o que raramente ocorre na cidade”, 

afirmam os arquitetos responsáveis.

Nas jardineiras das varandas, que cercam todos os andares dos edifícios, serão 

plantados bambus. 

A ideia é que a planta crie um filtro do sol, oferecendo sombra, luz e um 

agradável ambiente 

em cada apartamento.

“Enquanto outros empreendimentos aceleram a perda de vegetação na cidade, 

a ponte e fachada verde deste projeto são previstas não só como um conforto aos habitantes, mas também como uma contribuição para a paisagem, surgindo como 

uma tela verde na cidade,” acrescentam os arquitetos.

O estúdio Vo Trong Nghia é conhecido pelas suas aplicações de bambu na construção 

civil e do uso de vegetação em suas obras.

Ferrugem e água produzem hidrogênio solar

Redação do Site Inovação Tecnológica

O reator de hidrogênio solar é resultado da montagem de vários componentes, todos utilizando materiais de baixo custo. [Imagem: EPFL]

Hidrogênio limpo

O grande sonho da geração sustentada e limpa de energia está na utilização da energia solar para produção de hidrogênio.

Cientistas suíços agora parecem ter encontrado uma rota inusitada para realizar esse sonho.

Jeremie Brillet e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) criaram uma receita cujos ingredientes básicos são água e ferrugem, além de uma célula solar de baixo custo.

O grande foco da pesquisa estava justamente em limitar os ingredientes a materiais baratos e que possam ser usados de forma escalonada, a fim de permitir que qualquer novo processo descoberto possa ser usado em escala industrial.

"Uma equipe norte-americana conseguiu produzir hidrogênio solar com uma eficiência impressionante de 12,4%. O sistema é muito interessante de um ponto de vista teórico, mas com esse método custaria US$10.000 para produzir uma superfície de 10 centímetros quadrados," explica Kevin Sivula, orientador da pesquisa, referindo-se ao material responsável por capturar a energia solar e quebrar as moléculas da água para extração do hidrogênio.

O novo protótipo junta uma célula fotoeletroquímica, conhecida como célula de Gratzel, criada no mesmo instituto, com um material semicondutor à base de óxido.

Gerador de hidrogênio solar

O gerador de hidrogênio solar é inteiramente autocontido. Duas camadas distintas do material sintetizado por Brillet têm a tarefa de gerar elétrons quando estimuladas pela luz solar. A célula de Gratzel libera o hidrogênio, enquanto o óxido semicondutor cuida do oxigênio.

Ou seja, os elétrons produzidos pela célula solar são usados para quebrar as moléculas de água, reformando-a em oxigênio e hidrogênio.

O material usado para fazer a chamada reação de evolução do oxigênio é simplesmente óxido de ferro, ou ferrugem, um material estável e muito barato.

A eficiência do protótipo é baixa, entre 1,4% e 3,6%, dependendo da combinação de materiais usada, mas os cálculos teórico apontam para a possibilidade de se atingir 16% de eficiência.

O resultado agora obtido é um melhoramento em relação a um trabalho anterior da equipe no campo da fotossíntese artificial, quando eles usavam cobre, que é mais caro do que o ferro.

"Com o nosso conceito mais barato à base de óxido de ferro, esperamos atingir uma eficiência de 10% em poucos anos, por menos de US$ 80 por metro quadrado. A esse preço vamos ser competitivos com os métodos atuais de produção de hidrogênio," diz Sivula.

Atualmente o hidrogênio é produzido a partir da reforma do gás natural, um primo do petróleo.

Bibliografia:

Highly efficient water splitting by a dual-absorber tandem cell
Jeremie Brillet, Jun-Ho Yum, Maurin Cornuz, Takashi Hisatomi, Renata Solarska, Jan Augustynski, Michael Graetzel, Kevin Sivula
Nature Photonics
Vol.: 6, 824-828
DOI: 10.1038/nphoton.2012.265

Células solares de plástico feitas a temperatura ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica

Basta mergulhar o filme na solução de semicondutor que o processo se desenrola sozinho, a temperatura ambiente e ao ar livre. [Imagem: Christopher Moore/Georgia Tech]

Energia fotovoltaica orgânica

Uma técnica de dopagem elétrica, feita em solução e a temperatura ambiente, promete ajudar a reduzir ainda mais o custo das células solares poliméricas e demais dispositivos eletrônicos orgânicos - feitos de plástico.

