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Cientistas sugerem construir escudo espacial para nos proteger de tempestades solares
3 de outubro de 2017 @ 09:57
A cada 100 anos ou mais, o nosso Sol emite um grande sopro que envia uma intensa onda de partículas carregadas em direção à Terra. Isso não foi um problema no passado, mas nossa civilização de alta tecnologia é agora preocupantemente vulnerável a estas tempestades solares. Um novo estudo quantifica os riscos econômicos colocados por estas tempestades solares extremas, ao mesmo tempo que propõe uma solução super-futurista para o problema: um escudo do tamanho da Terra – construído no espaço sideral.
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O termo "tempestade solar" é usado para identificar os vários males que o Sol pode lançar em nossa direção, incluindo raios-x, partículas carregadas e plasma magnetizado. Em 1859, uma série de poderosas ejeções de massa coronal (CMEs na sigla em inglês) atingiu o nosso planeta de frente, interrompendo estações de telégrafo e causando interrupções de comunicação generalizadas. Se tivéssemos sido atingidos por uma tempestade solar igualmente poderosa hoje em dia, o evento derrubaria satélites e redes elétricas, interrompendo as comunicações globais, transporte e cadeias de fornecimento. As perdas totais em todo o mundo poderiam chegar a até US$ 10 trilhões, e a recuperação levaria muitos anos.
Não temos ideia de quando o próximo evento Carrington pode acontecer, mas um artigo de 2012 propôs uma chance de 10% de acontecer na próxima década. Na verdade, assim como uma cidade propensa a terremotos que fica em cima de um par de conflitantes linhas em uma placa tectônica, é apenas uma questão de tempo até que o nosso planeta seja atingido pelo próximo evento. E para piorar as coisas, estamos nos tornando cada vez mais vulneráveis a eles, devido aos avanços tecnológicos constantes.
Impactos econômicos e viabilidade
Um novo artigo escrito por Manasvi Lingam e Avi Loeb do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics é o primeiro a considerar os impactos econômicos de uma tempestade solar considerável no futuro, quando a nossa dependência da tecnologia será muito maior do que é hoje. Além disso, os autores propõem uma estratégia para mitigar os efeitos – e não estão pensando pequeno. Lingam e Loeb dizem que devemos construir um escudo maciço no espaço, e que os custos seriam muito mais baixos do que ter de lidar com as consequências de uma tempestade solar. Os pesquisadores chegam a argumentar que civilizações extraterrestres avançadas provavelmente já teriam feito isso, e que devemos procurar esses escudos como uma maneira de detectar alienígenas.
O novo artigo está sendo considerado para publicação no Astrophysical Journal Letters.
Para ajudar com o seu modelo econômico, Lingam e Loeb levaram em conta dois importantes pressupostos. Em primeiro lugar, quanto maior o tempo entre poderosas explosões solares, mais poderosas elas vão ser. Em segundo lugar, a nossa civilização vai experimentar crescimentos exponenciais em tecnologia e Produto Interno Bruto (PIB) nas próximas décadas.
"Prevemos que dentro de cerca de 150 anos, haverá um evento que cause danos comparáveis ao PIB atual dos Estados Unidos de aproximadamente US$ 20 trilhões, e os danos aumentarão exponencialmente em momentos posteriores, até o desenvolvimento tecnológico saturar [ou seja, quando o desenvolvimento tecnológico, finalmente, começar a ser mais lento e ser distribuído globalmente]", disse Loeb ao Gizmodo. "Uma previsão dessas não foi testada antes".
Com essas perdas catastróficas potenciais em mente, Lingam e Loeb recorrem a soluções potenciais. Sem muita surpresa, as estratégias propostas não são sutis, mas das três soluções consideradas, apenas uma foi considerada viável pelos pesquisadores.
"[Algumas] soluções dependem de blindagem colocando objeto(s) físico(s) entre a Terra e o Sol. Isso não iria funcionar, já que a massa seria enorme e pode bloquear a luz do sol", disse Lingam ao Gizmodo. "Da mesma forma, pode-se usar campos elétricos em vez de campos magnéticos. No entanto, o problema é que o campo elétrico irá repelir partículas positivas, mas vai atrair as partículas negativas. Por isso, sugerimos que blindagem magnética seja relativamente a mais viável".
Uma ilustração do defletor magnético proposto (não desenhada em escala). (Imagem: Lingam e Loeb, 2017)
Este "defletor magnético" do tamanho da Terra seria colocado no ponto de Lagrange L1 entre a Terra eo Sol, há uma distância de cerca de 329 mil quilômetros da superfície do nosso planeta. Ele agiria como um circuito de corrente, e desviaria partículas nocivas do Sol de volta para o espaço. Os pesquisadores dizem que a quantidade necessária de força defletora é relativamente pequena, e que já tem grande parte da tecnologia necessária para tornar isso possível. O grande desafio, dizem, será a escalá-lo até o seu tamanho superestrutural.
