No filme de ficção científica chinês The Wandering Earth, lançado recentemente no Netflix, a humanidade tenta mudar a órbita da Terra usando enormes propulsores para escapar do sol em expansão - e evitar uma colisão com Júpiter.
O cenário pode um dia se tornar realidade. Em cinco bilhões de anos, o sol ficará sem combustível e se expandirá, provavelmente engolindo a Terra. Uma ameaça mais imediata é um apocalipse do aquecimento global. Mover a Terra para uma órbita mais ampla pode ser uma solução - e é possível em teoria.
Mas como podemos fazer isso e quais são os desafios de engenharia? Por uma questão de argumento, vamos supor que pretendemos mover a Terra de sua órbita atual para uma órbita 50% mais distante do Sol, semelhante à de Marte.
Desenvolvemos técnicas para mover pequenos corpos - asteróides - de sua órbita há muitos anos, principalmente para proteger nosso planeta dos impactos. Alguns são baseados em uma ação impulsiva e muitas vezes destrutiva: uma explosão nuclear próxima ou na superfície do asteróide ou um "impactador cinético", por exemplo, uma espaçonave colidindo com o asteróide em alta velocidade. Claramente, eles não são aplicáveis à Terra devido à sua natureza destrutiva.
Outras técnicas envolvem um empurrão contínuo e muito suave por um longo tempo, fornecido por um rebocador ancorado na superfície do asteróide ou por uma espaçonave pairando perto dele (pressionando a gravidade ou outros métodos). Mas isso seria impossível para a Terra, pois sua massa é enorme comparada até aos maiores asteróides.
Propulsores elétricos
Na verdade, já estamos movendo a Terra de sua órbita. Toda vez que uma sonda sai da Terra para outro planeta, ela dá um pequeno impulso à Terra na direção oposta, semelhante ao recuo de uma arma. Felizmente para nós - mas infelizmente com a finalidade de mover a Terra - esse efeito é incrivelmente pequeno.
O Falcon Heavy da SpaceX é o veículo de lançamento mais capaz atualmente. Precisávamos de 300 bilhões de bilhões de lançamentos com capacidade total para conseguir a mudança de órbita para Marte. O material que compõe todos esses foguetes seria equivalente a 85% da Terra, deixando apenas 15% da Terra em órbita de Marte.
Um propulsor elétrico é uma maneira muito mais eficiente de acelerar a massa - em particular os acionamentos de íons, que funcionam disparando uma corrente de partículas carregadas que impulsionam o navio para a frente. Poderíamos apontar e disparar um propulsor elétrico na direção posterior da órbita da Terra.
O propulsor de grandes dimensões deve estar a 1.000 quilômetros acima do nível do mar, além da atmosfera da Terra, mas ainda solidamente preso à Terra com um feixe rígido, para transmitir a força de empurrão. Com um feixe de íons disparado a 40 quilômetros por segundo na direção certa, ainda precisaríamos ejetar o equivalente a 13% da massa da Terra em íons para mover os 87% restantes.
Navegando na luz
Como a luz carrega impulso, mas não massa, também podemos ser capazes de alimentar continuamente um feixe de luz focado, como um laser. A energia necessária seria coletada do sol e nenhuma massa da Terra seria consumida. Mesmo usando a enorme planta de laser de 100GW prevista pelo projeto Breakthrough Starshot, que visa impulsionar naves espaciais para fora do sistema solar para explorar estrelas vizinhas, ainda seriam necessários três bilhões de bilhões de anos de uso contínuo para alcançar a mudança orbital.
Mas a luz também pode ser refletida diretamente do sol para a Terra usando uma vela solar estacionada ao lado da Terra. Os pesquisadores mostraram que seria necessário um disco reflexivo 19 vezes maior que o diâmetro da Terra para alcançar a mudança orbital em uma escala de tempo de um bilhão de anos.
Bilhar interplanetário
Uma técnica bem conhecida para dois corpos em órbita trocarem momento e mudarem sua velocidade é com uma passagem estreita ou estilingue gravitacional. Esse tipo de manobra tem sido amplamente utilizado por sondas interplanetárias. Por exemplo, a sonda Rosetta que visitou o cometa 67P em 2014-2016, durante sua viagem de dez anos ao cometa, passou nas proximidades da Terra duas vezes, em 2005 e 2007.
Como resultado, o campo de gravidade da Terra transmitiu uma aceleração substancial a Rosetta, o que seria inatingível apenas com propulsores. Consequentemente, a Terra recebeu um impulso oposto e igual - embora isso não tenha tido nenhum efeito mensurável devido à massa da Terra.
Mas e se pudéssemos executar um estilingue, usando algo muito mais massivo que uma espaçonave? Os asteróides certamente podem ser redirecionados pela Terra e, embora o efeito mútuo na órbita da Terra seja pequeno, essa ação pode ser repetida várias vezes para, finalmente, alcançar uma mudança considerável na órbita da Terra.
Algumas regiões do sistema solar são densas com corpos pequenos, como asteróides e cometas, cuja massa é pequena o suficiente para ser movida com tecnologia realista, mas ainda com ordens de magnitude maiores do que o que pode ser lançado realisticamente da Terra.
Com um projeto de trajetória preciso, é possível explorar a chamada "alavancagem Δv" - um pequeno corpo pode ser empurrado para fora de sua órbita e, como resultado, passar pela Terra, proporcionando um impulso muito maior ao nosso planeta. Isso pode parecer empolgante, mas foi estimado que precisaríamos de um milhão de passes próximos de asteróides, cada um com espaçamento de alguns milhares de anos, para acompanhar a expansão do sol.
O veredito
De todas as opções disponíveis, o uso de vários estilingues de asteróides parece ser o mais viável no momento. Mas, no futuro, explorar a luz pode ser a chave - se aprendermos a construir estruturas espaciais gigantes ou conjuntos de laser superpoderosos. Estes também podem ser usados para exploração espacial.
Mas, embora seja teoricamente possível e possa um dia ser tecnicamente viável, pode ser mais fácil mudar nossa espécie para o nosso vizinho planetário, Marte, que pode sobreviver à destruição do sol. Afinal, já pousamos e percorremos sua superfície várias vezes.
Depois de considerar o quão desafiador seria mover a Terra, colonizar Marte, torná-lo habitável e mover a população da Terra para lá ao longo do tempo, pode não parecer tão difícil, afinal.
Matteo Ceriotti, professor de engenharia de sistemas espaciais, Universidade de Glasgow