Ao permitir a produção de células solares de camada única sobre uma base de plástico flexível e transparente, o novo processo pode ajudar a levar a energia fotovoltaica orgânica para uma nova geração de dispositivos portáteis e permitir a geração de energia distribuída em escala doméstica, em painéis que podem ser aplicados sobre qualquer superfície.

Doping positivo

Desenvolvida por pesquisadores de quatro instituições norte-americanas, a técnica fornece uma nova maneira de induzir o doping elétrico de tipo positivo em películas de semicondutores orgânicos. O processo envolve a imersão breve das películas numa solução a temperatura ambiente, e substitui a técnica atual mais complexa e mais cara, que requer processamento a vácuo por envolver a aplicação de camadas de óxido de molibdênio, um material muito sensível ao ar.

"Nossa esperança é que isto vá mudar o jogo para a energia fotovoltaica orgânica, simplificando ainda mais o processo de fabricação das células solares baseadas em polímeros", disse Bernard Kippelen, do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

"Nós acreditamos que essa técnica provavelmente afetará muitas outras plataformas de dispositivos em áreas como componentes eletrônicos impressos, sensores, fotodetectores e LEDs," completou o pesquisador.

Rumo ao mercado

A técnica consiste em mergulhar filmes finos de semicondutores orgânicos e suas misturas em soluções de polioxometalato (PMA e PTA) com nitrometano por um curto período de tempo - na ordem de minutos.

A difusão das moléculas de dopante nas películas durante a imersão gera uma dopagem elétrica eficiente do tipo p (positivo) a uma profundidade controlada de 10 a 20 nanômetros da superfície do filme. Em relação ao processo convencional, as regiões p apresentam uma maior condutividade elétrica e alta funcionalidade, a solubilidade no solvente de processamento é reduzida e a estabilidade à foto-oxidação pelo ar é largamente melhorada.

"A concretização de fotovoltaicos monocamada com a nossa abordagem permite que os dois eletrodos no dispositivo sejam feitos com materiais condutores de baixo custo," disse Canek Fuentes-Hernandez, membro da equipe. "Isso oferece uma simplificação dramática da geometria dos dispositivos. Embora vários estudos de vida útil e de custos ainda serão necessários para avaliar o impacto total dessas inovações, elas são certamente desenvolvimentos entusiasmantes no caminho para transformar a fotovoltaica orgânica em uma tecnologia comercial."

Bibliografia:

Solution-based electrical doping of semiconducting polymer films over a limited depth
Vladimir A. Kolesov, Canek Fuentes-Hernandez, Wen-Fang Chou, Naoya Aizawa, Felipe A. Larrain, Ming Wang, Alberto Perrotta, Sangmoo Choi, Samuel Graham, Guillermo C. Bazan, Thuc-Quyen Nguyen, Seth R. Marder, Bernard Kippelen
Nature Materials
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nmat4818

Recorde mundial em transmissão óptica é quebrado no Brasil

Com informações do CPqD 

O recorde foi batido sem o uso de equipamentos para amplificação de sinais, que representam um dos principais obstáculos à implantação de redes ópticas em locais de difícil acesso. [Imagem: CPqD/Divulgação]

Transmissão óptica coerente

Engenheiros do CPqD, em Campinas (SP), quebraram o recorde mundial na área de transmissão óptica coerente sem repetição, uma tecnologia que dispensa o uso de elementos ativos na rede para amplificação dos sinais.

A nova marca foi atingiu 400 gigabits por segundo (Gb/s) por meio de um link óptico de 403 quilômetros.

O recorde mundial já pertencia ao CPqD. Na marca anterior, estabelecida no início de 2016, a transmissão realizada pela equipe alcançou a distância de 370 quilômetros

Em ambos os casos, o recorde foi batido sem o uso de equipamentos para amplificação de sinais, sendo a instalação desses equipamentos um dos principais obstáculos à implantação de redes ópticas de comunicação em locais de difícil acesso.

"Desta vez, além de aumentar a distância, também ampliamos a capacidade da transmissão, pois utilizamos 16 canais ópticos de 400 Gb/s," explicou Jacklyn Dias Reis, responsável pela área de Tecnologias Ópticas do CPqD. Ele lembra que, na experiência anterior, foram usados apenas dez canais ópticos de 400 Gb/s.