"O projeto de engenharia relacionado poderia levar algumas décadas para ser construído no espaço", disse Loeb. "O custo para levar a infraestrutura necessária para o espaço (pesando 100 mil toneladas), provavelmente [custaria em torno de] centenas de bilhões de dólares, muito menos do que o esperado dano [da tempestade solar] dentro de um século."
Os autores dizem que o preço do defletor magnético é comparável ao custo total da Estação Espacial Internacional, e que é cerca de três a quatro ordens de magnitude mais barato do que o PIB global atual – ou o dano econômico atual a partir de uma tempestade solar em cerca de 100 anos. Mas isso se nós usarmos o material da Terra. Pode fazer mais sentido econômico construir a superestrutura usando materiais extraídos do cinturão de asteróides.
"Concordo plenamente que o risco e dano econômico de erupções solares é muito grande e deve ser mitigado – imagine a situação atual em Puerto Rico, mas em todo o mundo", disse Anders Sandberg, um pesquisador que trabalha para o Future of Humanity Institute da Universidade de Oxford, uma parte da Oxford Martin School, em entrevista para o Gizmodo. "No entanto, eu não estava convencido em seu modelo econômico… Parecia haver muitas suposições arbitrárias. Em particular, a vulnerabilidade da economia mundial pode tanto aumentar como diminuir, por exemplo, se vamos construir uma rede elétrica mais modular e flexível".
Quanto à solução prescrita – o defletor magnético – Sandberg diz que é basicamente um "campo magnético reserva", e, como um problema de engenharia de escalas gigantes, "não muito assustador".
"Apenas uma volta do tamanho da Terra de um fio de cobre de um centímetro de espessura pesa 100 mil toneladas e, presumivelmente, alimentado por uma usina de energia solar de 1 TW [deve resolver]", disse Sandberg, que não estava envolvido no novo estudo. "Não parece estar tão longe do que podemos fazer atualmente (tirando a usina de energia solar). Mas não vai ser tão barato como eles calcularam já que o grande custo é provável que seja do sistema de energia e instalação, não a fiação. Agora, reduzir o risco da tempestade solar vale muito, mas eu duvido que isso por si só vá ser rentável. Como parte da industrialização espaço sim, mas por outro lado eu suspeito que redes de energia mais inteligentes dão mais segurança por dólar".
Com as preocupações de Sandberg ou não, um defletor magnético gigantesco faz muito sentido, especialmente para uma civilização tecnológica consideravelmente mais avançada do que a nossa. E de fato, é concebível que algumas civilizações alienígenas hipotéticas tenham feito isso já. Seria sensato, argumentam Loeb e Lingam, procurarmos sinais desses escudos como uma maneira de detectar civilizações extraterrestres. Poderíamos fazê-lo usando o método de trânsito, a técnica de detecção de exoplanetas que visa observar tais objetos quando eles eclipsam suas estrelas hospedeiras do nosso ponto de vista aqui da Terra.
"A marca [resultante] poderia ser mudanças no brilho da estrela hospedeira devido à ocultação (comportamento semelhante ao da estrela de Tabby) se a estrutura for grande o suficiente", disse Loeb. "A situação poderia ser semelhante às esferas Dyson, mas em vez de colher a energia da estrela [como uma esfera de Dyson hipoteticamente faria], o propósito da infraestrutura é proteger uma civilização tecnológica em um planeta dos flashes de sua estrela mãe".
Andrew Siemion, Diretor de Berkeley SETI Research Center e investigador principal no programa Breakthrough Listen, diz que a nossa profunda dependência eletrônica criou uma suscetibilidade especial para eventos de erupções estelares, e que Loeb e Lingam tem a ideia certa.
"De fato, poderíamos um dia tentar mitigar esses eventos usando 'astroengenharia' de grande escala e, em determinadas circunstâncias estas estruturas poderiam ser detectáveis a distâncias interestelares," Siemion disse ao Gizmodo. "Esta é uma experiência de pensamento fascinante, e é exatamente o tipo de pensamento que os cientistas do SETI devem continuamente se envolver conforme procuramos identificar as tecnologias em uma ampla variedade de encarnações".
Os autores do novo estudo estão certos em levantar a perspectiva das tampestades de energia solar como uma importante questão pública. Quando se trata de mitigação de riscos naturais existenciais ou catastróficos, nossa atenção tende a ser focado em impactos de asteróides. O problema é que as tempestades solares acontecem com muito mais frequência, por isso seria uma boa ideia para começar a pensar em estratégias de mitigação praticamente imediatamente. Um defletor de energia solar pode ser uma solução sensata (no futuro), mas como Sandberg aponta, também seria inteligente construir uma infraestrutura tecnológica que seja imune a flashes nocivos do sol. Quanto mais ângulos usarmos para abordar o problema, melhor.