Enfrentando os desafios da ciência

Dê à NASA uma missão real Estamos investindo dinheiro nas coisas erradas. de Gregg Easterbrook Prazo: aberto | Grau de dificuldade: surpreendentemente difícil | Barreira: A própria NASA A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço precisa de uma nova missão. O programa do ônibus espacial acabou. A estação espacial parece ser o elefante branco mais caro da história. Até mesmo as convenções de nomenclatura da NASA carecem de visão: a “Estação Espacial Internacional” foi a melhor que a agência conseguiu imaginar. Seu problemático projeto avançado de telescópio espacial, cujos custos aumentaram sete vezes, recebeu o nome não de um grande astronauta, cientista ou explorador, mas do ex-administrador da NASA James Webb. Ele fez um trabalho sólido, mas uma organização que dá o nome de um burocrata a um projeto é uma organização sem imaginação. Lista de ideias audaciosas da HBR Enfrentando a economia mundial Dê às pessoas partes do PIB Duplique as startups Parceria com a China no Afeganistão Inscreva o mundo em universidades com fins lucrativos Enfrentando os desafios da ciência Dê à NASA uma missão real Declare 20% dos oceanos proibidos Eletrifique a parte inferior da pirâmide Enfrentando problemas sociais Morra do jeito que você quiser Pague empresas para manter as pessoas fora da prisão Cultive mais maçãs e menos milho Lidando com problemas de negócios Pare de vincular remuneração ao desempenho Avaliações de gerenciamento de crowdsource Pare de coletar dados do cliente O presidente Obama não poderia dar à NASA uma nova missão inspiradora de enviar pessoas a Marte? Embora tecnicamente possível, viajar para Marte seria incrivelmente caro no momento. Se houvesse uma maneira acessível de chegar à órbita, ela poderia abrir inúmeras oportunidades de negócios no espaço. No momento, essas oportunidades são poucas. A SpaceX, uma start-up dirigida pelo fundador do PayPal, Elon Musk, está trabalhando em foguetes totalmente privados, mas até agora o único cliente é o governo, que precisa de entrega de carga para a estação espacial. Algum dia, recursos como o hélio-3 poderão ser extraídos na lua, mas esse dia ainda está a muitas décadas. O turismo espacial tem recebido muita atenção, mas até o momento todos os projetos nesse reino buscam construir máquinas voadoras que não façam mais do que navegar brevemente pela alta atmosfera. Essencialmente, eles estão desenvolvendo aeronaves de altíssima altitude. A razão pela qual Marte e o negócio espacial estão fora de alcance é que ninguém ainda resolveu um problema fundamental: o custo de colocar peso em órbita. Os engenheiros gostam de dizer que a órbita baixa da Terra está “a meio caminho de qualquer destino no sistema solar”. A energia necessária para superar a gravidade da Terra e colocar um objeto a 200 milhas acima do nível do mar é aproximadamente a mesma necessária para enviá-lo de lá para qualquer um dos planetas. Mas o custo de entrar em órbita é extremo. Precisamos de uma forma de propulsão de baixo custo para tornar realidade sonhos como viajar para Marte. Os motores de foguete mudaram surpreendentemente pouco desde a década de 1960. Todos os projetos atuais de naves espaciais empregam métodos de propulsão muito parecidos com os usados durante a corrida lunar. E os foguetes mais baratos existentes custam cerca de $10.000 por libra de carga útil colocada em órbita. Considere que cada um dos três astronautas a bordo da estação espacial recebe dois litros de água doce por dia. Portanto, custa cerca de $125.000 colocar em órbita os seis litros de água que os astronautas bebem diariamente. Saúde! E isso é apenas para mover a água engarrafada por 200 milhas. Uma missão tripulada a Marte pode ser uma proposta de um trilhão de dólares. (Veja “Espaço: a fronteira cara”.) Todos os presidentes desde Ronald Reagan viram os números. É por isso que ninguém endossou nada mais do que o estudo da viagem a Marte. Uma ressalva: não está claro se uma forma fundamentalmente nova de propulsão espacial possa ser inventada. Muitas ideias não deram certo, incluindo combustível “densificado” e um motor “aerospike” que altera as propriedades técnicas em diferentes altitudes. As tentativas nas décadas de 1980 e 1990 de construir veículos de “estágio único para órbita” que pudessem voar para o espaço como aeronaves não deram frutos. A propulsão nuclear poderia funcionar, mas apenas uma vez no espaço. Fazer com que os objetos subam nas primeiras 200 milhas ainda é o problema. As “velas solares” sofrem do mesmo problema. Ideias excêntricas também foram discutidas. Uma delas é usar lasers para enviar energia para um foguete ascendente. O favorito da ficção científica é o “skyhook” — um contrapeso em órbita alta, conectado a um cabo que puxaria objetos para o espaço. Por acaso você não sabe quais materiais poderiam ser usados para fabricar um cabo de suporte de peso de 23.000 milhas de comprimento, não é? Ainda assim, só porque a propulsão é um