Uma equipa de físicos francesa descobriu como otimizar um tipo avançado de propulsor de foguete elétrico, que usa uma corrente de plasma e viaja a 72.420 quilómetros por hora – o que lhes permitiria fazer o percurso da Terra até Marte usando 100 milhões de vezes menos combustível do que com a química convencional dos foguetes atuais.
Conhecido como propulsor Hall, este tipo de motor opera no espaço desde 1971, e tem sido usado em satélites de comunicação e sondas espaciais para ajustar as órbitas, quando necessário.
As aplicações não param por aqui. Os cientistas querem usar estes propulsores para levar os seres humanos a Marte.
Há apenas um problema relativamente grande: o tempo de vida atual de um propulsor Hall é cerca de 10 mil horas de operação – o que é muito pouco para a maioria das missões de exploração espacial, que requerem mais de 50 mil horas.
Os propulsores Hall funcionam como os propulsores iónicos regulares, com explosão de um fluxo de iões carregados a partir de um ânodo para um cátodo (elétrodos positiva e negativamente carregados), onde são neutralizados por um feixe de eletrões. É isto que dá impulso às naves.
Porque são melhores
A diferença dos propulsores Hall é que, em vez de terem um cátodo físico, combinam um campo magnético e uma nuvem de eletrões presos para criar um cátodo “virtual” completamente oco.
Uma pequena quantidade de gás propulsor – geralmente xénon – é injetada no canal do propulsor para produzir um fluxo de iões carregados, e como estes iões são muito pesados para serem apanhados no campo magnético do cátodo virtual, eles podem fechar-se e impedir a neutralização.
Isto cria uma descarga de plasma de baixa pressão, que produz o impulso na direção oposta à do fluxo de iões. Tudo isto funciona muito bem, mas o problema da curta vida do propulsor Hall é a parte que contém o anodo, o cátodo virtual e a nuvem de eletrões.
Este contentor, chamado de parede do canal de descarga, é constantemente bombardeado com iões de alta energia, e assim todo o motor acaba por ter de ser reparado ou substituído num período relativamente pequeno de tempo.
Motor de plasma revolucionário
Assim, os cientistas do Centro Nacional de Investigação Científica de França decidiriam retirar a parede do canal de descarga completamente – o que se mostrou uma abordagem eficaz para evitar a interação entre o plasma e a parede do canal de descarga e mover as regiões de ionização e de aceleração fora da cavidade, como explicou o investigador-chefe, Julien Vaudolon.
Como o motor consome muito menos combustível do que os foguetes químicos convencionais, isto libertaria espaço numa nave espacial para enviar grandes quantidades de carga, ou mesmo mais pessoas.
Com a concretização destes planos – os resultados da pesquisa foram publicados na Applied Physics Letters -, os nossos planos megalómanos de colonizar outros planetas, como Marte, poderiam dar um salto nas probabilidades de execução.
Ainda não há nenhuma prova de quanto este novo design poderia influenciar a vida útil do propulsor Hall, mas se os investigadores conseguirem fazê-lo funcionar durante cerca de 50 mil horas (em vez das atuais 10 mil), tal poderia, certamente, revolucionar a exploração espacial no futuro.
