Novo Motor Espacial Magnético Levará Naves Mais Rápido e Mais Longe
Olá leitor!
Segue abaixo uma interessante notícia da área de Propulsão
Espacial postada que foi no dia (29/01) no site “Inovação
Tecnológica” tendo como destaque a proposta conceitual de um novo motor magnético
que levará naves espaciais mais rápido e mais longe.
Brazilian Space
ESPAÇO
Novo Motor Magnético Levará Naves Mais Rápido e Mais Longe
Redação do Site Inovação Tecnológica
29/01/2021
[Imagem: Elle Starkman/PPPL/ITER]
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Fatima Ebrahimi posa diante da concepção artística de uma nave para viagens espaciais de longa duração. |
Motor-Foguete
Um novo tipo de motor-foguete pode ajudar a levar a
humanidade para além das cercanias da Terra. Esta é a proposta de Fatima
Ebrahimi, do Laboratório Princeton de Física do Plasma, nos EUA.
O novo motor é uma variação dos conhecidos motores
iônicos, já usados em várias missões. A diferença é que, em lugar da
eletricidade usada para acelerar o plasma nos motores iônicos atuais, o novo
motor usará magnetismo.
Os campos magnéticos serão usados para fazer com que
partículas de plasma - um gás eletricamente carregado, também conhecido como
quarto estado da matéria - sejam ejetadas para fora do foguete e, por causa da
conservação do momento, impulsionem o veículo para frente.
O conceito envolve acelerar as partículas do plasma
usando a reconexão
magnética, um processo encontrado em todo o Universo, incluindo a
superfície do Sol, onde as linhas do campo magnético convergem, separam-se
repentinamente e depois se unem novamente, produzindo muita energia. A
reconexão também ocorre dentro dos reatores de fusão nuclear em forma de anel,
conhecidos como tokamaks.
"Eu venho cozinhando esse conceito há algum tempo,"
disse Ebrahimi. "Tive a ideia em 2017 enquanto estava sentada em uma
varanda e pensando sobre as semelhanças entre o escapamento de um carro e as
partículas de escapamento de alta velocidade criadas pelo Experimento Nacional
Torus Esférico (NSTX), o precursor da principal instalação de fusão do
laboratório. Durante sua operação, este tokamak produz bolhas magnéticas,
chamadas plasmoides, que se movem a cerca de 20 quilômetros por segundo, o que
me pareceu um bocado com um impulso."
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Princípio de funcionamento do motor alfvênico, em que campos magnéticos ejetam o plasma para produzir empuxo. |
Motor de Plasma Magnético
Os atuais motores de plasma, que usam campos elétricos
para impulsionar as partículas, produzem um impulso específico muito baixo, o
que limita seu uso a naves sem muita pressa, que podem aguardar longos períodos
de aceleração, até atingir uma velocidade razoável.
Mas as simulações feitas em computador por Ebrahimi
indicam que seu novo conceito pode gerar escapes do motor com velocidades de
centenas de quilômetros por segundo, o que é pelo menos 10 vezes mais do que os
motores iônicos atuais.
Esse ganho deve-se às chamadas ondas de Alfvén (Hannes
Alfvén [1908-1995]), um tipo de onda magnetohidrodinâmica de baixa frequência
que se propaga na direção do campo magnético, através da oscilação dos íons no
plasma - por isso Ebrahimi chama seu conceito de "motor alfvênico".
"As viagens de longa distância levam meses ou anos
porque o impulso específico dos motores de foguetes químicos é muito baixo,
então a nave demora um pouco para ganhar velocidade," disse ela. "Mas
se fizermos propulsores baseados na reconexão magnética, poderemos concluir
missões de longa distância em um período de tempo mais curto."
[Imagem: Fatima Ebrahimi]
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Os plasmoides são um elemento importante para o ganho de potência do motor magnético de plasma. |
Vantagens do Motor Iônico Magnético
O conceito de motor iônico magnético tem algumas outras
vantagens. A primeira delas é que é possível acelerar e desacelerar o
motor-foguete, o que pode ser feito simplesmente variando a intensidade dos
campos magnéticos aplicados.
Além disso, o novo propulsor produz movimento ejetando
não apenas as partículas de plasma, mas também as tais bolhas magnéticas, ou
plasmoides, que adicionam potência à propulsão.
Finalmente, ao contrário dos motores iônicos elétricos,
os campos magnéticos no conceito de Ebrahimi permitem que o plasma dentro do
propulsor consista em átomos pesados ou leves, uma flexibilidade que permitirá
ajustar a quantidade de impulso para cada missão específica. "Enquanto
outros propulsores requerem gás pesado, feito de átomos como o xenônio, neste
conceito você pode usar qualquer tipo de gás que quiser," disse Ebrahimi.
E gases mais leves são interessantes porque átomos menores podem se mover mais
rapidamente.
"O próximo passo é construir um protótipo,"
anunciou a pesquisadora.
Bibliografia:
Artigo: An Alfvenic reconnecting plasmoid thruster
Autores: Fatima Ebrahimi
Revista: Journal of Plasma Physics
DOI: 10.1017/S0022377820001476
Fonte: Site Inovação Tecnológica - https://www.inovacaotecnologica.com.br
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