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Entre todos os problemas que astronautas podem ter, telefonar do espaço é um que poucas pessoas pensam sobre.
Esses profissionais que explorarem estrelas e galáxias distantes a uma velocidade próxima à da luz podem enfrentar desafios na comunicação com a Terra.
Conforme indicado por uma pesquisa recente, a recepção de mensagens só seria possível após a chegada da nave ao destino, excluindo um breve período após o lançamento.
Leis da física
Quando lidamos com comunicações em velocidades próximas à da luz, as leis da física se tornam obstáculos significativos.
Embora na Terra o intervalo entre o envio e o recebimento de uma mensagem seja quase imperceptível, distâncias maiores introduzem complicações. Por exemplo, um satélite que orbita Marte pode demorar de 5 a 20 minutos para se comunicar com a NASA.
Enquanto isso, a sonda Voyager 1, atualmente no meio interestelar a mais de 24 bilhões de quilômetros da Terra, levaria mais de 22,5 horas para receber uma mensagem.
Os desafios da comunicação de longo alcance tornam-se ainda mais complexos quando a nave espacial com a qual se tenta interagir está se deslocando a uma velocidade próxima à da luz, conforme apontado em um recente artigo no arXiv.
Embora as viagens a essa velocidade sejam coisa de ficção científica, é válido considerar que situações impossíveis podem se tornar possíveis com a tecnologica. Afinal, apenas 66 anos separam o pioneiro voo motorizado nos EUA em 1903 dos primeiros passos da humanidade na Lua em 1969.
Diante dessa rápida evolução, quem pode prever o que seremos capazes de realizar nos próximos séculos?
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Desafio
Em antecipação a esse potencial futuro, os pesquisadores do estudo arXiv se propuseram a analisar os desafios de comunicação que poderiam surgir para as naves espaciais viajando a velocidades próximas à da luz.
O estudo considerou dois cenários de missão distintos. Neles, a espaçonave enviaria mensagens enquanto se deslocava de um ponto de lançamento para um local de pouso distante.
O primeiro cenário explorou o destino solitário de uma nave espacial sujeita a uma aceleração constante e interminável. Entretanto, a segunda missão, mais realista, envolvia uma nave acelerando na primeira metade de sua jornada antes de desacelerar em preparação para o pouso.
Em ambas as situações, as comunicações trocadas entre a espaçonave e a Terra são codificadas em fótons. Essas partículas de luz viajam à velocidade constante da luz (670.616.629 milhas por hora) no vácuo do espaço, de acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein.
Esse limite de velocidade cósmica, aliado a outros efeitos relativísticos, apresenta desafios significativos para as naves estelares viajando a velocidades próximas à da luz ao tentar estabelecer contato com a civilização que deixaram para trás.
De acordo com os cálculos dos pesquisadores, uma espaçonave com aceleração constante seria capaz de telefonar do espaço nas fases iniciais da missão.
Contudo, a latência do sinal aumentaria até que a tripulação atingisse um ponto de “horizonte de eventos”.
Após esse ponto, os fótons enviados do local de lançamento nunca seriam detectados pela espaçonave em viagem, deixando-a isolada enquanto avança pelo vazio do espaço.
Segundo exemplo
A segunda alternativa proposta, que seria mais realista, é ainda mais complexa de avaliar.
Nesse cenário, a nave em partida poderia receber comunicações do ponto de origem por um período relativamente curto, antes de ser mergulhada em um blecaute de comunicação.
Após esse ponto, tentar telefonar do espaço do local de origem não teria receptação pela nave até que ela alcançasse seu destino.
Enquanto isso, a espaçonave teria a capacidade de enviar transmissões unidirecionais para o local de lançamento e receber mensagens de seu destino final durante a missão. Entretanto, as mensagens para o destinatário da nave só chegariam pouco antes da chegada da própria nave.
A natureza relativa da passagem do tempo adicionaria outra camada de complexidade às viagens interestelares.
Experimentos demonstraram que o tempo se desloca de maneira distinta dependendo da localização no universo e das atividades em curso.
Por exemplo, relógios próximos a objetos celestes extremamente massivos ou instalados em uma nave espacial viajando próxima à velocidade da luz parecem operar mais lentamente.
A comparação é de um relógio mantido por um observador externo posicionado em um local relativamente estacionário no vazio do espaço.
Esse fenômeno, conhecido como dilatação do tempo, está constantemente em ação, embora seja praticamente imperceptível em situações cotidianas na Terra.
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Possibilidade de telefonar do espaço
No entanto, em uma espaçonave movendo-se a uma fração da velocidade da luz, a dilatação do tempo, juntamente com outros efeitos, poderia distorcer as comunicações recebidas, esticando ou comprimindo-as dependendo do emissor ou receptor das mensagens.
Além disso, esse fenômeno resultaria em menos passagem de tempo para os astronautas a bordo da espaçonave em alta velocidade do que para aqueles que tripulavam um posto avançado em um planeta.
As questões destacadas no documento sugerem que uma missão robótica autônoma seria mais viável do que uma missão tripulada. Afinal, os efeitos do isolamento da civilização na Terra teriam maior percepção em uma tripulação humana durante períodos prolongados de interrupção de comunicação.
Durante os breves períodos em que a comunicação é possível com o ponto de origem, os longos tempos de espera para telefonar do espaço as comunicações bidirecionais desafiadoras, para dizer o mínimo.
Em vez disso, os autores do estudo sugerem que as missões poderiam depender de comunicações unilaterais.
Fonte: IGN Brasil
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