Parcerias

O resultado dessa transmissão, que estabeleceu o novo recorde mundial nessa área, será apresentado na OFC 2017 - Optical Fiber Communication Conference, principal evento do setor de comunicações ópticas no mundo, que acontecerá entre 19 e 23 de março, em Los Angeles, nos Estados Unidos.

A apresentação será feita pelo pesquisador João Januário. Além da equipe da área de Tecnologias Ópticas do CPqD, participaram desse trabalho pesquisadores da Faculdade de Engenharia Elétrica e da Computação da Unicamp e profissionais da Corning Inc., empresa norte-americana que forneceu fibras ópticas especiais para a experiência.

"O novo recorde mundial também é fruto dessa parceria, que permitiu complementar nossos conhecimentos em transmissão óptica coerente de alta capacidade e em projetos de amplificadores ópticos, de algoritmos de processamento de sinal e de códigos corretores de erro", concluiu Jacklyn Reis.

Gerador ultra-miniaturizado de 2,5 MW vale por uma usina

Redação do Site Inovação Tecnológica

O peso do microgerador, de cerca de 200 quilogramas, parece muito elevado para uma dimensão tão pequena, mas a empresa recusou-se em dar maiores informações técnicas. [Imagem: AFRL]

Gerador de alta rotação

A empresa de tecnologia Electrodynamics Associates apresentou na semana passada nos Estados Unidos um "microgerador multi-megawatt".

O pequeno gerador ultra-miniaturizado atingiu um pico de geração de energia de 2,5 MW.

A potência, que é 10 vezes superior à marca alcançada pelos melhores geradores já demonstrados anteriormente, foi obtida por um equipamento que pesa pouco mais de 200 quilogramas.

O único detalhe técnico divulgado foi que o pico de geração de 2,5 MW foi atingido a uma rotação sustentada de 15.000 rpm (rotações por minuto).

Datacenters e aviões

"Estes geradores possuem sistemas de lubrificação e refrigeração a óleo para otimizar a potência e reduzir o peso total," afirmou a empresa, durante a apresentação do microgerador.

Devido aos segredos industriais, a empresa não deu maiores detalhes sobre esses sistemas e se recusou a responder questões sobre o mecanismo de ímãs permanentes utilizado.

A empresa afirmou que os microgeradores serão úteis para compor sistemas de geração de eletricidade de emergência para empresas que possuam múltiplos datacenters e para abastecer aeronaves cujos equipamentos tenham grandes exigências de energia.

Mas as possibilidades vão muito além. O conceito de redes de distribuição inteligentes, por exemplo, contempla o surgimento de pequenos fornecedores de energia que, munidos de um gerador multi-megawatt como este, já não serão tão pequenos assim.

Minifábrica solar para a Terra, Lua ou Marte

Redação do Site Inovação Tecnológica

Os "veios" na folha artificial são microcanais onde os reagentes podem ser bombeados. [Imagem: Bart van Overbeeke]

Folha artificial

Já imaginou produzir compostos químicos - de medicamentos a combustíveis - de forma sustentável e barata, em qualquer lugar que você esteja, seja em um vilarejo remoto sem recursos, na Lua ou em Marte?

A proposta de Dario Cambié e colegas da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, é um tanto ambiciosa, mas a equipe acredita ter algo para mostrar que dá motivos para acreditar que essa é uma possibilidade real.

Eles construíram um biorreator que é uma verdadeira minifábrica química, que pode ser configurada para produzir virtualmente qualquer composto - e alimentada apenas por energia solar.

Assim, construir o biorreator no formato de uma folha não foi um mero capricho: além de uma decoração bastante adequada aos argumentos futurísticos que a equipe pretende demonstrar, o dispositivo executa uma espécie de fotossíntese artificial.

Minifábrica química

A dificuldade em sintetizar produtos químicos usando a energia solar é que a luz disponível gera pouca energia para iniciar as reações. É claro que isso não é um problema para a natureza, onde moléculas nas folhas funcionam como antenas para captar a energia da luz solar e a dirigir para os centros de reação, onde ela é suficiente para realizar as reações químicas que dão à planta o seu alimento - esta é a essência da fotossíntese.

