Conheça o Grupo de Propulsão Híbrida da UnB

Olá leitor!

Segue abaixo uma matéria publicada na “Revista Espaço Brasileiro” (Jul, Ago e Set de 2011), destacando que novas tecnologias para setor espacial foram desenvolvidas pelo “Grupo de Propulsão Híbrida” da Universidade de Brasília com apoio da Agência Espacial Brasileira (AEB).

Duda Falcão

PESQUISA

Grupo de Propulsão Híbrida

Parceria entre Agência Espacial Brasileira e Universidade

de Brasília gera novas tecnologias para o setor espacial.

Leandro Duarte

Em busca de um combustível mais seguro, mais simples e mais barato para foguetes, o professor da Universidade de Brasília (UnB), Carlos Alberto Gurgel criou, em 2000, o “Grupo de Propulsão Híbrida da UnB” (Hybrid Propulsion Team). A equipe formada por estudantes da universidade foi pioneira no estudo dos foguetes híbridos no Brasil. Desde sua criação, o time realizou diversos experimentos e equipes foram treinadas, o que contribuiu para gerar a oportunidade de especialização na área espacial para estudantes da universidade.

Os vínculos entre a AEB e o grupo vêm desde o início do empreendimento. A Agência financiou vários projetos por meio do programa UNIESPAÇO, que tem como objetivo integrar o setor universitário à realização do Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE) para atender a demanda tecnológica do setor, no desenvolvimento de produtos e processos, análises e estudos.

Um deles foi um projeto de graduação, denominado “Lile”. Iniciado em 2004, o empreendimento tinha como objetivo construir dois pequenos foguetes híbridos de sondagem, o Lile 1 e o 2. Segundo Gurgel, mesmo sendo de pequeno porte, “os equipamentos representaram um marco para a engenharia aeroespacial brasileira por serem os primeiros foguetes híbridos lançados em território nacional”. Lançados de uma fazenda nos arredores de Brasília, não possuíam um sistema de telemetria e, por isso, não foi possível realizar a estimativa de sua trajetória.

Outro projeto que teve apoio da AEB, intitulado “Programa Santos Dumont”, começou em 2005, com intuito de desenvolver dois grandes foguetes de alumínio capazes de atingir 8 km de altura, com sistema de telemetria computadorizada, para obter dados precisos sobre sua trajetória, e ainda um sistema de recuperação por meio de paraquedas.

Com o apoio do UNIESPAÇO, dois outros veículos espaciais foram desenvolvidos, o SD-1 e o SD-2. O primeiro foi um foguete com empuxo de 500 N e o segundo de 1500 N. O motor do SD-1 foi construído e testado várias vezes. Foram realizados dois lançamentos, ambos com êxito.

Depois do sucesso da primeira etapa, foi desenvolvido o SD-2. Em 2006, os testes com a classe de motor do SD-2 começaram e o motor foi avaliado mais de dez vezes na horizontal (bancada). O conjunto do motor foi testado duas vezes na posição de vôo e houve falhas nas duas tentativas (explosão). Alguns elementos foram modificados e o novo motor já está pronto para ser testado novamente. O grupo negocia, atualmente, com a Base do Exército, em Formosa (GO), um espaço para realizar com total segurança esses novos testes de qualificação.

Em 2008, parte do grupo do Hybrid Team foi a São José dos Campos para validar o perfil aerodinâmico do foguete SD-2 no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). De acordo com Gurgel, muitas melhorias foram feitas com os conhecimentos obtidos neste pequeno período. “A versão melhorada do SD-2b ainda está em fase de testes e aguardando oportunidade para ser lançado”, afirma o pesquisador.

Paralelo ao desenvolvimento destes dois programas, o grupo desenvolveu um avançado programa de bancadas de testes, capaz de gerar resultados experimentais para o estudo de propulsão espacial. A primeira bancada do programa foi cedida ao Laboratório de Combustão e Propulsão do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Alguns anos depois, o grupo conduziu uma das maiores campanhas feitas no Brasil, com mais de 50 ensaios em um mês, realizado, em cooperação com o Dr. Fernando Costa, chefe daquele laboratório. A bancada emprega foi projetada pela UnB e o sistema de coleta de dados pelos técnicos do INPE.

Junto com o INPE, a equipe da UnB conseguiu desenvolver nova bancada desenhada para uma operação modular, de modo que novos experimentos pudessem ser facilmente adaptados e realizados. A bancada modular vem sendo usada, desde então, em diversas modalidades de testes como: modulação de empuxo, pesquisa de bio-parafina, refrigeração da tubeira e caracterização da instabilidade da combustão. “Esta bancada de testes é uma das instalações mais ativas na área de propulsão espacial, com mais de 30 testes por ano”, explica Gurgel.

