5 avanços incríveis que a ciência poderia comprar com o orçamento militar de US $ 600 bilhões do governo
O plasma no centro deste reator de fusão é tão quente que não emite luz; é apenas o plasma mais frio localizado nas paredes que pode ser visto. Dicas de interação magnética entre os plasmas quente e frio podem ser vistas. Crédito da imagem: Instituto Nacional de Pesquisa de Fusão, Coréia .
Por apenas um ano de orçamento militar dos EUA, poderíamos transformar o mundo.
Os Estados Unidos gastam mais em gastos militares do que as próximas dez nações juntas: cerca de US$ 600 bilhões anualmente. Enquanto isso, todos os orçamentos da NASA e da National Science Foundation, combinados, são apenas ~ $ 25 bilhões, ou cerca de 4% do nosso orçamento militar. Muitos astrônomos, astrofísicos, engenheiros e cientistas de todas as crenças sonham com os benefícios que pequenos aumentos em seus orçamentos podem trazer, mas esses são pequenos sonhos incrementais.
E se realmente alcançássemos as estrelas? E se sonhássemos com um dia em que investiríamos em pesquisas pacíficas para a melhoria da humanidade tanto quanto investimos em guerra, defesa e forças armadas? Se nossos orçamentos espaciais e científicos chegassem a US$ 600 bilhões, em vez ou além do que gastássemos nas forças armadas, o que poderíamos realizar seria tremendo. Aqui estão cinco possibilidades do que poderíamos fazer com apenas um ano de gastos em nível militar.
Um dispositivo de fusão baseado em plasma confinado magneticamente. A fusão a quente é cientificamente válida, mas ainda não foi alcançada na prática para atingir o ponto de 'ponto de equilíbrio'. Crédito da imagem: Gestão do PPPL, Universidade de Princeton, Departamento de Energia, do projeto FIRE.
1.) O maior avanço energético: um reator de fusão nuclear de produção de energia líquida . Embora existam vários métodos diferentes que temos para alcançar a fusão nuclear, o caminho mais promissor é através do confinamento magnético. Um consórcio internacional, conhecido como ITER, foi iniciado na era Reagan-Gorbachev, e a construção está finalmente concluída em 2019, após um investimento total de cerca de € 20 bilhões. Depois disso, levará mais uma década para que o plasma funcione com sucesso e, na década de 2030, ele poderá ultrapassar o ponto de equilíbrio, fundindo deutério e trítio.
No entanto, de muitas maneiras, a única coisa que impede que a energia de fusão permeie nosso mundo hoje é esse investimento inicial com um retorno incrível a longo prazo. Pelo custo do orçamento militar de apenas um ano, poderíamos não apenas alcançar a fusão nuclear, mas também aprender a escalá-la e revolucionar a forma como lidamos com energia e energia na Terra. É o santo graal definitivo para a energia, e a maior barreira para o seu sucesso não é a física, mas a falta de investimento.
Marte, juntamente com sua fina atmosfera, fotografada do orbitador Viking na década de 1970. Mesmo com as dificuldades associadas à vida no Planeta Vermelho, uma colônia humana bem-sucedida poderia ser alcançada por apenas US$ 50 bilhões. Crédito da imagem: NASA/Viking 1.
2.) Pelo menos quatro colônias humanas separadas em Marte . Humanos em Marte? A única coisa que nos impede é o financiamento, e isso é verdade desde a década de 1990. Com um investimento sustentado entre US$ 50 e US$ 150 bilhões total ao longo de 10 anos, poderíamos pousar uma enorme quantidade de equipamentos na superfície marciana, então uma tripulação de seres humanos, que permaneceria de 6 a 18 meses antes de voltar para casa. Mesmo no limite máximo disso, poderíamos estabelecer quatro colônias separadas e independentes em outro planeta pelo custo de apenas um ano de gastos militares dos EUA. A única razão pela qual ainda não o fizemos é o financiamento.
Dois trabalhadores instalando uma matriz fotovoltaica inclinada em um telhado perto de Poughkeepsie, NY. Uma pequena configuração de 2 kW pode agora estar disponível comercialmente por menos de US$ 5.000. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Lucas Braun.
3.) Um sistema de energia solar de 2.000 Watts para cada residência nos EUA . Existem muitas tecnologias revolucionárias que estão sendo equipadas com energia solar, de janelas transparentes a telhas e revestimentos. Mas a tecnologia solar mais barata e eficiente ainda é o painel solar. Os sistemas que geram aproximadamente 2.000 Watts custam agora menos de US$ 5.000 e fornecem uma estimativa de 175–375 kWh por mês. Com cerca de 125 milhões de residências nos Estados Unidos, um orçamento de US$ 600 bilhões poderia fornecer um desses sistemas para todas as residências do país, onde o americano médio usa 920 kWh por mês.
Não resolveria nossas necessidades de energia, mas reduziria significativamente a carga em nossa rede elétrica e reduziria drasticamente nosso consumo de combustível fóssil. E entraria em vigor imediatamente, ou pelo menos tão rápido quanto pudéssemos produzir tantos painéis solares.
Um novo acelerador hipotético, seja um longo linear ou um que circunda a Terra, poderia diminuir as energias do LHC. Mesmo assim, não há garantia de que encontraremos algo novo. Crédito da imagem: colaboração ILC.
