Motor espacial aspirado colocar naves na fronteira entre atmosfera e espao

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 09/05/2024

Entre a atmosfera e o espao

Engenheiros da Universidade de Surrey, no Reino Unido, esto desenvolvendo uma nova maneira de impulsionar espaonaves em rbitas extremamente baixas da Terra usando – literalmente – ar rarefeito como combustvel.

Embora os propulsores hipersnicos tambm aspirem o ar atmosfrico, sua capacidade de voar de cinco a doze vezes a velocidade do som depende de que eles faam isto em alta presso, aproveitando justamente sua velocidade. por isso que eles precisam de um empurro inicial, dado geralmente por um motor-foguete.

O conceito apresentado agora diferente, tirando proveito de uma tecnologia usada no espao, mas trazendo-a para quase dentro da atmosfera, onde ela pode tirar proveito do ar muito rarefeito de altitudes muito elevadas, mas ainda abaixo das altitudes dos satlites artificiais de rbita baixa.

“H benefcios em voar em rbitas de altitude muito baixa, como ser capaz de operar a observao da Terra em resolues muito mais altas do que as oferecidas atualmente. Isso tambm pode significar telecomunicaes mais rpidas e abriria a porta para novas descobertas cientficas sobre as condies da ionosfera, o que poderia ajudar a desenvolver modelos atmosfricos mais precisos,” disse o professor Andrea Fabris.

A imagem de baixo mostra a sada do motor sendo testado com xennio (tonalidade azul) e ar rarefeito (tonalidade vermelha).
[Imagem: Mansur Tisaev et al. – 10.1016/j.actaastro.2023.11.028]

Propulso eltrica aspirada

O ar rarefeito em rbitas de altitude extremamente baixa significa que necessrio um tipo diferente de projeto e propulso de espaonaves, em comparao com aqueles usados por espaonaves e satlites que operam no vcuo das tradicionais rbitas baixas da Terra.

A chave est em capturar esse ar atmosfrico muito rarefeito e us-lo como propelente para um propulsor eltrico similar aos motores inicos, que j foram usados em inmeras misses espaciais. A diferena que, em vez de levar o propelente – os motores inicos tipicamente usam o gs nobre xennio como combustvel – este novo motor hbrido “respira” o ar ambiente, que transformado em um plasma por um propulsor eltrico.

“Estamos desenvolvendo um ctodo, ou neutralizador, para funcionar em propulsores eletrostticos que operam no ar rarefeito encontrado na rbita ultrabaixa da Terra. Ao coletar e comprimir os gases nessa altitude, podemos criar um fluxo de propelente que ionizado ( isto , transformado em uma mistura de partculas carregadas) e acelerado usando combinaes de campos eltricos e magnticos, aproveitando a energia eltrica dos painis solares,” detalhou o professor Mansur Tisaev, membro da equipe.

Nesse conceito, que a equipe chama de “propulso eltrica aspirada”, a nave espacial mantm sua altitude orbital atravs da compensao de arrasto, eliminando a necessidade de armazenar propelente a bordo. Isso significa que a vida til da misso no precisa ser limitada pela capacidade dos seus tanques, barateando tambm seu lanamento.

A Agncia Espacial do Reino Unido gostou da ideia e j forneceu o financiamento para o desenvolvimento do novo conceito de propulso eltrica aspirada.

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