Criado novo tipo de motor espacial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/12/2005

A Agência Espacial Européia (ESA) confirmou que está trabalhando em um novo conceito de motor espacial - idealizado por cientistas australianos - que é muito mais potente do que os motores iônicos, que são, hoje, a última palavra em motores para naves e sondas espaciais.

O novo motor foi inspirado nas auroras que ocorrem nos pólos da Terra, aqueles fantásticos brilhos que anunciam o aumento da atividade solar.

"Essencialmente o conceito explora um fenômeno natural que nós vemos acontecendo no espaço," afirmou Roger Walker, coordenador da Equipe de Conceitos Avançados da ESA. "Quando o vento solar, um 'plasma' de gás eletrificado liberado pelo Sol, alcança o campo magnético da Terra, ele cria uma barreira, que consiste de duas camadas de plasma. Cada camada tem diferentes propriedades elétricas e isso pode acelerar algumas partículas do vento solar através da barreira, fazendo-as colidir com com a atmosfera terrestre, criando a aurora."

A dupla camada de plasma é o equivalente eletrostático de uma queda d'água. Da mesma forma que as moléculas de água ganham energia à medida em que se deslocam de um ponto mais alto para um ponto mais baixo, as partículas eletricamente carregadas ganham energia quando viajam através das camadas de diferentes propriedades elétricas.

Os pesquisadores Christine Charles e Rod Boswell, da Universidade Nacional da Austrália, foram os primeiros a conseguir criar as duplas camadas de plasma em seu laboratório, em 2003. Isto levou o grupo a desenvolver um protótipo de motor espacial, chamado "motor helicon de dupla camada".

Agora os cientistas da ESA, juntamente com colegas da Escola Politécnica de Paris, na França, reuniram-se para tentar reproduzir os experimentos dos colegas australianos. Todas as descobertas de 2003 foram confirmadas, o que levou os cientistas europeus a criar sua própria versão do novo motor de propulsão elétrica, que eles batizaram de "motor de plasma eletronegativo".

Para criar sua dupla camada, a equipe, chefiada pelo Dr. Pascal Chabert, construiu um tubo oco ao redor de uma espécie de antena de rádio. A seguir eles injetaram gás argônio no interior do tubo e fizeram com que a antena transmitisse ondas helicoidais de rádio numa freqüência de 13 MegaHertz.

Isso ionizou o argônio, criando plasma. O plasma pode ser imaginado como sendo o quarto estado da matéria. Da mesma forma que sólidos, líquidos e gases possuem propriedades diferentes, o plasma tem suas próprias características físicas. Ele é um gás no qual os átomos tiveram alguns de seus elétrons arrancados, o que faz com que ele responda à influência de campos elétricos e magnéticos. Os cientistas estimam que 99% de toda a matéria do universo esteja na forma de plasma. Na Terra, entretanto, a ocorrência de plasma é muito rara, à exceção da camada superior da atmosfera, chamada ionosfera.

A seguir, os pesquisadores aplicaram um campo magnético em uma extremidade do tubo, forçando a expansão do plasma que deixava o tubo. Isso permitiu a formação de dois tipos diferentes de plasma no interior do tubo, um ascendente e outro descendente, originando a dupla camada na fronteira entre os dois. Isto acelerou ainda mais o plasma de argônio para fora do tubo, criando um feixe supersônico. É justamente esse feixe de íons que cria o empuxo do novo motor espacial.

Os cálculos sugerem que um motor helicon de dupla camada possa ser um pouco maior do que o motor iônico de última geração que equipa a sonda espacial SMART-1, que está atualmente em volta da Lua, testando um motor iônico. Mas ele será capaz de gerar um empuxo de até 100 kW, muitíssimo superior ao gerado pelo motor iônico, com a mesma eficiência de combustível.

Mas, antes de enviar o primeiro motor helicon ao espaço, os cientistas planejam fazer simulações completas em computador, principalmente para verificar o comportamento do plasma. Assim, eles poderão descobrir o comportamento do motor, antes de colocá-lo em uma missão real.

Mais tópicos