Cambié e seus colegas se valeram de uma classe bastante recente de materiais, conhecidos como "concentradores solares luminescentes" (CSL), que imitam bem as antenas moleculares das folhas.

Os CSL foram usados em combinação com a tecnologia microfluídica, onde os fluidos que se deseja reagir são bombeados através de uma série de microcanais, podendo ser dirigidos para executar reações em sequência ou em paralelo.

Com esta combinação - sobretudo a grande área de contato entre o líquido e os fótons, graças à distribuição do fluido pelos microcanais - foi possível direcionar a luz solar para que ela entre em contato com as moléculas no líquido com uma intensidade alta o suficiente para gerar as reações químicas.

"Mesmo um experimento em um dia nublado demonstrou que a produção química é 40% maior do que em um experimento semelhante sem o material CSL," contou o professor Timothy Noel. "Ainda vemos muitas possibilidades de melhoria. Nós agora temos uma ferramenta poderosa à nossa disposição que permite a produção sustentável, baseada em energia solar, de produtos químicos valiosos, como medicamentos ou defensivos agrícolas."

Bibliografia:

A Leaf-Inspired Luminescent Solar Concentrator for Energy-Efficient Continuous-Flow Photochemistry
Dario Cambié, Fang Zhao, Volker Hessel, Michael G. Debije, Timothy Noel
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.201611101

Turbina inovadora gera energia barata com ondas do mar

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O protótipo para testes tem 42 metros de comprimento e 80 toneladas. [Imagem: Opera/Luis Angel Gomez]

Energia das ondas

Começou, no litoral da Espanha, o teste de mais uma tecnologia objetivando gerar eletricidade limpa e sustentável explorando as ondas do mar.

O projeto Opera, financiado pela União Europeia, lançou ao mar o primeiro protótipo do gerador Marmok, um novo tipo de gerador cujas turbinas podem gerar até 30 kW cada uma. O segundo protótipo deverá ser ancorado no mesmo local em 2017.

O dispositivo é descrito por seus idealizadores como um "absorvedor pontual" baseado no princípio da coluna de água oscilante - a força vem das ondas do mar, mas as turbinas são giradas por ar.

Trata-se de uma grande boia flutuante, com 5 metros de diâmetro, 42 metros de comprimento e 80 toneladas de peso. A boia, que acomoda duas turbinas com capacidade nominal de 30 kW, fica quase inteiramente submersa.

A força vem das ondas do mar, mas as turbinas são giradas por ar. [Imagem: Opera/Divulgação]

As ondas capturadas criam uma coluna de água dentro da estrutura central da boia, estrutura esta que se move como um pistão pelo movimento de ida e volta das ondas, comprimindo e descomprimindo o ar em uma câmara na parte superior do dispositivo.

O ar é então expelido pelo topo, onde é aproveitado por uma ou mais turbinas, cuja rotação aciona o gerador de eletricidade.

"Este projeto colaborativo europeu de demonstração da energia das ondas irá produzir dados importantes, que permitirão a próxima fase de comercialização da produção de energia a partir do oceano," disse Lars Johanning, da Universidade de Exeter e principal pesquisador do projeto.

O projeto vai aproveitar os sistemas de amarração compartilhados usados há muito tempo nas fazendas de aquicultura, onde reduzem os custos de ancoragem em quase 50%. [Imagem: Opera/Divulgação]

A propósito, um dos grandes argumentos da equipe é que este dispositivo deverá produzir eletricidade a um custo muito baixo - eventualmente o menor custo dentre os vários projetos de geração de energia no mar atualmente em testes na Europa, envolvendo exploração das ondas, das marés e das correntes oceânicas.

A grande diferença é que trata-se de um projeto público, com dados compartilhados entre pesquisadores de várias universidades, enquanto a maioria dos outros testes são empreendimentos privados, o que torna virtualmente impossível dispor de dados confiáveis que permitam comparar as diversas tecnologias e traçar planos de longo prazo para a geração sustentável de energia.

As turbinas ficam na horizontal, acima da coluna d'água, facilitando muito a manutenção. [Imagem: Opera/Divulgação]

No geral, o projeto Opera pretende desenvolver tecnologias que permitam uma redução de 50% nos custos operacionais em mar aberto, acelerando assim o estabelecimento de padrões internacionais e reduzindo as incertezas tecnológicas e os riscos técnicos e empresariais para adoção da tecnologia em larga escala.

