Espaço

Novo combustível sólido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/01/2003

A NASA testou com sucesso um novo combustível sólido que poderá aumentar a segurança operacional e reduzir os custos em relação aos atualmente utilizados. O novo combustível, à base de parafina, poderá ser eventualmente utilizado nos foguetes dos ônibus espaciais.

Dois anos de colaboração entre a Universidade de Stanford e o Laboratório Ames, da NASA, resultaram em um combustível não tóxico, de fácil manuseio, feito de uma substância semelhante à que é utilizada em velas comuns. Os sub-produtos da combustão são água e dióxido de carbono. Isto representa uma grande vantagem em relação aos atuais combustíveis sólidos, que liberam óxido de alumínio e gases ácidos, tais como o cloreto de hidrogênio.

"Há um custo elevado na fabricação, manuseio e transporte dos combustíveis sólidos convencionais para foguetes, mas o novo combustível à base de parafina é mais barato, não tóxico e menos perigoso," disse o prof. Greg Zilliac, do Laboratório Ames. "Uma vez que o combustível é muito estável e não oferece risco ao meio-ambiente, um foguete híbrido poderá ser abastecido no local de lançamento ao invés de o ser na fábrica, representando uma grande economia," acrescentou ele.

O principal objetivo do programa de testes da NASA era determinar se os resultados promissores das experiências iniciais na bancada do laboratório, feitas em Stanford, seriam mantidos na escala das câmaras de combustão exigidas para os sistemas de lançamento reais. "Os testes de combustão da NASA foram muito promissores e indicam que a taxa de queima nos equipamentos de larga escala é tão alta quanto aquela alcançada nos testes em pequena escala de Stanford," acrescentou Zilliac. "Este novo combustível poderá impactar significativamente o futuro do transporte espacial," disse ele.

"Um foguete híbrido equivalente aos foguetes sólidos do ônibus espacial poderá ter o mesmo diâmetro, mas poderá ser um pouco mais longo," disse o professor Brian Cantwell, da Universidade de Stanford. "Foguetes híbridos, utilizando o combustível à base de parafina, poderão ser controlados, incluindo o desligamento e o religamento. Esta é uma das razões pelas quais ele pode ser considerado como um possível substituto para os atuais combustíveis sólidos dos foguetes do ônibus espacial, que não podem ser desligados após iniciarem sua queima. Um projeto sendo considerado é um novo foguete híbrido que é capaz de voar de volta para o local de lançamento para recarga," acrescentou ele.

Um foguete híbrido utiliza um oxidante liquefeito que é gaseificado antes de ser injetado na câmara de combustão, onde está o combustível sólido. Na ignição, a combustão se desenvolve sobre a superfície do combustível sólido, fazendo-o evaporar e sustentando a combustão. Uma vez que os atuais combustível híbridos, não baseados em parafina, não conseguem manter uma alta taxa de combustão, eles têm tido poucas aplicações e não são comercialmente viáveis para aplicações espaciais. Os testes em Stanford e Ames mostraram que o novo combustível à base de parafina tem uma taxa de combustão que é três vezes maior do que a de outros combustíveis utilizados nos foguetes híbridos.

A primeira fase do programa incluiu aproximadamente 40 testes. Uma nova câmara de combustão com janelas de safira será instalada em Ames para permitir aos cientistas observar o processo de combustão utilizando instrumentos óticos. As janelas de safira são necessárias para suportar a pressão de cerca de 60 atmosferas, atingida no interior da câmara. Os cientistas irão estudar os processos físicos fundamentais que produzem o alto desempenho do combustível.

Os engenheiros da NASA irão realizar cerca de 200 testes durante o projeto. Será realizado no máximo um teste por dia, cada um durando cerca de 20 segundos ou menos.

A idéia de um combustível de queima rápida, baixo custo e a base de parafina, foi originalmente concebida pelos Drs. Arif Karabeyoglu, de Stanford, e David Altman, da NASA. Karabeyoglu desenvolveu a idéia em sua tese de doutoramento, parcialmente financiada pelas duas entidades. Ele chefia a equipe da Universidade de Stanford responsável pela pesquisa.