desafio científico e de engenharia difícil, não significa que a NASA não deva tentar. Desde o início do programa de transporte, grande parte da ênfase da agência tem sido na manutenção de subsídios aos atuais empreiteiros e distritos congressionais. Muito pouca ênfase foi dada à busca de novas ideias. Na década de 1960, o Marshall Space Flight Center, no Alabama, desenvolveu os motores e a estrutura revolucionários do foguete lunar Saturn V. Nas últimas décadas, Marshall mexeu principalmente nos designs existentes. A NASA não priorizou a busca por descobertas na propulsão. No momento, o corpo de astronautas tem pouco a fazer. Por que não desviar 1 bilhão ou 2 bilhões de dólares por ano do financiamento de viagens espaciais tripuladas para pesquisas de propulsão — digamos, metade do dinheiro para centros de engenharia da NASA e metade para empreiteiros privados? O treinamento de astronautas pode ser suspenso ou reduzido a um nível mínimo para liberar o dinheiro necessário. Qualquer grande futuro no espaço exigirá uma maneira mais econômica de chegar lá. Encontrar maneiras fundamentalmente novas de alcançar a órbita colocaria a NASA no caminho certo para um futuro útil. Quando a descoberta da propulsão chegar, o cosmos ainda estará lá. Gregg Easterbrook é editor colaborador do atlântico e o Nova República . Seu livro mais recente é Estrondo sônico (Random House, 2009). Declare 20% dos oceanos proibidos Aqui está uma ótima maneira de salvar peixes — e a indústria pesqueira. por Enric Sala Prazo: antes que o bacalhau desapareça | Grau de dificuldade: surpreendentemente fácil | Barreira: burocracia nacional e internacional Estamos consumindo peixes mais rápido do que eles podem se reproduzir, desnudando o oceano. Soluções convencionais, como forçar reduções na capacidade de pesca, reduzir os subsídios da indústria e impor cotas sustentáveis às capturas, têm se mostrado difíceis de implementar globalmente. Criar bancos de peixes — reservas marinhas onde nunca é possível pescar — cobrindo pelo menos 20% do oceano é uma forma ousada de resolver o problema. Quando áreas do oceano são deixadas para se recuperar da sobrepesca, os resultados são impressionantes. O número de espécies marinhas nos bancos de peixes aumenta em 21%, em média, e os peixes ficam 28% maiores, de acordo com dados de 124 reservas em 29 países. A quantidade de peixes por hectare aumenta 166%, em média, e a biomassa de peixes, ou peso total, dispara 446% nos próximos 10 anos. Na maioria dos casos, a biomassa de peixes continua aumentando por mais de 25 anos. Também existem efeitos de transbordamento. Por causa da maior biomassa e das maiores taxas de reprodução dentro de um banco de peixes, as áreas adjacentes geralmente são rejuvenescidas. A criação da Reserva Marinha das Ilhas Columbretes na Espanha, por exemplo, aumentou as capturas nas pescarias vizinhas em cerca de 10% ao ano. Da mesma forma, depois que cinco pequenos bancos de peixes foram estabelecidos em Santa Lúcia, as capturas em áreas adjacentes cresceram de 46% a 90%, dependendo do equipamento usado, em um período de cinco anos. Esses efeitos colaterais mais do que compensaram as perdas financeiras para os pescadores causadas pela criação de zonas de proibição de pesca. No Quênia e nas Ilhas Salomão, a renda das pessoas que vivem perto de reservas marinhas dobrou em uma década. As reservas também atraem mais turistas. O Parque Marinho da Grande Barreira de Corais, com 345.400 quilômetros quadrados, dos quais 33% é uma reserva marinha, gera cerca de AU$5,5 bilhões por ano em benefícios econômicos líquidos e criou mais de 50.000 empregos em tempo integral. Os bancos de peixes também ajudam a preservar os benefícios do ecossistema oceânico, como o sequestro de carbono. Na verdade, projetos de “carbono azul” poderiam gerar receitas adicionais para as comunidades locais por meio dos mercados globais de carbono. Os bancos de peixes não são a única resposta, é claro, mas devem ser um componente essencial do portfólio de soluções necessárias para enfrentar a crise atual. Finalmente, os bancos de peixes são uma solução barata. O custo de criar e gerenciar reservas marinhas que fechariam 20% do oceano é estimado em apenas 5 bilhões de dólares por ano — apenas uma pequena fração dos subsídios que os governos oferecem à indústria pesqueira, que foram superiores a 25 bilhões de dólares em 2003. Além disso, as receitas adicionais que os bancos de peixes geram devem cobrir o custo de gerenciá-los, tornando os bancos de peixes oportunidades de negócios autossustentáveis — não sumidouros de recursos, como as pessoas normalmente percebem que os projetos de conservação são. Seria fácil criar reservas marinhas se, em vez de depender dos governos e das negociações globais, capacitássemos as comunidades locais para desenvolvê-las e gerenciá-las. Os formuladores de políticas precisariam apenas facilitar o processo; eles deveriam ficar felizes em fazer isso. Parcerias público-privadas seriam uma