As estrelas acima de nós são uma beleza em torno da qual os homens criaram mitologias inteiras. Eles são realmente um espetáculo para ser visto, e agora que estendemos nosso alcance até a Lua, a progressão natural é que possamos querer viajar até as estrelas. Essas viagens são uma parte básica de inúmeras histórias e filmes de ficção científica, e muitos podem ficar com a impressão de que as viagens interestelares são uma tarefa fácil, talvez ao virar da esquina para a inteligência do homem. Infelizmente, existem alguns problemas sérios que devem ser resolvidos primeiro.
Muitas histórias incluem explicações malucas sobre como é possível viajar mais rápido que a luz. A realidade é que a física impede isso. Não há trapaças. Mesmo as viagens próximas da luz enfrentam todos os tipos de problemas relativísticos interessantes envolvendo massa e energia. Nossa única possibilidade é usar portais de buraco de minhoca. Esse buraco de minhoca teria de ser cuidadosamente controlado, o que está além das nossas capacidades atuais, e teríamos que, de alguma forma, conseguir criar um buraco de minhoca gêmeo bem longe, no destino desejado, o que poderia exigir outra pessoa do outro lado. Precisar que outra pessoa esteja lá com antecedência não é viável para o primeiro voo interestelar. Pior ainda, os efeitos físicos de viajar através de um buraco de minhoca permanente ou semipermanente deformariam e destruiriam qualquer matéria. Você chegaria ao seu destino como um plasma.
O teletransporte clássico envolve uma pessoa ativando um dispositivo e desaparecendo apenas para reaparecer simultaneamente em seu destino. Isto não é tão simples como parece à primeira vista. Os átomos da pessoa teletransportada são desmontados na máquina de teletransporte, transferidos fisicamente para o seu destino e remontados. A remontagem por si só exige que uma máquina já esteja no local, pois existem leis físicas que não nos permitem manipular a matéria a um nível tão fino nas vastas distâncias entre as estrelas. Portanto o teletransporte só poderia ser para locais já visitados. A remontagem está atualmente além de nossa capacidade, mas pode ser possível. Os átomos ainda teriam que viajar para outra estrela, o que poderia ser mais rápido do que viajar como um corpo, mas ainda levaria pelo menos anos. A estrela mais próxima do Sol está a quatro anos-luz de distância, então qualquer coisa enviada levaria mais de quatro anos para chegar lá. Alternativamente, a máquina de remontagem poderia ter um estoque de átomos para montar a pessoa, mas isso significa, em essência, criar uma cópia e destruir o original. Muitas pessoas não se sentiriam confortáveis com isso.
Se viajar mais rápido que a luz for impossível ou impraticável, poderemos olhar para navios de geração. Embora a nossa estrela mais próxima leve apenas quatro anos para chegar à luz, os objetos pesados levariam muito mais tempo. A maioria das estrelas levaria pelo menos centenas de anos para chegar. Os navios de geração são projetados para que uma população viva por gerações até que o destino seja alcançado pelos descendentes muitos anos depois. Existem vários problemas com um navio de geração. Os descendentes podem esquecer o propósito original da missão à medida que ela se transforma em lenda ao longo dos anos. Um sistema informático inteligentemente concebido pode ser capaz de educar as pessoas nascidas no navio para evitar isto, mas ainda se torna cada vez mais difícil prever o que poderá ocorrer à medida que as gerações passam. Se houver um problema com o navio, uma população que caiu na selvageria ao longo dos séculos ficará indefesa.
Para eliminar o máximo de incerteza possível nos navios de geração, poderiam ser utilizados navios-ovo. Estes carregariam óvulos humanos fertilizados congelados que seriam nutridos por máquinas cuidadosamente projetadas, atuando como úteros, pais e educadores. Os ovos seriam transformados em humanos quando a estrela ou planeta distante fosse alcançado, e os computadores lhes ensinariam tudo o que precisavam saber sobre sua missão, como sobreviver e o que fazer. Projetar máquinas de prestação de cuidados que não prejudiquem emocionalmente os novos humanos está muito além da nossa capacidade neste momento, mas talvez não seja impossível no futuro. No entanto, assim como a nave de geração, uma nave-ovo não ajuda o indivíduo que deseja viajar sozinho para as estrelas. Esperar que humanos criados artificialmente vivam o sonho de alcançar as estrelas muito depois de terem morrido é inaceitável para muitas pessoas.
Uma alternativa a uma nave de geração é melhorar geneticamente as pessoas para que vivam centenas ou milhares de anos, para que possam fazer a viagem durante a sua vida, assumindo que os actuais problemas de vida no espaço foram resolvidos. A longevidade e a imortalidade são temas de muitas pesquisas científicas, mas o seu maior obstáculo são os telômeros. Telômeros são seções nas extremidades do seu DNA que são cortadas um pouco mais curtas cada vez que as células se dividem. Eventualmente, o comprimento dos telômeros é consumido e suas células começam a danificar seu próprio DNA vital à medida que se dividem. Isto significa que o nosso próprio ADN limita o número de divisões celulares que podemos fazer. As células se dividem para substituir células velhas ou danificadas, como quando você escova a pele em algo ou a substituição constante das células do revestimento do estômago devido à alta acidez do estômago. A resposta parece estar em manter os telômeros longos, mas geralmente as únicas células adultas que conseguem fazer isso são as cancerosas.
