Entenda os tipos de foguetes e combustíveis
Autor: Charles Cebrian e Alexandre Cebrian  | Publicado: 2017-05-16T16:08:00-07:00




Acabamos de comemorar 30 anos de bons serviços prestados à ciência e à
exploração espacial pelas duas&nbsp;sondas espaciais Voyager. Mas, se
levamos décadas para atingir apenas a fronteira do nosso próprio Sistema Solar,
quando então poderemos explorar as galáxias?

Motores espaciais

Enquanto não aprendemos amanipular a teia do espaço-tempo, continuamos
a fazer avanços importantes nos motores das naves espaciais. Já conseguimos
construir motores de foguetes com&nbsp;controle da queima de combustíveis líquidos. Mais
promissores ainda são os&nbsp;motores iônicos, planejados há décadas, mas só
agora sendo utilizados em missões reais. Ainda assim, continuamos falando de
missões apenas no interior do nosso Sistema Solar, com vôos durando décadas e,
ainda assim, dependendo de trajetórias bem definidas, que aproveitam a
aceleração dos campos gravitacionais dos planetas que vão ficando pelo caminho.

Propulsão a laser

A conclusão é óbvia: se quisermos dar início a uma exploração espacial
realmente em larga escala precisamos de novas tecnologias. Há inúmeras
propostas, todas elas dentro de nossa capacidade de entendimento das teorias, mas
igualmente todas ainda longe das possibilidades técnicas de nossa engenharia.
Dentre essas novas formas de propulsão, têm merecido destaque aquelas que
defendem a utilização de naves alimentadas pela energia de um poderosíssimo
raio laser, disparado da Terra - a chamada propulsão a laser.

Ainda estaríamos ligados umbilicalmente à Terra natal mas, em comparação
com as naves e sondas atuais seria como sairmos de um andador de criança para
um carro último tipo. Teríamos uma capacidade de navegação pelo Sistema Solar
que faria delirar os cientistas e viabilizaria pesquisas hoje inimagináveis. E
poderíamos realmente chegar a outras estrelas, ainda que com naves não
tripuladas.

Propulsão híbrida
laser-atômica

Agora há outra alternativa, como um potencial aparentemente superior. Os
pesquisadores Dana Andrews e Roger Lenard desenvolveram o conceito de um novo
tipo de propulsão chamado de MiniMag, a sigla de&nbsp;Miniature
Magnetic Orion.
O projeto Orion original desenvolveu a idéia de uma nave espacial impulsionada
por sucessivas detonações nucleares.


Os pesquisadores juntaram essa idéia com a teoria da propulsão a laser,
criando um tipo de propulsão híbrida que, segundo eles, poderá viabilizar a
exploração interestelar a curto prazo e sem depender de novas descobertas
científicas disruptivas, que possam trazer para a realidade a utilização de
outros caminhos, como as fendas espaciais e os vôos de dobra.



Combustível disparado por
laser

A espaçonave teria um motor atômico mas precisaria levar apenas uma
pequena quantidade de combustível nuclear. O restante do combustível seria
arremessado até ela na forma de minúsculas partículas carregadas pelo feixe de
raio laser. As sondas espaciais Voyager também possuem motores atômicos, mas a
nova proposta fala de um tipo de motor atômico totalmente novo, no qual as
detonações aconteceriam no interior de um reator de compressão magnética. Ainda
não temos tecnologia para construir um reator assim, mas as experiências que os
cientistas fizeram na&nbsp;Máquina Z&nbsp;comprovam que
o conceito é viável.

Reator atômico com compressão
magnética

A tecnologia de compressão magnética reduziria drasticamente o tamanho
da nave, tanto em relação à nave prevista pelo projeto Orion original, quanto
em relação à propulsão a laser original. As pequenas partículas de combustível
seriam comprimidas no interior do campo magnético até atingir uma altíssima
densidade, quando então seriam detonadas. O plasma resultante da explosão seria
dirigida para o exterior por um bocal também magnético, gerando o empuxo que
poderia levar a espaçonave às estrelas.

10% da velocidade da luz

Segundo os pesquisadores, uma espaçonave assim seria capaz de atingir
10% da velocidade da luz. O suficiente para revolucionar a exploração de nosso
Sistema Solar e de suas vizinhanças e até mesmo para atingir as estrelas mais
próximas. Com a vantagem de que se baseia nos conhecimentos da Física atual,
não dependendo de nenhuma revolução do conhecimento. Eles acreditam que a
tecnologia necessária para viabilizar sua idéia poderá estar ao nosso alcance
ainda neste século.