forma eficaz de fazer com que essa ideia cresça rapidamente. As empresas podem estar dispostas a investir em bancos de peixes, cobrindo perdas de curto prazo com lucros de longo prazo decorrentes de maiores capturas, mais turismo e projetos de “carbono azul”. A criação de bancos de peixes transformaria, assim, populações pesqueiras de caçadores em pastores do mar, que ajudam a proteger o maior patrimônio da Terra, o oceano. Enric Sala é explorador residente na National Geographic Society, com sede em Washington, DC. Ele é coeditor do Linhas de base em mudança: o passado e o futuro da pesca oceânica (Island Press, 2011). Eletrifique a parte inferior da pirâmide Um pouco de energia estimulará muito crescimento. por Arun Majumdar Prazo: 20 anos | Grau de dificuldade: significativo | Barreira: know-how científico Surpreendentemente, cerca de 1,5 bilhão de pessoas vivem sem eletricidade. Eles estão fora da rede, literal e figurativamente, sem um recurso básico que é tão vital para o desenvolvimento econômico e o bem-estar. Mas ampliar a rede elétrica nem sempre é prático — em muitos casos, problemas logísticos e altos custos tornam isso praticamente impossível. A solução: criar sistemas locais, independentes e acessíveis de geração e armazenamento de energia que possam fornecer eletricidade onde quer que seja necessário. O gráfico à direita ajuda a explicar por que é tão importante que as empresas e o governo invistam nessa meta. Ele correlaciona o consumo per capita de eletricidade com o índice de desenvolvimento humano, uma ampla medida de bem-estar medida pela expectativa de vida, alfabetização, educação e padrão de vida. Quanto maior o consumo de eletricidade de um país, maior o bem-estar de seu povo. A eletricidade não causa bem-estar, é claro. Mas é um poderoso facilitador. Quando as pessoas têm luzes que lhes permitem estudar e trabalhar depois de escurecer, refrigeração para manter alimentos e remédios frescos, bombas e purificadores para irrigar terras agrícolas e produzir água potável e telefones celulares e computadores para conectá-los a recursos comerciais, educacionais e de saúde, elas podem participar mais plenamente das atividades sociais e econômicas que impulsionam o desenvolvimento humano. Um pouco de eletricidade ajuda muito. Observe que quando o consumo anual sobe de 0 para apenas alguns milhares de quilowatts-hora per capita, os países se aproximam do topo da escala do IDH. A Argentina, com consumo per capita de cerca de 2.500 kWh, tem uma pontuação de IDH próxima à do Canadá, cujo consumo é sete vezes maior. Economias emergentes como Índia, China e Brasil têm programas agressivos de eletrificação rural. Eles descobriram, no entanto, que instalar milhares de quilômetros de fios ou queimar combustível diesel caro para operar geradores ineficientes não é necessariamente a melhor maneira de levar eletricidade para comunidades remotas. Sistemas autônomos de geração de energia usando recursos locais — particularmente energias renováveis, como energia solar, eólica, biomassa e hidrelétrica — parecem cada vez mais atraentes nessas circunstâncias. Mas com as energias renováveis, há um problema. Quando o sol se põe ou é escondido pelas nuvens, ou quando o vento para de soprar, as luzes se apagam. E quando esses sistemas produzem mais eletricidade do que está sendo usada em um determinado momento, o excedente é perdido. A solução é o armazenamento. Assim como a tecnologia celular ultrapassou os telefones fixos para levar as telecomunicações a milhões em áreas remotas, os sistemas autônomos assistidos por bateria poderiam superar a eletrificação com fio. Imagine um painel fotovoltaico e uma bateria de alta capacidade e baixo custo em cada casa em cada vila remota. A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Energia dos EUA, ARPA-E, está fazendo grandes investimentos na pesquisa de baterias de próxima geração, visando baterias de maior eficiência a custos significativamente mais baixos. Embora essa pesquisa seja impulsionada pelas preocupações das economias desenvolvidas — a principal delas, ampliar a gama de veículos elétricos e o armazenamento em nível de rede — baterias melhores e mais baratas ajudarão a abrir novos mercados na base da pirâmide. O desafio é mais complicado, é claro, do que apenas entender a ciência de armazenar energia corretamente. Há enormes obstáculos econômicos e tecnológicos a serem superados. Mas quem teria imaginado há 20 anos que bilhões de pessoas nas economias em desenvolvimento participariam da conversa global em seus telefones celulares? Há uma boa chance de que, daqui a 20 anos, centenas de milhões de pessoas vivendo fora da rede dependam da geração local de eletricidade com armazenamento para alimentar luzes, geladeiras e telefones de forma confiável, juntando-se sem fio ao mundo eletrificado. Arun Majumdar é diretor da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada — Energia (ARPA-E).

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