Para repovoar a Amazônia, Peru liberta milhares de tartarugas

Pelo site Pensamentoverde

Programa vai devolver 37 mil tartarugas taricaya ao seu habitat natural

Projeto tem a meta de libertar 500 mil tartarugas.

Milhares de espécie nos últimos cem anos foram extintas ou ameaçadas de extinção, devido ao desmatamento, ao tráfico de animais e à poluição que a cada dia aumentam mais. Porém, governos de diversos países estão aos poucos tentando recuperar essas espécies e trazê-las de volta às florestas, lagoas e mares.

O Peru é um desses países. Aproximadamente 37 mil filhotes de tartaruga taricaya (conhecida no Brasil como tracajá) estão previstas para serem soltas na Amazônia Peruana por voluntários e autoridades ambientais, segundo o Serviço Nacional de Áreas Naturais Protegidas (Sernanp). Essa espécie, que já esteve ameaçada de extinção, poderá retornar ao seu habitat natural gradualmente para auxiliar no repovoamento. O plano é liberar 500 mil até o final do ano.

A espécie começou a ser libertada em meados de outubro, em uma zona protegida da bacia hidrográfica do rio Amazonas, no nordeste do Peru, e continuará até meados de novembro.

O sistema de repovoamento tem o objetivo de recolher e selecionar os ovos das tartarugas e transferi-los das praias naturais dos rios amazônicos para as praias artificiais criadas pelo Sernanp, onde serão incubados artificialmente durante 70 dias até o seu nascimento para então serem liberadas nos lagos e lagoas da Amazônia.

Antigamente essas espécies eram encontradas em excesso nos rios da região, mas devido ao aumento progressivo da superexploração e do desmatamento, elas foram desaparecendo de forma gradativa. Essa espécie é classificada pelo governo do Peru como “vulnerável”.

Esse programa libera cerca de 1 milhão de filhotes para o seu habitat natural por ano, ajudando as espécies a ingressar novamente na natureza.

Planeta Terra pode estar até 7,3oC mais quente até o fim do século

Pelo site Ciclovivo



Para chegar a esta conclusão, os cientistas analisaram dados da história terrestre pelos últimos 784 mil anos.





Para a maior parte da comunidade científica, o aumento limite de 2oC seria o máximo para evitar mudanças catastróficas.

De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), até o fim do século as temperaturas globais podem subir até 4,8oC. No entanto, um novo estudo, feito por cientistas da Universidade do Havaí e publicado na revista científica Science Advances, desenha um cenário ainda pior. Para os pesquisadores, se as emissões de gases de efeito estufa continuarem nos padrões atuais, até 2100 o mundo pode estar até 7,3oC mais quente.

O estudo estabelece uma margem de aquecimento que vai dos 4,8oC, estabelecidos pelo IPCC, até 7,35oC, colocando como mais provável o aumento de 5,9oC. Para chegar a essa conclusão, os cientistas analisaram dados da história terrestre pelos últimos 784 mil anos, além de cruzar as informações com simulações computacionais.

Mesmo que o aquecimento fique dentro do mínimo previsto, os pesquisadores acreditam que nós correríamos riscos de segurança alimentar (mais do que já acontece atualmente), cidades costeiras seriam alagadas, a umidade do ar seria tão alta que as pessoas não conseguiriam passar muito tempo em áreas abertas e os impactos severos ao ecossistema poderiam ocasionar extinções em massa.

Mesmo que a expectativa não seja muito positiva, os cientistas continuam acreditando que é preciso haver mudanças e esforços para impedir que as temperaturas aumentem nas proporções esperadas. Segundo o IPCC, e a maior parte da comunidade científica, o aumento limite de 2oC seria o máximo para evitar mudanças catastróficas. Apesar de ser um número difícil de ser respeitado, Tobias Friedrich, principal autor do estudo, diz que é preciso manter os esforços.

“Sim, as projeções para o futuro são muito alarmantes, especialmente para o cenário normal, mas, podemos mudar de rimo. Temos uma boa chance de aliviar algumas consequências das mudanças climáticas e evitar alguns de seus efeitos devastadores”, disse o pesquisador ao site Fast Co.Exist.

