O maior obstáculo para levar humanos a Marte é, na verdade, fácil de explicar: como criar um propulsor que permita ir mais depressa sem ter de transportar toneladas de combustível?
Neste momento, os foguetões consomem propelente a um ritmo elevado, o que limita a distância que conseguem percorrer. Há décadas que os engenheiros procuram formas de contornar esse problema.
Um teste recente sugere um caminho diferente. Dentro de uma câmara especializada no sul da Califórnia, um novo tipo de motor entrou em funcionamento.
Não faz o estrondo típico de um foguetão. Em vez disso, emite um brilho, um zumbido e move matéria com recurso à electricidade. O resultado poderá alterar a forma como as naves viajam pelo Sistema Solar.
O propulsor electromagnético da NASA
No início deste ano, especialistas em foguetões da NASA puseram em marcha um propulsor electromagnético alimentado por vapor de metal de lítio.
Foi a primeira vez, em vários anos, que este tipo de motor atingiu níveis de potência tão elevados nos Estados Unidos. O sistema chegou até 120 quilowatts - muito acima do que as naves actuais utilizam.
O ensaio decorreu no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA. Em cinco ignições separadas, o núcleo de tungsténio do motor aqueceu para mais de 2.760 graus Celsius (5.000 graus Fahrenheit).
O núcleo brilhou com um branco intenso, enquanto um jacto avermelhado saía do bocal. A própria câmara tinha 7,9 metros de comprimento (26 pés) e foi construída para suportar calor e energia extremos.
Como a propulsão eléctrica muda as regras do jogo
Os foguetões tradicionais dependem de reacções químicas para gerar impulsos de grande força. Funcionam muito bem no lançamento, mas exigem enormes quantidades de combustível.
A propulsão eléctrica segue outro princípio: usa electricidade para acelerar partículas, criando um empurrão contínuo durante longos períodos.
Este método pode gastar até menos 90% de propelente. No espaço profundo, essa eficiência é decisiva, porque cada quilo conta.
A NASA já utiliza propulsores eléctricos em missões como a Psyche, nas quais a nave vai ganhando velocidade gradualmente. No vácuo do espaço, esse empurrão suave pode, com o tempo, chegar a 199.559 quilómetros por hora (124.000 milhas por hora).
O que distingue este propulsor
O motor testado no JPL chama-se magnetoplasmadynamic, ou propulsor MPD. Ao contrário de versões anteriores, recorre a correntes eléctricas fortes e a campos magnéticos para expelir plasma de lítio para fora do motor. Essa interacção gera um impulso simultaneamente eficiente e mais potente do que a maioria dos sistemas eléctricos actualmente em operação.
James Polk, cientista investigador sénior no JPL, trabalha nesta tecnologia há vários anos.
“Designing and building these thrusters over the last couple of years has been a long lead-up to this first test,” afirmou.
“It’s a huge moment for us because we not only showed the thruster works, but we also hit the power levels we were targeting. And we know we have a good testbed to begin addressing the challenges to scaling up.”
Marte precisa de impulso electromagnético
Para enviar humanos a Marte será necessária muito mais potência do que a que as naves actuais conseguem suportar. Uma única missão poderá exigir entre 2 e 4 megawatts de energia. Isso implica vários propulsores a operar em conjunto durante longos períodos, possivelmente por mais de 23.000 horas.
Este novo sistema é promissor porque permite escalar. Os engenheiros pretendem, em testes futuros, levar cada propulsor para valores entre 500 quilowatts e 1 megawatt.
Se forem combinados com uma fonte de energia nuclear, estes motores poderão reduzir a massa no lançamento e transportar cargas úteis mais pesadas, incluindo os abastecimentos necessários para equipas humanas.
Um passo que ganha embalo
O administrador da NASA, Jared Isaacman, destacou o objectivo mais amplo por trás do ensaio. “At NASA, we work on many things at once, and we haven’t lost sight of Mars,” disse.
“The successful performance of our thruster in this test demonstrates real progress toward sending an American astronaut to set foot on the Red Planet.”
“This marks the first time in the United States that an electric propulsion system has operated at power levels this high, reaching up to 120 kilowatts,” acrescentou Isaacman. “We will continue to make strategic investments that will propel that next giant leap.”
O percurso até lá continua a ser longo. Temperaturas elevadas, tempos de operação prolongados e a durabilidade do sistema permanecem desafios concretos.
Ainda assim, este teste oferece uma base sólida para avançar. Mostra que uma ideia estudada há muito tempo pode aproximar-se da realidade - uma descarga controlada de plasma de cada vez.
Informação a partir de um comunicado de imprensa do JPL da NASA.
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