Motor espacial precisa de apenas um tanque de combustível para ir e voltar de Marte
Patrick Neumann inventou um motor de íons que quebra o recorde de eficiência de combustível registrado por uma patente até hoje.
Segundo Neumann, professor de engenharia mecânica da Universidade Ryerson, no Canadá, o motor poderia ir à “Marte e voltar em um tanque de combustível”, mas seu primeiro uso pode ser para manobrar pequenos satélites na órbita da Terra.
A ideia deste tanque de combustível
Neumann disse que a ideia para o motor veio quando ele era estudante da graduação e ajudou um pós-doutorando como parte de um programa para conectar graduandos com pesquisas reais.
Neumann mediu a velocidade de íons de titânio liberados por um arco eléctrico pulsado, semelhante a um arco de soldadura. “O titânio saiu em 20 quilômetros por segundo e eu pensei ‘você poderia usar isso para impulso'”, contou ao site IFLScience.
Em um trabalho posterior, Neumann testou seu palpite, com 11 materiais diferentes.
Os resultados foram dramáticos. Uma medida de eficiência é o impulso específico. O recorde atual é do motor de propulsão elétrica da NASA (HiPeP), com 9.600 segundos.
No entanto, usando magnésio, Neumann conseguiu um número estimado de 14.600 segundos de impulso específico. “Outros metais têm menor eficiência, mas maior impulso. Então você precisaria de mais combustível para chegar à Marte, mas poderia chegar lá mais rápido”, explica.
Na prática
Neumann afirma que combustíveis metálicos têm mais vantagens além da eficiência. O HiPEP da NASA, por exemplo, usa Xenon, uma fonte difícil de conseguir na Terra. O magnésio é encontrado em asteroides como olivina, mas Neumann obteve resultados promissores com titânio, alumínio e outros metais mais amplamente utilizados.
Naves espaciais usando sua tecnologia poderiam encontrar e capturar combustível a partir de um satélite morto, o que otimiza o reabastecimento e diminui o problema lixo espacial ao mesmo tempo.
“Usando cálculos iniciais, pensamos que 20 kg de magnésio poderia levar uma sonda de 100 kg para Marte e voltar. Levaria três a cinco anos e haveria peso para painéis solares e comunicações, mas achamos que sobraria 20 kg para carga útil”, diz. “Com um impulso maior, você poderia chegar lá em 9 a 11 meses, mas o tanque de combustível ficaria vazio ao pousar no destino. Uma viagem de regresso exigiria reabastecimento localmente ou em órbita de Marte”. [IFLS]