Quando a longevidade e o uso de outra geração não são possíveis, muitos filmes e histórias usam humanos mantidos em animação suspensa para explicar viagens longas. As pessoas não conseguiriam envelhecer nesse estado, ou envelheceriam muito lentamente, e seria muito parecido com a hibernação. Infelizmente, os telômeros novamente apresentam um problema. Nossos corpos sempre contêm um pequeno número de elementos radioativos. Estes emitem pequenas quantidades de radiação, que são inofensivas porque as nossas células substituem continuamente as danificadas. Se uma pessoa não envelhece em estase, seus telômeros não podem encurtar e, portanto, suas células não podem se dividir. Segue-se que quaisquer elementos radioativos causariam danos permanentes ao corpo e, se tivessem tempo suficiente, poderiam resultar em morte. Mesmo o envelhecimento lento não acompanharia os danos radioativos durante longos períodos de tempo. Precisamos que nossas células se dividam em uma taxa normal.
Mesmo que os problemas humanos de viajar para outras estrelas fossem resolvidos, resta a questão da propulsão. Um sistema tradicional envolve a queima de combustível ou massa de reação, mas para alcançar outra estrela seriam necessárias quantidades impraticavelmente vastas. Uma solução é coletar combustível ao longo do caminho. No espaço entre as estrelas, não existem asteróides e planetas convenientes para pousar e extrair combustível. Felizmente, o espaço não é exatamente um vácuo e existem minúsculos átomos espalhados distantes uns dos outros, principalmente hidrogênio. Indo em alta velocidade, esses átomos poderiam ser reunidos e usados como combustível em uma reação eficiente como a fusão (presumindo que algum dia conseguiremos a fusão). Para coletá-los, é necessária uma enorme colher, e cálculos conservadores estimam uma área de pelo menos 2.000 quilômetros quadrados, o que paralisaria a nave com seu arrasto e limitaria a velocidade a ser mais lenta que a do ônibus espacial. Este sistema também é calculado para ser terrivelmente ineficiente e inviável, considerando que o nosso sol está colocado numa região esparsa do espaço, fornecendo uma fonte de combustível pobre.
Nossas estrelas mais próximas são Alpha Centauri, a quatro anos-luz de distância. Viajando à velocidade padrão de um carro, 60 km/h, isso levaria 72 milhões de anos para ser alcançado. Mesmo superando todos os argumentos acima, tal período de tempo é impossível devido ao desgaste natural e à deterioração, e muito menos à probabilidade quase zero de chegar depois de tanto tempo. A velocidade é necessária, mesmo que seja limitada pela velocidade da luz. Devido aos minúsculos átomos espalhados pelo espaço, qualquer nave viajando em alta velocidade será impactada por eles com tanta força que romperia até mesmo o aço mais forte. Pequenos furos atravessando um navio dificilmente são uma coisa boa. Restam duas opções: humanos ou máquinas reparam constantemente os danos, o que exigiria o transporte de quantidades impraticavelmente grandes de material de reparação, ou o navio é feito de material elástico que se auto-cura. A boa notícia é que a NASA pesquisou esses materiais. A má notícia é que eles não os consideram viáveis.
A estrutura do nosso corpo depende, na verdade, da gravidade. Quando os humanos não vivem na gravidade normal da Terra, nossos corpos começam a sofrer. Depois de algumas semanas ou meses, nossos ossos ficam quebradiços e nossos músculos ficam cansados, com efeitos muito mais desagradáveis a longo prazo. Estes podem ser combatidos com vários exercícios e dietas, mas depois de anos ou décadas no espaço o corpo humano fica permanentemente danificado. Mesmo em voos relativamente curtos, a visão deteriora-se tanto que a NASA considera que é uma barreira importante que precisa de ser ultrapassada antes de empreender missões tripuladas a Marte. Em vez de viver na ausência de gravidade, a aceleração da gravidade pode ser induzida girando rapidamente a nave espacial. Infelizmente, isto requer enormes quantidades de energia e combustível, e causa náuseas a curto prazo. Os efeitos a longo prazo não foram estudados, mas são considerados fracos.
Qualquer ser humano que viva em um navio por longos períodos precisa de suporte vital. Eles precisam comer, beber, respirar, urinar, excretar, lavar-se e dormir. Muitas delas foram abordadas em voos espaciais já realizados. No entanto, em viagens mais longas, a quantidade de comida e água necessária torna-se demasiado grande para ser transportada. A solução mais provável é transformar o navio num ecossistema autónomo. As plantas poderiam produzir ar, ser comidas e consumir dejetos humanos. Qualquer ecossistema é ligeiramente ineficiente, mas ainda poderia sustentar-se o tempo suficiente para chegar ao destino. O equipamento do navio deteriorar-se-ia gradualmente devido aos vários gases reciclados, mas uma manutenção inteligente ou novos materiais poderiam contornar esta situação. O sistema mais eficiente envolveria uma única planta. As algas têm sido muito pesquisadas pelo seu potencial, com as spirspiralingae sendo observadas mais de perto. Cuidaria do ar, dos resíduos e dos alimentos. Não é uma fonte completa de nutrição por si só e torna-se tóxico se for contaminado ou quando consumido em grandes quantidades, mas a engenharia genética poderá mudar isso no futuro.
