O maior obstáculo para levar seres humanos a Marte é fácil de resumir: como criar um propulsor que acelere mais sem precisar carregar toneladas de combustível?
Hoje, os foguetes consomem propelente rapidamente, e isso reduz o alcance possível. Há décadas, engenheiros buscam alternativas viáveis para contornar esse limite.
Um teste recente sugere um caminho diferente. Dentro de uma câmara especializada no sul da Califórnia, um novo tipo de motor ganhou vida.
Ele não estronda como um foguete. Em vez disso, ele brilha, emite um zumbido e movimenta matéria com eletricidade. Se continuar avançando, o resultado pode mudar a forma como naves atravessam o sistema solar.
O propulsor eletromagnético da NASA
No início deste ano, especialistas em propulsão da NASA colocaram em operação um propulsor eletromagnético alimentado por vapor de lítio metálico.
Foi a primeira vez em anos que um motor desse tipo atingiu níveis de potência tão altos nos Estados Unidos. O sistema chegou a até 120 kilowatts - muito acima do que as espaçonaves atuais costumam usar.
O ensaio ocorreu no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA. Ao longo de cinco ignições separadas, o núcleo de tungsténio do motor foi aquecido a mais de 5,000 degrees Fahrenheit (2,760 degrees Celsius).
O componente ficou incandescente, num branco intenso, enquanto uma pluma vermelha saía pelo bocal. A própria câmara tinha 26 pés (7.9 metros) de comprimento e foi projetada para suportar calor e energia em níveis extremos.
Como a propulsão elétrica muda o jogo
Foguetes tradicionais dependem de reações químicas para gerar impulsos fortes de empuxo. Eles são muito eficazes para a decolagem, mas consomem grandes quantidades de combustível.
A propulsão elétrica segue outra lógica. Ela usa eletricidade para acelerar partículas, criando um empurrão contínuo por longos períodos.
Com essa estratégia, é possível gastar até 90 percent menos propelente. Em missões ao espaço profundo, essa eficiência faz diferença, porque cada quilo conta.
A NASA já emprega propulsores elétricos em missões como a Psyche, nas quais a nave vai ganhando velocidade aos poucos. No vácuo do espaço, esse empuxo suave pode, com o tempo, chegar a 124,000 miles (199,559 kilometers) por hora.
O que diferencia este propulsor
O motor testado no JPL é um propulsor magnetoplasmadinâmico, ou MPD. Diferentemente de projetos anteriores, ele combina correntes elétricas intensas e campos magnéticos para expelir plasma de lítio para fora do motor. Essa interação gera empuxo com boa eficiência e, ao mesmo tempo, mais força do que a maioria dos sistemas elétricos em operação hoje.
James Polk, cientista de pesquisa sénior do JPL, trabalha com essa tecnologia há anos.
“Designing and building these thrusters over the last couple of years has been a long lead-up to this first test,” disse ele.
“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 empuxo eletromagnético
Para enviar humanos a Marte, será necessário um patamar de potência muito acima do que as espaçonaves atuais conseguem sustentar. Uma única missão pode exigir entre 2 e 4 megawatts de energia. Isso implica vários propulsores trabalhando em conjunto por períodos longos, possivelmente acima de 23,000 horas.
O novo sistema é promissor porque permite expansão de escala. Em testes futuros, a meta dos engenheiros é levar cada propulsor a algo entre 500 kilowatts e 1 megawatt.
Se forem combinados com uma fonte nuclear de energia, esses motores podem reduzir a massa necessária no lançamento e, ao mesmo tempo, permitir cargas úteis maiores - incluindo suprimentos essenciais para tripulações humanas.
Um passo que ganha tração
O administrador da NASA, Jared Isaacman, destacou o objetivo mais amplo por trás do ensaio. “At NASA, we work on many things at once, and we haven't lost sight of Mars,” afirmou.
“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.”
Ainda há um percurso considerável pela frente. Temperaturas elevadas, tempos de operação prolongados e a durabilidade do conjunto continuam sendo desafios concretos.
Mesmo assim, este teste entrega uma base tangível para evoluir. Ele indica que uma ideia estudada por muito tempo pode se aproximar da prática - em rajadas controladas de plasma, uma após a outra.
Informações de um comunicado à imprensa do JPL da NASA.
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