Foguete autoconsumível queima a si próprio como combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/01/2024

Processo de autofagia do motor-foguete, que consome seu próprio corpo plástico como combustível.
[Imagem: University of Glasgow]

Foguete autofágico

Há quase um século engenheiros tentam construir um foguete autoconsumível, que queima a si próprio como combustível enquanto sobe - isso seria muito mais barato e permitiria levar mais carga útil ao espaço.

Uma equipe da Universidade de Glasgow acaba de fazer progressos nesse conceito, tendo construído e disparado o primeiro motor de foguete autofágico sem suporte, que consome partes de seu próprio corpo como combustível.

O motor-foguete funciona usando o calor residual da combustão do seu combustível normal para derreter sequencialmente sua própria fuselagem de plástico conforme sobe. O plástico derretido é injetado na câmara de combustão do motor como combustível adicional, para queimar junto com seus propelentes líquidos comuns.

Isto significa que um foguete autofágico exige menos propelente nos tanques a bordo, e a massa liberada pode ser alocada para carga útil.

O consumo da fuselagem também poderia ajudar a evitar o agravamento do problema dos detritos espaciais, resíduos descartados que orbitam a Terra e podem dificultar missões futuras, ou simplesmente caem de volta, provocando medo na população. Por outro lado, os gases liberados pela combustão do plástico na atmosfera são uma preocupação a ser considerada.

O conceito é promissor para o envio ao espaço de nanossatélites, que poderiam dispensar as longas esperas e o alto custo das caronas nos foguetes maiores.
[Imagem: University of Glasgow]

Testes promissores

O conceito de motor de foguete autoconsumível foi proposto e patenteado em 1938. No entanto, nenhum projeto de motor autofágico voou de maneira controlada até que uma parceria entre as universidades de Glasgow (Escócia) e Nacional de Dnipro (Ucrânia) alcançou esse marco em 2018.

Agora, com o apoio da Universidade de Kingston (Reino Unido), os engenheiros de Glasgow demonstraram que podem ser utilizados propulsores líquidos mais energéticos e que a fuselagem de plástico pode suportar as forças necessárias para ser injetada no motor sem entupir tudo - estas são etapas essenciais no desenvolvimento de um conceito de voo viável.

O motor, chamado Ouroborous-3, usa tubos plásticos de polietileno de alta densidade como fonte de combustível autofágico, queimando-os junto com os principais propelentes do foguete - uma mistura de oxigênio gasoso e propano líquido.

A equipe testou com sucesso seu motor autofágico produzindo 100 newtons de empuxo em uma série de experimentos controlados. Esses experimentos mostraram que o Ourobourous-3 queima de forma estável - um requisito fundamental para qualquer motor de foguete - durante todo o estágio autofágico, com a fuselagem de plástico fornecendo até um quinto do propelente total utilizado. Nos testes, contudo, a parte final da queima da fuselagem foi catastrófica, uma questão de segurança que deverá ser considerada nas próximas etapas do desenvolvimento.

"Estes resultados são um passo fundamental no caminho para o desenvolvimento de um motor de foguete autofágico totalmente funcional. A estrutura de um foguete convencional representa entre cinco e 12 por cento de sua massa total. Nossos testes mostram que o Ouroborous-3 pode queimar uma quantidade muito semelhante de sua própria massa estrutural como propulsor. Se pudermos disponibilizar pelo menos parte dessa massa para carga útil, isso seria uma perspectiva atraente para futuros projetos de foguetes," disse o professor Patrick Harkness, coordenador do projeto.

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