“Do ponto de vista pessoa, acredito profundamente que simplesmente não temos o direito de desistir. Nossos filhos e netos terão que viver com as consequências das decisões que tomamos e das ações que tomamos”, finalizou Friedrich.

NASA começa a testar avião supersônico em túnel de vento

Redação do Site Inovação Tecnológica

Os testes serão realizados em vários túneis de vento, cada um com capacidade levar os modelos ao seu limite em diferentes aspectos. [Imagem: NASA]

Modelos supersônicos

A NASA e a Boeing estão realizando uma série de testes com dois modelos de aviões supersônicos.

Os aviões estão sendo projetados para superar a barreira do som sem produzir o estrondo característico, conhecido como boom sônico.

Foram construídos dois modelos, que estão sendo testados em túneis de vento.

O primeiro deles, visto na foto, possui sensores destinados a avaliar as forças e as ondas geradas com o avião em diversas inclinações, laterais e frontais, e até de cabeça para baixo.

O segundo modelo, um pouco menor, possui sensores para detectar as pressões fora do corpo do avião, que resultam na onda de choque propriamente dita, que causa o estrondo.

Os testes serão realizados em vários túneis de vento, cada um com capacidade levar os modelos ao seu limite em diferentes aspectos.

Estrondo supersônico

Existem vários projetos de aviões supersônicos em andamento, mas nenhum deles receberá aprovação para voar sobre áreas continentais se o problema do boom sônico não for eliminado.

A explosão sônica produz uma onda de choque capaz não apenas de quebrar janelas, mas eventualmente de colocar estruturas metálicas em ressonância, com graves consequências.

Mas bastaria o susto da explosão sobre o motorista de um carro para produzir vítimas fatais em um acidente. É por isso que os engenheiros trabalham tão arduamente na eliminação do problema.

Uma das razões do Concorde nunca ter-se tornado um sucesso de vendas é que ele só podia atingir a velocidade supersônica sobre o oceano, o que restringia suas operações a um número pequeno de rotas.

Nova forma de propulsão atingirá 10% da velocidade da luz e poderá levar a humanidade às estrelas

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Conceito de uma nave alimentada pelo motor Mini-Mag Orion.[Imagem: Roger Lenard/Dana Andrews]

Acabamos de comemorar 30 anos de bons serviços prestados à ciência e à exploração espacial pelas duas sondas espaciais Voyager. Mas, se levamos décadas para atingir apenas a fronteira do nosso próprio Sistema Solar, quando então poderemos explorar as galáxias?

Motores espaciais

Enquanto não aprendemos a manipular a teia do espaço-tempo, continuamos a fazer avanços importantes nos motores das naves espaciais. Já conseguimos construir motores de foguetes com controle da queima de combustíveis líquidos. Mais promissores ainda são os motores iônicos, planejados há décadas, mas só agora sendo utilizados em missões reais. Ainda assim, continuamos falando de missões apenas no interior do nosso Sistema Solar, com vôos durando décadas e, ainda assim, dependendo de trajetórias bem definidas, que aproveitam a aceleração dos campos gravitacionais dos planetas que vão ficando pelo caminho.

Propulsão a laser

A conclusão é óbvia: se quisermos dar início a uma exploração espacial realmente em larga escala precisamos de novas tecnologias. Há inúmeras propostas, todas elas dentro de nossa capacidade de entendimento das teorias, mas igualmente todas ainda longe das possibilidades técnicas de nossa engenharia. Dentre essas novas formas de propulsão, têm merecido destaque aquelas que defendem a utilização de naves alimentadas pela energia de um poderosíssimo raio laser, disparado da Terra - a chamada propulsão a laser.

Ainda estaríamos ligados umbilicalmente à Terra natal mas, em comparação com as naves e sondas atuais seria como sairmos de um andador de criança para um carro último tipo. Teríamos uma capacidade de navegação pelo Sistema Solar que faria delirar os cientistas e viabilizaria pesquisas hoje inimagináveis. E poderíamos realmente chegar a outras estrelas, ainda que com naves não tripuladas.

