De elevador para o Espaço

Imaginem poder subir ao Espaço num elevador. Em vez de utilizar dispendiosos foguetões carregados de combustível poluente, seríamos impulsionados por energia electromagnética.

Parece um sonho de ficção científica, mas existe muita gente a levá-lo a sério – a começar pela NASA, que já admitiu publicamente que a construção de um elevador espacial faz parte dos planos para o futuro. Existem ainda alguns problemas práticos a resolver, pois a tecnologia raramente consegue acompanhar a nossa imaginação.

O primeiro problema é saber como vamos conseguir construir um cabo de 36 mil quilómetros de comprimento para o elevador.

O segundo é encontrar uma forma de fazer um cabo suficientemente forte e flexível para que aguente o peso do elevador, da carga que transportar e a instabilidade da atmosfera.

O terceiro é encontrar um material 100 vezes mais resistente que o aço – e este é um problema crucial: se não o encontrarmos nem vale a pena pensar em elevadores espaciais.

O quarto – no caso de descobrirmos esse material – é arranjar maneira de fabricá-lo em grandes quantidades e sem custos proibitivos.

O quinto problema é saber como construir uma base para apoiar o cabo – e não estamos a falar de uma estrutura qualquer: por uma questão de segurança e estabilidade do sistema, vai ser necessário construir uma base com 15 quilómetros de altura. Esta base terá de ficar localizada perto da linha do Equador – o país anfitrião poderá ser o Brasil.

O sexto obstáculo – pequeno, comparado com o anterior – é encontrar sítio para o elevador “ancorar”: já se falou em desviar um asteróide, mas a proposta mais realista passa por construir uma estação orbital a exactamente 35.786 km da superfície terrestre. Porquê esta distância tão precisa? Porque é aí que se encontra a órbita geostacionária (GEO) onde os objectos têm a mesma velocidade de movimento que a velocidade da Terra, logo, não haverá deslocamento nem o risco de destruir a estrutura do cabo. As forças da gravidade na extremidade mais baixa e a aceleração centrípeta na extremidade mais externa irão depois manter o cabo sob tensão.

O problema crucial de encontrar esse novo material parece ter sido resolvido: os nanotubos de carbono (CNT), uma nova classe de materiais descobertos em 1991 por Sumio Iijima (Investigador Superior na NEC e Professor na Universidade de Meijo) e que apresentam extraordinárias propriedades mecânicas, eléctricas e térmicas. Os CNT têm uma resistência 100 vezes superior ao mais resistente dos aços e apenas um sexto da densidade. São os candidatos perfeitos. Ou talvez não.

Investigadores do Instituto de Tecnologia da Georgia, Estados Unidos, trabalhando em conjunto com colegas do Centro de Pesquisas Watson, da IBM, e da Escola Politécnica Federal de Lausanne, Suíça, descobriram que, quanto maior é o nanotubo, mais flexível se torna.

As experiências dos investigadores mostraram que, para nanotubos de dimensões maiores, a elasticidade é quase constante. Um cabo de nanotubos de carbono de 36 mil quilómetros irá amolecer. Esse amolecimento é contrabalançado pelo aumento de camadas mas, aí, quando isso ocorre, as propriedades dos nanotubos atingem as do grafite, outra forma de carbono mas que não serve para o projecto do elevador espacial. (Esta descoberta é referida no site Inovação Tecnológica, tendo por base a publicação Radial Elasticity of Multiwalled Carbon Nanotubes, de 5 de Maio de 2005, sendo ainda possível consultar a notícia original).

As dúvidas em relação às propriedades dos nanotubos de carbono não irão parar as investigações. Os nanotubos são dos materiais mais promissores em estudo actualmente. Calcula-se que as suas aplicações venham a ser muito vastas, dos circuitos electrónicos dos computadores a super-estruturas do tipo avião ou nave espacial. E existe também outro factor importante: o dinheiro.

A NASA não falaria sequer de elevadores espaciais se não fosse o caso de a sua hipotética utilização permitir poupar muitos milhões de dólares. Só para se ter uma ideia, transportar um passageiro para o Espaço através dos vaivéns espaciais acarreta um custo de dois milhões de dólares. Com o elevador espacial, gasta-se 150 dólares por pessoa. Perante tamanha poupança, ninguém está muito preocupado com o custo estimado do empreendimento: 5 biliões de dólares ou mais? Acabará por compensar.

Em conjunto com a Spaceward Foundation, a NASA tem vindo a organizar os chamados Space Elevator Games – e irá fazê-lo pelo menos até 2010. Estes jogos são competições abertas a todos os académicos (profissionais ou amadores) que consigam vencer em dois campos: Tether Challenge (onde se pretende encontrar o material mais leve e robusto possível) e Beam Power Challenge (comunicações sem fios para fins espaciais destinadas a ser usadas na Lua ou por astronautas explorando outros planetas).

Aos vencedores (partindo do princípio de que os haverá) será dada uma recompensa de 4 milhões de dólares e a oportunidade de trabalhar com a tecnologia-base que permitirá construir um elevador espacial.

Mero sonho de ficção científica? Talvez. Como diz o escritor Arthur C. Clarke, co-autor do argumento de 2001: Odisseia no Espaço e inventor, em 1945, do conceito de satélite geoestacionário, «o elevador espacial ficará pronto 50 anos depois de as pessoas pararem de rir dessa ideia».