Motor econômico
Que tal enviar uma sonda espacial da Terra à Lua gastando um décimo de litro de combustível?
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| O motor iônico é minúsculo: o módulo apontado pelo engenheiro já contém o combustível necessário para levar um nanossatélite até a Lua. [Imagem: Empa] |
É o que prometem engenheiros da Escola Politécnica de Lausanne, na Suíça.
Eles apresentaram o primeiro protótipo de um motor-foguete ultracompacto cujo objetivo declarado é "reduzir drasticamente o custo da exploração espacial".
O motor inteiro, incluindo combustível e controle eletrônico, pesa 200 gramas e foi projetado especificamente para impulsionar satélites e sondas espaciais de pequeno porte.
O motor é a primeira peça de um satélite-gari para limpar o lixo espacial, cuja construção foi proposta há cerca de um mês.
Ele também será usado em uma constelação de nanossatélites que a Alemanha está construindo para gravar sinais de rádio de frequência ultrabaixa no lado oculto da Lua.
Liberdade para os satélites
Com a miniaturização dos equipamentos, os nanossatélites caíram no gosto dos cientistas porque seu custo de fabricação e de lançamento é muito mais baixo do que um satélite convencional.
Seu grande inconveniente é justamente a falta de propulsão, o que limita sua capacidade de coleta de dados científicos de elevada precisão.
"Até agora, os nanossatélites ficam travados em suas órbitas. Nosso objetivo é torná-los livres," disse Herbert Shea, coordenador do projeto.
Motor iônico
Em vez de um combustível inflamável, o novo minimotor espacial usa um líquido iônico, um composto químico chamado EMI-BF4, que funciona tanto como solvente quanto como eletrólito.
Ele é composto de moléculas eletricamente carregadas, ou íons - como o sal de cozinha, com a diferença que o combustível do foguete é líquido a temperatura ambiente.
Para que o motor funcione e empurre o satélite, os íons são arrancados do líquido e ejetados por um campo elétrico.
Esse é o princípio básico do motor iônico: o combustível não é queimado, ele é expelido.
A saída do motor iônico também não é feita por aquele bocal tradicional dos motores foguetes: são mais de 1.000 furos por centímetro quadrado em uma placa de silício.
Funcionamento do motor iônico
Primeiramente o combustível é levado por capilaridade até um reservatório na extremidade dos microbocais.
Lá os íons são extraídos por um eletrodo mantido a uma tensão de 1.000 volts, acelerados, e finalmente emitidos da traseira do satélite, produzindo o empuxo.
A polaridade do campo elétrico é revertida a cada segundo, permitindo que tanto os íons negativos quanto os positivos sejam ejetados.
Ao contrário de um motor foguete comum, que queima o combustível, o motor iônico acelera lentamente, mas continua acelerando por muito mais tempo - sua aceleração é de um décimo de milímetro por segundo ao quadrado, o que significa que ele faz de 0 a 100 km/h em 77 horas.
Tirando a limpo
Os testes mostraram que, depois de seis meses de funcionamento, a velocidade do micromotor iônico passou de 24.000 km/h - típica de um objeto em órbita da Terra - para 42.000 km/h.
"Nós calculamos que, para alcançar a órbita lunar, um nanossatélite de 1 quilograma impulsionado por nosso motor vai levar seis meses e consumir 100 mililitros de combustível," explicou Muriel Richard, membro da equipe de desenvolvimento.
Depois de ter levantado suspeitas e recebido críticas quando da apresentação do projeto do satélite-gari, o CleanSpace, os engenheiros suíços agora afirmam que pretendem finalizar o protótipo do seu limpador de lixo espacial em um ano.
O protótipo será testado com o nanossatélite SwissCube, que já está fora de operação, mas ainda em órbita.
Fonte: Inovação Tecnológica