Propulsão híbrida laser-atômica

Agora há outra alternativa, como um potencial aparentemente superior. Os pesquisadores Dana Andrews e Roger Lenard desenvolveram o conceito de um novo tipo de propulsão chamado de MiniMag, a sigla de Miniature Magnetic Orion. O projeto Orion original desenvolveu a ideia de uma nave espacial impulsionada por sucessivas detonações nucleares.

Os pesquisadores juntaram essa ideia com a teoria da propulsão a laser, criando um tipo de propulsão híbrida que, segundo eles, poderá viabilizar a exploração interestelar a curto prazo e sem depender de novas descobertas científicas disruptivas, que possam trazer para a realidade a utilização de outros caminhos, como as fendas espaciais e os vôos de dobra.

Combustível disparado por laser

A espaçonave teria um motor atômico mas precisaria levar apenas uma pequena quantidade de combustível nuclear. O restante do combustível seria arremessado até ela na forma de minúsculas partículas carregadas pelo feixe de raio laser. As sondas espaciais Voyager também possuem motores atômicos, mas a nova proposta fala de um tipo de motor atômico totalmente novo, no qual as detonações aconteceriam no interior de um reator de compressão magnética. Ainda não temos tecnologia para construir um reator assim, mas as experiências que os cientistas fizeram na Máquina Z comprovam que o conceito é viável.

Reator atômico com compressão magnética

A tecnologia de compressão magnética reduziria drasticamente o tamanho da nave, tanto em relação à nave prevista pelo projeto Orion original, quanto em relação à propulsão a laser original. As pequenas partículas de combustível seriam comprimidas no interior do campo magnético até atingir uma altíssima densidade, quando então seriam detonadas. O plasma resultante da explosão seria dirigida para o exterior por um bocal também magnético, gerando o empuxo que poderia levar a espaçonave às estrelas.

10% da velocidade da luz

Segundo os pesquisadores, uma espaçonave assim seria capaz de atingir 10% da velocidade da luz. O suficiente para revolucionar a exploração de nosso Sistema Solar e de suas vizinhanças e até mesmo para atingir as estrelas mais próximas. Com a vantagem de que se baseia nos conhecimentos da Física atual, não dependendo de nenhuma revolução do conhecimento. Eles acreditam que a tecnologia necessária para viabilizar sua idéia poderá estar ao nosso alcance ainda neste século.

Matuzalem

Mas, como todos os bons visionários, eles não param na fronteira do possível. Estimando os avanços na biologia e na medicina, que farão com que o homem tenha um tempo de vida muito superior ao atual, segundo eles, é concebível popular a galáxia em ciclos de expansão de 60 a 90 anos-luz.

Se ficarmos apenas com a nave que eles propõem construir, viajando a 10% da velocidade da luz, isso equivale a dizer que as tripulações e os colonizadores das galáxias viajando a bordo dessas espaçonaves de conquista de novas planetas deveriam superar Matuzalem e viverem mais de 900 anos. Mas eles não têm pressa, e afirmam que isso poderá acontecer dentro de quatro ou cinco mil anos.

Bibliografia:

Use of Mini-Mag Orion and superconducting coils for near-term interstellar transportation
Roger X. Lenard, Dana G. Andrews
Acta Astronautica
June-August 2007
Vol.: 61, Issues 1-6, Pages 450-458
DOI: 10.1016/j.actaastro.2007.01.052

Cientistas calculam data do fim do Universo

Baseado em texto de Zhang Xin

Além da duração prevista do Universo, os cientistas chineses calcularam os eventos finais desse apocalipse cósmico. [Imagem: Lynette Cook/NASA]

Questões fundamentais

A energia escura compõe cerca de 70% do conteúdo atual do Universo.

Por decorrência, é esse mesmo componente desconhecido que detém a chave para o destino final do nosso Universo.

Por milênios, os seres humanos têm ponderado sobre duas questões fundamentais: "De onde viemos?" e "Para onde vamos?", questões que têm estimulado debates filosóficos e teológicos.

Graças ao rápido desenvolvimento da cosmologia nas últimas três décadas, os cientistas também obtiveram algumas pistas importantes para arriscar algumas respostas a essas perguntas.

É o que um grupo de cientistas chineses está tentando fazer agora.

