NASA anuncia misso para testar vela solar avanada

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 06/07/2021

Propulso por vela solar

A NASA anunciou uma nova misso de demonstrao da navegao por vela solar, um meio de propulso adequado para viagens de longa durao de sondas robticas.

As velas solares so pelculas muito finas que podem impulsionar naves espaciais aproveitando a presso de radiao da luz – pode ser a luz solar ou a luz de um laser projetada distncia.

Ao eliminar a necessidade dos combustveis qumicos dos foguetes tradicionais e das fontes nucleares para alimentar motores inicos, a expectativa que possamos enviar sondas ao espao profundo.

Com o conceito j bem demonstrado – da histrica LightSail 2 mais recente Ikaros, da Agncia Espacial Japonesa – a NASA agora quer inovar nos materiais usados para abrir a vela solar. A misso chama-se ACS3 – sigla em ingls para Sistema de Vela Solar com Compsito Avanado.

Hastes telescpicas

Embora haja melhorias incrementais no material da prpria vela, a ACS3 usar um sistema inovador de hastes telescpicas, as peas que se esticam no espao para abrir a vela solar, como se fossem os mastros de um veleiro.

Quando a sonda – um minsculo cubesat com 23 x 23 x 34 centmetros – chegar ao espao e abrir seus painis solares, ela comear ento a estender quatro mastros telescpicos, que devero desenrolar at atingir um comprimento de 7 metros cada um, levando consigo o tecido da vela solar propriamente dita. Esse procedimento testar tambm um sistema inovador para extenso dos mastros, um carretel de fita projetado para minimizar o travamento dos mastros.

O processo inteiro dever levar de 20 a 30 minutos, dotando o cubesat de uma vela solar quadrada com aproximadamente 9 metros de aresta, o tamanho de um pequeno apartamento. Um conjunto de cmeras a bordo filmar todo o procedimento, a fim de avaliar o funcionamento do conjunto e a forma final da vela.

Os mastros extensveis so feitos de um material polimrico flexvel e reforados com fibra de carbono. Este material compsito pode ser enrolado para armazenamento at um volume muito mais compacto do que seus equivalentes anteriores, mas permanece forte e leve quando desenrolado. O novo material tambm mais rgido e resistente a dobras e empenamentos eventualmente causados pelas mudanas de temperatura na rbita baixa da Terra, onde cada dia e cada noite duram cerca de 90 minutos.

Essas barras extensveis so 75% mais leves e sofrem 100 vezes menos distoro trmica no espao – mudana de forma sob o calor – do que as barras metlicas que foram ao espao anteriormente.

Como a presso da radiao solar pequena, a vela solar deve ser grande para gerar empuxo significativo – a NASA j fala em velas com 2.000 metros quadrados.
[Imagem: NASA]

Velas solares maiores

Com a vela solar estendida, a misso prosseguir com a coleta de dados sobre a acelerao e velocidade atingidas pela nave impulsionada pela presso de radiao da luz do Sol.

As velas solares podem operar indefinidamente, limitadas apenas pela resistncia dos materiais de que so feitas ao ambiente espacial, e dos sistemas eletrnicos das espaonaves.

Os engenheiros da NASA calculam que a nova tecnologia de mastro extensvel usada pela ACS3 poder ser usada em misses futuras para velas solares de at 500 metros quadrados. Enquanto isso, a equipe j est trabalhando no desenvolvimento de novos mecanismos, que permitiro velas solares de at 2.000 metros quadrados.

A misso ACS3 dever ser lanada em 2022.

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