Matuzalem

Mas, como todos os bons visionários, eles não param na fronteira do
possível. Estimando os avanços na biologia e na medicina, que farão com que o
homem tenha um tempo de vida muito superior ao atual, segundo eles, é
concebível popular a galáxia em ciclos de expansão de 60 a 90 anos-luz.

Se ficarmos apenas com a nave que eles propõem construir, viajando a 10%
da velocidade da luz, isso equivale a dizer que as tripulações e os
colonizadores das galáxias viajando a bordo dessas espaçonaves de conquista de
novas planetas deveriam superar Matuzalem e viverem mais de 900 anos. Mas eles
não têm pressa, e afirmam que isso poderá acontecer dentro de quatro ou cinco
mil anos.

Espaço

Especial Antimatéria:
Antimatéria no espaço e nas naves espaciais





&nbsp;Antimatéria
que deveria ter-nos impedidos de existir pode estar à espreita no espaço

Uma das maneiras pelas
quais os físicos estão tentando resolver o problema da assimetria
matéria-antimatéria é procurando pela antimatéria deixada pelo Big Bang.

O&nbsp;Espectrômetro
Magnético Alfa - ou AMS&nbsp;- é um
detector de partículas montado na Estação Espacial Internacional que está
procurando por estas partículas.

O AMS contém campos
magnéticos que curvam a trajetória das partículas cósmicas para separar a
matéria da antimatéria. Seus detectores avaliam e identificam as partículas à
medida que elas o atravessam.

As colisões de raios
cósmicos produzem pósitrons e antiprótons o tempo todo, mas a probabilidade de
criar um&nbsp;átomo de
anti-hélio&nbsp;é
extremamente baixa por causa da enorme quantidade de energia necessária para
isso.

Isto significa que, se o
AMS conseguir observar mesmo que um único núcleo de anti-hélio, isto seria um
forte indício da existência de uma grande quantidade de antimatéria em algum
lugar no Universo. O AMS continua fazendo seu trabalho, 24 horas por dias, 7
dias por semana.

&nbsp;Como impulsionar naves espaciais com antimatéria

Apenas um punhado de
antimatéria pode produzir uma quantidade enorme de energia, tornando-se um
combustível ideal para naves espaciais interestelares.

A criação de motores para
naves espaciais alimentados por antimatéria é teoricamente possível; a
principal limitação está em produzir antimatéria suficiente para fazer isso
acontecer.

Atualmente, não existe tecnologia
disponível para produzir ou coletar antimatéria no volume necessário para
alimentar uma espaçonave. Como você viu em
outra reportagem desta série,&nbsp;toda a
antimatéria produzida pelo homem&nbsp;até hoje não daria para
aquecer uma xícara de chá.

No entanto, um pequeno
número de pesquisadores tem realizado estudos de simulação de propulsão e de armazenamento
de antimatéria, incluindo Ronan Keane e Wei-Ming Zhang (Universidade Estadual
de Kent) e Marc Weber (Universidade do Estado de Washington).























































Um dia, se pudermos
descobrir uma maneira de criar ou coletar grandes quantidades de antimatéria,
estes estudos poderão ajudar a tornar realidade as viagens interestelares
propelidas por antimatéria, deixando para a história os foguetes químicos e
livrando-se da necessidade de estar próximos às estrelas para alimentar painéis
solares.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Espaço

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Especial Antimatéria: Antimatéria no espaço e
nas naves espaciais



<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Antimatéria que deveria
ter-nos impedidos de existir pode estar à espreita no espaço

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Uma das maneiras pelas quais os físicos estão tentando
resolver o problema da assimetria matéria-antimatéria é procurando pela
antimatéria deixada pelo Big Bang.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->O&nbsp;Espectrômetro
Magnético Alfa - ou AMS&nbsp;- é um
detector de partículas montado na Estação Espacial Internacional que está
procurando por estas partículas.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->O AMS contém campos magnéticos que curvam a trajetória das
partículas cósmicas para separar a matéria da antimatéria. Seus detectores
avaliam e identificam as partículas à medida que elas o atravessam.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->As colisões de raios cósmicos produzem pósitrons e
antiprótons o tempo todo, mas a probabilidade de criar um&nbsp;átomo de
anti-hélio&nbsp;é
extremamente baixa por causa da enorme quantidade de energia necessária para
isso.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Isto significa que, se o AMS conseguir observar mesmo que um
único núcleo de anti-hélio, isto seria um forte indício da existência de uma
grande quantidade de antimatéria em algum lugar no Universo. O AMS continua
fazendo seu trabalho, 24 horas por dias, 7 dias por semana.