Uma simulação do Universo chamada DEUS está tentando desvendar como o Universo veio do início até hoje. [Imagem: Deus Consortium]

Grande Ruptura

O modelo padrão "Inflação + Big Bang quente" foi desenvolvido para explicar a origem do Universo.

No entanto, para prever o destino final do Universo, os pesquisadores perceberam que a chave está na natureza da energia escura.

Na ausência de um consenso sobre o que seja a energia escura, uma descrição fenomenológica do parâmetro w da equação de estado da termodinâmica - a relação entre a pressão e a densidade da energia escura - pode fornecer um bom caminho para investigações sobre a dinâmica da energia escura, ou de como ela se comportará ao longo do tempo.

Em particular, se w for menor do que -1 (w < -1) em algum momento no futuro, a densidade da energia escura vai crescer até o infinito em um tempo finito, e sua repulsão gravitacional vai rasgar todos os objetos no Universo.

Essa "Grande Ruptura" - uma espécie de apocalipse cósmico - é o foco principal da análise de Li XiaoDong e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China: "Queremos inferir, a partir dos dados atuais, qual seria o pior destino para o Universo," escreveram eles.

Para prever esse destino trágico, é importante escolher uma parametrização adequada, que cubra toda a história da expansão geral do Universo.

A mais popular, a parametrização Chevallier-Polarski-Linder (CPL), na verdade não é adequada para prever a evolução futura do Universo porque nela w irá divergir quando o parâmetro de desvio para o vermelho se aproximar de -1.

Assim, os autores lançaram mão de uma parametrização livre de divergências, chamada parametrização Ma-Zhang (MZ), para prever a evolução do Universo.

Quanto tempo falta para o fim do mundo?

Uma das questões mais intrigantes é: "Se houver um apocalipse final, quão longe estamos dele?"

Depois de restringir o espaço do parâmetro MZ através de uma técnica Monte Carlo via Cadeias de Markov, os autores concluíram que, usando os atuais dados observacionais, o fim do Universo pode ser expresso pela fórmula:

Contudo, para o nível de confiança de 95,4%, os dados indicam outro resultado:

"Em outras palavras, na pior das hipóteses (95,4% CL), o tempo restante antes do Universo acabar em uma Grande Ruptura é de 16,7 bilhões de anos", disseram os autores.

Quintessência é uma forma hipotética de energia escura, proposta como sendo a quinta força fundamental. Phantom é uma forma hipotética de energia escura quando a equação de estado permanece fica menor do que -1. E quintom é um cenário traçado nessa hipótese de w < -1. [Imagem: XiaoDong et al.]

O que ocorrerá antes do fim do mundo?

Assim, o parâmetro de espaço restrito indica que é muito provável que, no futuro, w será menor do que -1.

Se assim for, pode-se fazer outra pergunta interessante: "Qual será o destino dos objetos do Universo unidos gravitacionalmente, como galáxias e estrelas?"

Na verdade, se w de fato se tornar menor que -1, a repulsão gravitacional da energia escura vai aumentar continuamente até superar todas as forças que mantêm coesos os objetos celestes - e todos os objetos celestes serão dilacerados.

Nenhum objeto escaparia desse destino. Obviamente, sistemas mais fortemente ligados teriam alguma sobrevida.

Utilizando a parametrização MZ, os autores especularam sobre uma série de possíveis consequências antes desse dia do juízo final cósmico.

Por exemplo, para a pior situação - o limite inferior 95,4% CL -:

• a Via Láctea será dilacerada 32,9 milhões de anos antes da Grande Ruptura;
• dois meses antes do fim do mundo, a Terra será arrancada do Sol;
• cinco dias antes do dia do juízo final, a Lua será arrancada da Terra;
• o Sol será destruído 28 min antes do fim do tempo;
• e, 16 min antes do fim definitivo, a Terra vai explodir.

Ou seja, embora estejamos literalmente no escuro sobre as propriedades dinâmicas da energia escura, uma coisa fica clara: teremos pela frente um futuro mais duradouro do que o passado que deixamos para trás.

Bibliografia:

Dark energy and fate of the Universe
Li XiaoDong, Wang Shuang, Huang QingGuo, Zhang Xin, Li Miao
SCIENCE CHINA Physics,Mechanics & Astronomy
Vol.: 55 No. 7: 1330-1334
DOI: 10.1007/s11433-012-4748-z