4.) Um acelerador de partículas do tamanho de um país 40 vezes mais poderoso que o LHC . Então, você achou o LHC divertido? Conseguiu colisões próton-próton a 14 TeV de energia em um túnel subterrâneo de 27 quilômetros de comprimento, e fez isso por um custo total de cerca de US$ 10 bilhões. O que poderíamos construir por sessenta vezes essa quantia? Acredite ou não, existem apenas dois parâmetros livres que determinam o quão alto em energia seu acelerador circular pode fazer os prótons irem: a força dos eletroímãs usados para dirigi-los e a circunferência do seu anel.
Por US$ 600 bilhões, poderíamos construir um túnel de aproximadamente 1.000 quilômetros ao redor e obter colisões próton-contra-próton de mais de 500 TeV. Se nossa tecnologia de eletroímã continuar a melhorar, podemos finalmente quebrar a fronteira PeV (onde 1 PeV = 1.000 TeV). O próximo passo a partir de um anel deste tamanho seria um Fermitron, imaginado pela primeira vez por Enrico Fermi, de um acelerador de partículas na circunferência de toda a Terra. Se o LHC descobrir algo novo além do bóson de Higgs, haverá um forte argumento científico para investigar o próximo nível na fronteira energética.
Uma visão simulada da mesma parte do céu, com o mesmo tempo de observação, com Hubble (L) e LUVOIR (R). A diferença é de tirar o fôlego, e isso é apenas para um aumento no poder de captação de luz por um fator de 40. Crédito da imagem: G. Snyder, STScI /M. Carteiro, STScI.
5.) Um super-Hubble mais de 100 vezes mais poderoso que o de hoje . O Telescópio Espacial Hubble foi um observatório revolucionário e, em muitos aspectos, ainda é o líder no campo da astronomia e astrofísica. Mas com apenas 2,4 metros de diâmetro, já atingiu sua resolução máxima. Na verdade, para ver objetos dez vezes mais fracos, é preciso observá-los por 100 vezes mais! Mas se construíssemos um telescópio espacial com dez vezes o diâmetro, a 24 metros, ele não teria apenas dez vezes a resolução, mas veria em apenas 2 horas o que o Hubble leva mais de uma semana para ver.
O Telescópio Espacial James Webb, com seu design segmentado, proteção solar e tecnologia robótica automatizada, pode servir como prova de conceito de uma missão como essa, mas o fator limitante é o financiamento. Para obter o tamanho, a qualidade da imagem e os recursos de lançamento e manutenção necessários para tornar possível um gigante como esse, seria necessário um investimento maciço. Por US$ 600 bilhões, podemos chegar a um diâmetro entre 30 e 40 metros, mas 100 vezes mais poderoso que o Hubble é uma estimativa muito conservadora. Isso e as tecnologias que desenvolveríamos seriam tão revolucionárias para a humanidade quanto qualquer coisa que saísse do programa Apollo.
Uma ilustração de como pode ser uma colônia humana em Marte, mesmo que seja barata. Crédito da imagem: Mars One (renderização).
É claro que, por muito, muito menos de US$ 600 bilhões, poderíamos fazer contribuições extraordinárias para cada um deles de uma só vez. ITER , o Reator Experimental Termonuclear Internacional, ainda está em construção, com um custo total estimado de US$ 40 bilhões para todas as suas despesas totais durante sua vida útil, que deve se estender até a década de 2030. Uma única missão tripulada à superfície marciana, de ida e volta, poderia ser realizada com responsabilidade por apenas US$ 50 bilhões, incluindo o desenvolvimento maciço de infraestrutura da superfície marciana. As instalações solares de telhado de 2 kW são disponível comercialmente por menos de US $ 5.000 cada um, e poderia cortar uma conta média de eletricidade em 25% a cada mês em que estiver em operação. Os supercolisores menores têm um custo estimado na faixa de US$ 20 a 40 bilhões e atingiriam níveis de energia muitas vezes maiores que o LHC. E LUVOIR, a proposta de telescópio espacial mais ambiciosa com 40 vezes o poder de captação de luz do Hubble, provavelmente cairia na faixa de ~ $ 15 bilhões.
O projeto conceitual do telescópio espacial LUVOIR o colocaria no ponto L2 Lagrange, onde um espelho primário de 15,1 metros se desdobraria e começaria a observar o Universo, trazendo-nos riquezas científicas e astronômicas incalculáveis. Crédito da imagem: equipe de conceito da NASA / LUVOIR; Serge Brunier (fundo).
Os custos para alcançar nossos sonhos científicos são, de fato, astronomicamente altos, mas os retornos são ainda maiores. Em apenas uma geração, um investimento dessa escala em ciência e tecnologia pode transformar nosso mundo de uma maneira nunca vista antes. Apenas um ano do orçamento militar – colossais US$ 600 bilhões – poderia mais que dobrar nosso investimento em espaço e pesquisa científica básica nos próximos 25 anos. Faria mais do que tornar a América grande novamente. Isso tornaria o mundo grande de uma maneira que nada mais pode; de uma forma que a humanidade nunca viu antes.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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