Motor helicoidal pode violar leis da física para atingir velocidade da luz

Com informações da New Scientist - 14/10/2019

Motores de foguete que não precisam de combustível já foram propostos antes: esta é uma ilustração do EM drive.
[Imagem: Luis Molina/]

Nave sem combustível

Para toda ação, há uma reação: esse é o princípio sob o qual todos os foguetes funcionam, lançando o propelente em uma direção para que o veículo viaje na outra.

Mas um engenheiro da NASA acredita que pode nos levar às estrelas sem propelente nenhum.

Projetado por David Burns, do Centro de Voos Espaciais Marshall, da NASA, o "motor helicoidal" explora efeitos de alteração de massa que as teorias dizem ocorrer à velocidade da luz.

O conceito foi recebido com ceticismo em alguns setores, mas Burns acredita que vale a pena prosseguir em seu estudo: "Estou confortável em divulgá-lo. Se alguém disser que não funciona, eu serei o primeiro a dizer que valeu a pena tentar."

Motor helicoidal

Para entender o princípio do motor de Burns, imagine uma caixa em uma superfície sem atrito. Dentro dessa caixa há uma haste, ao longo da qual um anel pode deslizar. Se uma mola dentro da caixa empurrar o anel, o anel deslizará ao longo da haste em um sentido, enquanto a caixa recuará no sentido oposto. Quando o anel chegar ao final da caixa, ele quicará de volta e a direção de recuo da caixa também mudará. Essa é a ação-reação - também conhecida como terceira lei do movimento de Newton - e, em circunstâncias normais, restringe a caixa a balançar para frente e para trás.

Mas, pergunta Burns, e se a massa do anel for muito maior quando ele deslizar em uma direção do que na outra? Então isso daria à caixa um chute maior em uma extremidade do que na outra. A ação excederia a reação e a caixa aceleraria para a frente.

Essa mudança de massa não é proibida pela física. A teoria da relatividade especial de Einstein diz que os objetos ganham massa à medida que se aproximam da velocidade da luz, um efeito que deve ser levado em conta nos aceleradores de partículas. De fato, uma implementação simplista do conceito de Burns seria substituir o anel por um acelerador de partículas circular, no qual íons são rapidamente acelerados para a velocidade relativística durante um curso e desacelerados durante o outro.

A massa do elemento ativo do motor helicoidal deve mudar quando está num sentido e voltar ao normal quando está no outro.
[Imagem: David Burns]

Motor espacial

Mas Burns acha que faria mais sentido abandonar a caixa e a haste e empregar o acelerador de partículas tanto para o movimento lateral quanto para o circular - nesse caso, o acelerador precisaria ter o formato de uma hélice. É daí que vem o nome do motor de Burns: motor helicoidal.

O motor helicoidal precisaria ser grande - com cerca de 200 metros de comprimento e 12 metros de diâmetro - e de alta potência, exigindo 165 megawatts de energia para gerar apenas 1 newton de empuxo, que é aproximadamente a mesma força que você usa para digitar em um teclado. Por esse motivo, o motor só seria capaz de atingir velocidades significativas no ambiente sem atrito do espaço.

"O motor em si seria capaz de atingir 99% da velocidade da luz se você tiver tempo e energia suficientes," diz Burns.

Este é o EmDrive, construído pelo cientista Roger Shawyer.
[Imagem: EmDrive]

Risco de passar vergonha

Propostas de veículos sem propelentes não são novas. No final dos anos 1970, Robert Cook, um inventor dos EUA, patenteou um motor que supostamente convertia força centrífuga em movimento linear. E, no início dos anos 2000, o inventor britânico Roger Shawyer propôs o motor EM - ou EM Drive -, que ele alegou poder converter em empuxo micro-ondas presas em uma cavidade especial.

Em 2014, a NASA anunciou que o motor espacial EmDrive poderia funcionar de verdade. No ano passado, porém, uma equipe da Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha, não conseguiu repetir os resultados. O resumo é que, até agora, os conceitos de Cook e Shawyer são considerados, de forma educada, especulativos - muitos afirmam que eles são impossíveis, devido à violação da conservação do momento, uma lei física essencial.

Burns trabalhou em seu projeto em particular, sem nenhum patrocínio da NASA, e ele admite que seu conceito é extremamente ineficiente. No entanto, ele diz que há potencial para coletar grande parte da energia que o acelerador perde em calor e radiação. Ele também sugere maneiras de conservar o momento, como na rotação dos íons acelerados.

"Eu sei que é arriscado aparecer quando há o EmDrive e a fusão a frio," diz ele. "Mas você precisa estar preparado para ficar envergonhado. É muito difícil inventar algo que é novo sob o Sol e que realmente funciona".

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