A maior dificuldade em levar seres humanos a Marte é fácil de resumir: como criar um propulsor que permita viajar mais depressa sem ter de transportar toneladas de combustível?
Neste momento, os foguetões gastam propelente a um ritmo elevadíssimo, o que reduz o alcance. Há décadas que os engenheiros procuram alternativas viáveis.
Um ensaio recente sugere um caminho diferente. No interior de uma câmara especializada no sul da Califórnia, um novo tipo de motor entrou em funcionamento.
Não ruge como um foguetão. Em vez disso, emite um brilho, faz um zumbido e empurra matéria com recurso à electricidade. Se evoluir, poderá mudar a forma como as naves se deslocam pelo Sistema Solar.
O propulsor electromagnético da NASA
No início deste ano, especialistas em propulsão da NASA activaram um propulsor electromagnético alimentado por vapor de metal de lítio.
Foi a primeira vez em vários anos que um motor deste tipo operou com níveis de potência tão elevados nos Estados Unidos. O sistema chegou a 120 kilowatts, um patamar muito acima do que as naves actuais utilizam.
O teste decorreu no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA. Ao longo de cinco ignições separadas, o núcleo de tungsténio do motor aqueceu para lá de 5,000 graus Fahrenheit (2,760 degrees Celsius).
O conjunto brilhou num branco intenso, enquanto uma pluma vermelha saía pelo bocal. A própria câmara tinha 26 pés (7.9 metros) de comprimento e foi concebida para suportar calor e energia extremos.
Como a propulsão eléctrica muda as regras
Os foguetões tradicionais dependem de reacções químicas para gerar impulsos de grande força. São eficazes no lançamento, mas consomem quantidades muito elevadas de combustível.
A propulsão eléctrica segue outra lógica. Usa electricidade para acelerar partículas, criando um empurrão contínuo durante longos períodos.
Com esta abordagem, é possível gastar até 90 percent menos propelente. Em missões ao espaço profundo, essa eficiência é decisiva, porque cada libra conta.
A NASA já utiliza propulsores eléctricos em missões como a Psyche, onde a nave vai ganhando velocidade gradualmente. No vácuo do espaço, esse impulso suave pode acabar por atingir 124,000 milhas (199,559 quilómetros) por hora.
O que torna este propulsor diferente
O motor testado no JPL é um propulsor magnetoplasmadinâmico, ou MPD. Ao contrário de versões anteriores, recorre a correntes eléctricas intensas e a campos magnéticos para expelir plasma de lítio para fora do motor. Esta interacção gera um impulso que, ao mesmo tempo, é eficiente e mais forte do que o da maioria dos sistemas eléctricos actualmente em operação.
James Polk, cientista sénior de investigação no JPL, tem trabalhado nesta tecnologia há anos.
“Conceber e construir estes propulsores ao longo dos últimos dois anos foi uma longa preparação para este primeiro teste”, afirmou.
“É um momento enorme para nós, porque não só demonstrámos que o propulsor funciona, como também atingimos os níveis de potência que pretendíamos. E sabemos que temos uma boa bancada de testes para começar a enfrentar os desafios de aumentar a escala.”
Marte precisa de impulso electromagnético
Enviar humanos para Marte exigirá muito mais potência do que a que as naves actuais conseguem suportar. Uma única missão poderá necessitar entre 2 e 4 megawatts de energia. Isso implicaria vários propulsores a trabalhar em conjunto durante períodos prolongados, possivelmente por mais de 23,000 hours.
Este novo sistema é promissor porque pode ser escalado. A meta dos engenheiros é levar cada propulsor a valores entre 500 kilowatts e 1 megawatt em testes futuros.
Se forem combinados com uma fonte de energia nuclear, estes motores poderão reduzir a massa necessária no lançamento e transportar cargas úteis mais pesadas, incluindo os abastecimentos de que equipas humanas precisam.
Um passo que ganha tracção
O administrador da NASA, Jared Isaacman, apontou para o objectivo mais amplo por trás do ensaio. “Na NASA, trabalhamos em muitas coisas ao mesmo tempo e não perdemos Marte de vista”, disse.
“A prestação bem-sucedida do nosso propulsor neste teste demonstra progressos reais no sentido de enviar um astronauta americano a pôr os pés no Planeta Vermelho.”
“Esta é a primeira vez, nos Estados Unidos, que um sistema de propulsão eléctrica operou com níveis de potência tão elevados, atingindo até 120 kilowatts”, acrescentou Isaacman. “Continuaremos a fazer investimentos estratégicos que impulsionarão esse próximo grande salto.”
O percurso até lá continua a ser longo. Temperaturas elevadas, tempos de funcionamento prolongados e a durabilidade do sistema permanecem desafios concretos.
Ainda assim, este ensaio oferece uma base tangível para avançar. Mostra que uma ideia estudada há muito pode aproximar-se da prática - uma emissão controlada de plasma de cada vez.
Informação baseada num comunicado de imprensa do JPL da NASA.
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