25 de mar de 2015

Sonda Dawn: Propulsão iônica e suas vantagens


A sonda Dawn, da NASA, lançada em 2007, chegou a um dos seus destinos: o planeta Ceres, o menor dos planetas anões do Sistema Solar e o maior no cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter. Nessa viagem, a sonda percorreu todo o sistema solar para interceptar o asteróide Vesta e agora a órbita de Ceres. A sonda enviou no início de março as primeiras imagens do planeta, e nos próximos meses terá muito trabalho pela frente: cientistas da NASA tentam determinar se a superfície de Ceres esconde uma camada de água congelada. As observações da Dawn devem esclarecer sobre o processo de formação planetária e as condições existentes durante os primeiros dias do sistema solar.

E sabe o que mais chama a atenção nessa missão?

Além de ser a primeira nave espacial a orbitar dois corpos celestes fora do sistema Terra e Lua, essa missão espacial é uma das primeiras a utilizar  um motor de íons eletricamente carregado em vez de foguetes convencionais.

A energia elétrica é usada para criar partículas carregadas de combustível: o gás xenon é acelerado pela eletricidade e grelhas de metal aceleram as partículas de gás para fora do propulsor, que por sua vez, pressionam o propulsor para trás criando uma força de reação que impulsiona a nave espacial. Para conferir outros detalhes, veja o vídeo abaixo: 


Em foguetes convencionais, a velocidade de escape é limitada pela energia química a cerca de 5km/s, bem diferente dos motores de íons que são limitados somente pela energia elétrica disponível na sonda, variando normalmente de 15km/s a 35km/s.

Essa novidade pode proporcionar uma grande economia de combustível , que seria necessário para lançar o satélite por meio de foguetes químicos convencionais, e permitindo o uso de veículos lançadores muito menores. 


Missões desse tipo podem ficar bem mais baratas, visto que o custo de lançar um único quilo de massa na órbita da Terra é em torno de $20.000 (vinte mil dólares americanos). Além disso, a propulsão elétrica pode permitir manobras adicionando novas capacidades ao satélite durante uma missão. O motor iônico deverá impulsionar a próxima geração de naves espaciais.

O conceito de propulsão elétrica é matéria de estudo há muitos anos, mas somente agora os experimentos estão saindo do papel.
Atualmente, todos os projetos de energia elétrica utilizam gás xenon como propulsor, mas cientistas buscam por alternativas mais baratas já que esse gás é extremamente caro e é encontrado em quantidade limitada.

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