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No futuro, o grupo pretende auxiliar o desenvolvimento do Satélite SARA. Esse satélite será utilizado com o intuito de testar experimentos em ambientes de microgravidade e retornar à Terra. É chamado de satélite de reentrada atmosférica e será um importante subsídio para estudos e pesquisas, especialmente em microgravidade. “Queremos colocar a propulsão híbrida nos artefatos espaciais brasileiros, como nos foguetes de sondagem”, afirmou Gurgel. Segundo ele, o grupo tem um projeto de foguete de reentrada que pode ser usado para transportar o satélite SARA. Este motor foi projetado com auxílio de um código de otimização multidisciplinar via algoritmo genético. “Com pouco dinheiro e tempo podemos entregar um desses foguetes para avaliação do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) empregando componentes de prateleira a maioria já identificada no mercado”, afirmou o professor.

Vários grupos de propulsão internacionais estão desenvolvendo motores híbridos para foguetes de sondagens suborbitais. O curso de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos, está trabalhando em um demonstrador tecnológico híbrido para foguetes. O “Peregrine Sounding Rocket Program” é um empreendimento conjunto da NASA Ames Research Center, NASA Wallops, Stanford University e o Space Propulsion Group, Inc. Esse grupo de propulsão espacial projetará, construirá, testará e lançará um foguete híbrido movido a combustível líquido em uma altitude de 100 km.

O grupo de foguete a propulsão híbrida da UnB tem planos semelhantes e, agora se candidata junto ao governo para um programa de bolsas a fim de desenvolver um foguete de sondagem meteorológico, energizado por um motor híbrido. O desenho do foguete foi desenvolvido pelo State Design Office Yuzhnoye, da Ucrânia, e o motor funcionará à base de oxigênio líquido, óxido nitroso e um combustível liquefeito.

Com tantos empreendimentos desenvolvidos que apóiam as atividades espaciais, em alguns casos pioneiros, o grupo ganhou destaque no cenário nacional. Contudo, para o professor Gurgel, a maior contribuição do time de propulsão híbrida para o Programa Espacial Brasileiro é a formação de recursos humanos, o que ele considera ser um dos maiores gargalos do programa espacial.

A equipe da UnB começou a participar da competição internacional N-Prize, em 2008. A disputa consiste em colocar em órbita um satélite entre 9,99g a 19,99g a pelo menos 99,99 km de altitude e completar, e comprovar, a realização de pelo menos nove órbitas, com um custo por lançamento inferior a 999,99 libras esterlinas. A premiação de dez mil libras esterlinas será entregue em setembro de 2012, em Londres.

Ao todo, competem 38 equipes de todo o mundo. Quatro grupos brasileiros estão na disputa. Além da equipe da UnB, o Núcleo Tecnológico do Agreste (NTA), de Bezerros (PE), a Coyote Rockets, de São Paulo, e o grupo paulista Edge Of Space participam do desafio.

Segundo o aluno de mestrado da UnB e integrante do grupo, Pedro Kailed, a equipe da UnB foi a primeira a se inscrever no N-Prize. Pedro acredita que o foguete que a instituição está desenvolvendo é capaz de vencer a competição. Esse será o primeiro veículo brasileiro a colocar um satélite em órbita e o primeiro foguete híbrido nacional a fazê-lo.

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Fonte: Revista Espaço Brasileiro - Num. 12 - Jul, Ago e Set de 2011 - págs. 26 e 27

Comentário: Não é de hoje (como bem dito na matéria) que o Grupo de Propulsão Híbrida do Prof. Gurgel, como também o Grupo de Propulsão a Plasma, do Prof. José Leonardo Ferreira, ligado ao Instituto de Física (IF) da UnB, vem realizando trabalhos de real destaque na área espacial. A ele se juntam também outros grupos universitários como o “Rumo ao Espaço” da UFMG, o grupo da UFABC, a Equipe Montenegro do ITA, entre outros, prestando um grande serviço tanto no desenvolvimento de novas tecnologias, como também na formação de novos profissionais para o Programa Espacial Brasileiro. O Blog BRAZILIAN SPACE parabeniza o “Hybrid Propulsiom Team” da UnB pelo trabalho grande que vêm realizando, desejando-lhe sucesso com os seus projetos.