NASA estuda conceitos avançados de propulsão
espacial



Há poucos dias, a NASA anunciou uma nova rodada
de seu Programa de Conceitos Avançados.

Na edição de 2013, estão incluídas tecnologias
como animação suspensa de astronautas, sondas espaciais 2D,&nbsp;transformers&nbsp;espaciais
e outras:

NASA financiará conceitos
     futurísticos para viagens espaciais


Uma categoria que mereceu uma atenção à parte
foi a propulsão espacial, já que os limites da propulsão química são bem
conhecidos, sendo uma tecnologia incapaz de nos levar além das vizinhanças da
Terra.



Os motores iônicos - a chamada propulsão
elétrica - vêm sendo usados com sucesso em naves espaciais, mas têm limitações
quando se fala em missões tripuladas de longa duração porque aceleram muito
lentamente, embora de forma constante.

Veja a seguir as propostas de conceitos
avançados de propulsão espacial que receberão financiamento da NASA.



Sistema
de propulsão pulsada a fissão nuclear

Os sistemas nucleares são usados há décadas no
espaço - as&nbsp;sondas Voyager, por
exemplo, os artefatos humanos mais distantes da Terra, assim como o&nbsp;robô Curiosity, que está
em Marte, são alimentados por fontes nucleares.

NASA apresenta novo reator
     nuclear espacial


Mas o que Rob Adams, do Centro Marshal da NASA,
está propondo é diferente.

Ele quer reativar a chamada Propulsão Pulsada a
Plasma, que a própria NASA estudou nos anos 1960, por meio de um projeto
chamado Orion.

Esse sistema combina densidade de energia e
impulso específico elevados - a fraqueza da propulsão química - com grande
empuxo - a fraqueza da propulsão elétrica -, superando largamente o desempenho
de todos os outros sistemas conhecidos.

"O objetivo deste estudo é investigar a
interligação dos aspectos técnicos e de desempenho das arquiteturas acessíveis
a um Sistema de Trânsito Pulsado a Plasma (PPTS) com sistemas de voo tripulado
e robótico," diz o engenheiro.

"Também vamos estudar as preocupações
científicas, técnicas, jurídicas, político/institucionais e ambientais que os
interessados podem ter que poderiam dificultar a adoção do PPTS,"
concluiu.




&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Propulsão
dupla para explorar o Sistema Solar

Nathan Jerred, da Associação de Universidades de
Pesquisas Espaciais, está propondo unir dois sistemas de propulsão já
conhecidos e testados para obter o melhor de cada um deles.

A ideia é juntar a propulsão elétrica - os
motores iônicos, que têm energia e impulso específico elevados, mas baixo
empuxo - com a propulsão termal - que tem elevado empuxo, mas gasta combustível
demais.

"A alta capacidade de empuxo do modo
térmico é ideal para um escape rápido da órbita da Terra, para manobras
orbitais drásticas e para inserção orbital. A alta eficiência do modo elétrico
é ideal para viagens interplanetárias," defende Jerred.

O projeto envolve testar o sistema de propulsão
dupla, alimentado por fonte nuclear - um gerador de radioisótopos -, nos
chamados&nbsp;cubesats,
satélites artificiais de pequeno porte.

Se tiver sucesso, o pesquisador afirma que isto
transformará os&nbsp;cubesats&nbsp;em verdadeiros exploradores do Sistema Solar, que poderão ser
enviados às centenas para os mais diversos destinos, já que são uma opção
barata e de desenvolvimento rápido em relação às missões robóticas
tradicionais.






Propulsão
a Força Plasmônica

Joshua Rovey, da Universidade de Missouri,
também vislumbra meios de criar pequenas espaçonaves rápidas para ampliar os
horizontes das pesquisas espaciais para além da órbita baixa da Terra.

A&nbsp;plasmônica&nbsp;vem sendo
largamente pesquisada no campo da eletrônica e das tecnologias optoeletrônicas.

A plasmônica funciona com base em ondas
superficiais de elétrons chamadosplásmons de superfície.

Plasmônica: em busca da
     computação à velocidade da luz


Os pesquisadores querem usar essas ondas
elétricas para criar "campos de força plasmônica" induzidos por
energia solar.

"Nós vamos comparar nossos resultados com
os propulsores estado da arte (por exemplo, a propulsão elétrica por
eletroaspersão) e os geradores de torque (por exemplo, as rodas de reação). Vamos
também avaliar a viabilidade da propulsão plasmônica para atender e/ou exceder
as rigorosas exigências de futuras missões da NASA, disse Rovey.



Foguete a fusão nuclear será testado
este ano



Fontes diversas de pesquisas e estudos noticiasccufologia