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Tempo de leitura: 3 min.

Novo conceito de propulsor explora o mecanismo por trás das explosões solares

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Os reatores de fusão são agora contemplados como a fonte de calor que poderia levar o propelente do foguete a uma temperatura extremamente alta (e, portanto, o escapamento de alta velocidade) ou expelir plasma ultra-quente para fornecer impulso. Crédito: ITER

Um novo tipo de propulsor de foguete que poderia levar a humanidade a Marte e além foi proposto por uma física do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE).

O dispositivo aplicaria campos magnéticos para fazer com que partículas de plasma, gás eletricamente carregado também conhecido como o quarto estado da matéria, disparassem para fora de um foguete e, por causa da conservação do momento, impulsionassem a nave para frente. Os atuais propulsores de plasma comprovados para o espaço usam campos elétricos para impulsionar as partículas.

O novo conceito aceleraria as partículas por meio da reconexão magnética, um processo encontrado em todo o universo, incluindo a superfície do Sol, em que as linhas do campo magnético convergem, se separam repentinamente e se unem novamente, produzindo muita energia. A reconexão também ocorre dentro de dispositivos de fusão em forma de rosca conhecidos como tokamaks.

A Física de Pesquisa Principal do PPPL, Fatima Ebrahimi, a inventora do conceito e autora de um artigo detalhando a ideia no Journal of Plasma Physics, informou:

“Eu venho desenvolvendo esse conceito há um tempo. Tive a ideia em 2017 enquanto estava sentada em um deck e pensando sobre as semelhanças entre o escapamento de um carro e as partículas de escapamento de alta velocidade criadas pelo National Spherical Torus Experiment (NSTX) do PPPL [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 parecia muito com o impulso.”

A fusão, o poder que move o Sol e as estrelas, combina elementos leves na forma de plasma – o estado quente e carregado da matéria composto de elétrons livres e núcleos atômicos que representam 99% do universo visível – para gerar grandes quantidades de energia. Os cientistas estão tentando replicar a fusão na Terra para um fornecimento virtualmente inesgotável de energia para gerar eletricidade.

Os atuais propulsores de plasma que usam campos elétricos para impulsionar as partículas podem produzir apenas um baixo impulso específico ou velocidade. Mas as simulações feitas em computadores PPPL e no National Energy Research Scientific Computing Center, um DOE Office of Science User Facility no Lawrence Berkeley National Laboratory em Berkeley, Califórnia, mostraram que o novo conceito de propulsor de plasma pode gerar gases de escape com velocidades de centenas de quilômetros por segundo, 10 vezes mais rápido do que os de outros propulsores.

Essa velocidade mais rápida no início da jornada de uma espaçonave pode trazer os planetas exteriores ao alcance dos astronautas, disse Ebrahimi.

Ela disse:

“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. Mas, se fizermos propulsores com base na reconexão magnética, poderemos concluir missões de longa distância em um período de tempo mais curto.”

Existem três diferenças principais entre o conceito de propulsor de Ebrahimi e outros dispositivos. A primeira é que mudar a força dos campos magnéticos pode aumentar ou diminuir a quantidade de empuxo.

Ela informou:

“Ao usar mais eletroímãs e mais campos magnéticos, você pode girar um botão para ajustar a velocidade.”

Em segundo lugar, o novo propulsor produz movimento ejetando partículas de plasma e bolhas magnéticas conhecidas como plasmóides. Os plasmóides adicionam potência à propulsão e nenhum outro conceito de propulsor os incorpora.

Terceiro, ao contrário dos conceitos atuais de propulsor que dependem de campos elétricos, os campos magnéticos no conceito de Ebrahimi permitem que o plasma dentro do propulsor consista em átomos pesados ​​ou leves. Essa flexibilidade permite que os cientistas ajustem a quantidade de impulso para uma missão específica.

Ebrahini disse:

“Enquanto outros propulsores requerem gás pesado, feito de átomos como o xenônio, neste conceito você pode usar qualquer tipo de gás que quiser.”

Os cientistas podem preferir gás leve em alguns casos porque os átomos menores podem se mover mais rapidamente.

Este conceito amplia o portfólio de pesquisas de propulsão espacial do PPPL. Outros projetos incluem o Hall Thruster Experiment, que foi iniciado em 1999 pelos físicos do PPPL, Yevgeny Raitses e Nathaniel Fisch, para investigar o uso de partículas de plasma para mover espaçonaves. Raitses e estudantes também estão investigando o uso de pequenos propulsores Hall para dar a pequenos satélites chamados CubeSats maior capacidade de manobra enquanto orbitam a Terra.

Ebrahimi enfatizou que seu conceito de propulsor deriva diretamente de sua pesquisa em energia de fusão.

Ela informou:

“Este trabalho foi inspirado em trabalhos de fusão anteriores e esta é a primeira vez que plasmoides e reconexão foram propostos para propulsão espacial. O próximo passo é construir um protótipo!”

(Fonte)

Colaboração: Alberto Dorneles


Interessante, contudo ainda não se trata de tão sonhada tecnologia antigravitacional que supostamente é utilizada por alguns OVNIs. Quem sabe um dia.

n3m3

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