É possível criar gravidade artificial?

Introdução

No início da era dos voos espaciais, surgiram preocupações sobre os efeitos da microgravidade no corpo humano. Embora os primeiros voos tripulados tenham mostrado adaptação relativamente fácil à falta de gravidade em missões curtas, surgiu o interesse em garantir acesso à gravidade artificial para missões mais longas, especialmente em estações espaciais, visando a saúde da tripulação a longo prazo, visto que o desempenho de astronautas altamente treinados pode ser comprometido a ponto de colocar tripulantes individuais ou missões inteiras em risco inaceitável.
Inúmeros filmes de ficção científica, como a saga ‘Star Wars’, ‘Interestelar’ e ‘2001: Uma Odisseia no Espaço’, apresentam espaçonaves com sistemas de gravidade artificial.

Efeitos da microgravidade no corpo humano

No espaço, a ausência de gravidade impacta o corpo humano causando perda de massa muscular, densidade óssea, redistribuição de fluidos corporais e comprometimento do sistema cardiovascular. Durante a estadia no espaço, astronautas seguem rotinas de exercícios e dietas específicas para mitigar esses efeitos, mas ainda enfrentam problemas de saúde ao retornarem à Terra, como a “síndrome de readaptação à gravidade”, que inclui tonturas e fraqueza muscular. A adaptação à gravidade terrestre pode levar tempo, exigindo reabilitação. Simular uma gravidade semelhante à da Terra, chamada de gravidade artificial, seria a única maneira de evitar mudanças drásticas no funcionamento do corpo dos astronautas.

Como criar gravidade artificial?

A noção de criar um substituto para a gravidade através da centrifugação foi introduzida cedo na concepção da viagem espacial humana. Isso envolve criar uma força centrífuga que simula a gravidade terrestre ao girar uma estrutura em torno de um eixo central. Quando algo é girado em alta velocidade, ele cria uma força que empurra objetos para fora do centro, conhecida como força centrífuga. Esta força é percebida como gravidade artificial pelos ocupantes da estrutura.
O principal modelo de espaçonave que poderia simular gravidade igual à da Terra em seu interior é um marco da ficção científica. A nave possuiria uma gigantesca sessão giratória, dentro da qual os tripulantes experimentariam gravidade artificial. O resto da espaçonave seria estacionário e com microgravidade.

Desafios

A intensidade da gravidade artificial gerada depende da velocidade de rotação e do raio da estrutura. Quanto maior a velocidade de rotação e quanto maior o raio, mais forte será a gravidade artificial percebida pelos ocupantes. No entanto, deve-se ter cuidado para não girar a estrutura a uma velocidade tão alta que cause desconforto ou efeitos adversos nos ocupantes.
Para alcançar uma velocidade de rotação que fosse viável para a saúde da tripulação, seria necessário um diâmetro de quilômetros, uma dimensão impraticável dado que o maior objeto no espaço atualmente, a Estação Espacial Internacional (EEI), mede apenas 108 metros por 72 metros. Além disso, o custo de construir uma estrutura desse tamanho seria exorbitante, considerando que a EEI, que é significativamente menor, já consumiu um investimento de 150 bilhões de dólares.
Portanto, devido aos desafios de custo e complexidade envolvidos, atualmente é impossível a construção de uma nave espacial inteiramente com gravidade artificial, semelhante às mostradas no cinema.

Outras alternativas

Devido à impraticabilidade dos grandes projetos, as primeiras formas de gravidade artificial provavelmente não serão sistemas que produzam gravidade de forma contínua para toda a nave. Uma alternativa é combinar exercícios físicos com exposição intermitente à gravidade artificial, possivelmente em uma centrífuga de pequena escala, adequada ao tamanho dos foguetes atuais. Assim, os astronautas passariam apenas algumas horas nesse ambiente para investigar sua capacidade de manter os sistemas corporais robustos, facilitando a transição de volta para a Terra.

Conclusão

É crucial a pesquisa sobre gravidade artificial e efeitos da microgravidade no corpo humano, pois avanços nessa área podem abrir caminho para a humanidade se tornar uma espécie multiplanetária, possibilitando a colonização de outros mundos. Além disso, os benefícios não se limitam a viagens espaciais mais longas. Aqui na Terra, a hipergravidade pode ser empregada para treinar atletas, simulando um ambiente que potencializa os exercícios físicos para resultados mais eficazes em menos tempo. Indivíduos com atrofia muscular também poderiam beneficiar-se de exercícios mais eficientes sob essas condições.