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Um astrônomo do Max Planck Institute for Astronomy, na Alemanha, desenvolveu um sistema de navegação autônoma para espaçonaves em viagens interestelares. Pode parecer estranho que tal sistema não exista, mas a verdade é que até hoje nunca precisamos de um.

As espaçonaves mais distantes já construídas pelo homem, a Voyager 1 e Voyager 2, já deixaram o sistema solar e atualmente navegam o espaço interestelar, mas mesmo após 43 anos de viagem ainda estão “próximas” o bastante para se manter em comunicação com a Terra. Esta situação irá mudar quando começarmos a explorar locais ainda mais profundos do espaço.

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“Ao viajar para as estrelas mais próximas, os sinais de rádio serão muito fracos e o tempo de viagem da luz será na ordem de anos”, escreveu o astrônomo Coryn A.L. Bailer-Jones em seu artigo.

Espaçonave Voyager
A Voyager 1 é o objeto mais distante já construído pelo Homem. Imagem: Nasa

“Uma espaçonave interestelar, portanto, terá que navegar de forma autônoma e usar essas informações para decidir quando realizar correções de curso ou ativar os instrumentos. Essa espaçonave precisa ser capaz de determinar sua posição e velocidade usando apenas as medições a bordo.”

Usando as posições e deslocamento da luz das estrelas, tanto próximas quanto distantes, o astrônomo demonstrou a viabilidade de navegação autônoma e em tempo real para espaçonaves viajando muito além do sistema solar.

Bailer-Jones não é o primeiro a pensar nisso. A NASA tem trabalhado na navegação por pulsares, usando as pulsações regulares de estrelas mortas como base para um “GPS galáctico”. Embora pareça bom o bastante, este método está sujeito a erros em grandes distâncias devido à distorção dos sinais pelo meio interestelar.

Com um catálogo de estrelas, Bailer-Jones demonstrou ser possível determinar as coordenadas de uma espaçonave em seis dimensões – três no espaço e três na velocidade – com alta precisão, com base no modo como as posições dessas estrelas mudam do ponto de vista da espaçonave.

“À medida que uma espaçonave se afasta do sol, as posições e velocidades das estrelas observadas mudarão em relação a um catálogo baseado na Terra devido ao paralaxe, aberração e efeito Doppler”, escreveu ele. Como todos esses efeitos envolvem as posições relativas de dois corpos, um terceiro corpo (a espaçonave) em uma posição diferente verá um arranjo diferente de estrelas.

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“Medindo apenas as distâncias angulares entre pares de estrelas, e comparando estas ao catálogo, podemos inferir as coordenadas da espaçonave através de um processo iterativo de modelagem”.

Bailer-Jones testou seu sistema usando um catálogo de estrelas simulado e, em seguida, nas estrelas próximas do catálogo Hipparcos, compilado em 1997. Os cálculos foram feitos considerando velocidades relativísticas, ou seja, próximas da velocidade da luz.

Com apenas 20 estrelas, o sistema pode determinar a posição e velocidade de uma espaçonave com uma precisão de 3 unidades astronômicas (três vezes a distância entre a Terra e o Sol) e uma velocidade de 2 quilômetros por segundo.

Essa precisão pode ser melhorada na proporção inversa da raiz quadrada do número de estrelas. Com 100 estrelas, a precisão chegou a 1.3 unidades astronômicas e 0,7 quilômetros por segundo.

Há alguns detalhes que precisariam ser trabalhados. O sistema não considera estrelas binárias, nem a instrumentação, já que o objetivo era apenas mostrar que poderia ser feito. Mas pode ser o primeiro passo para torná-lo realidade.

Fonte: Science Alert