Crédito de imagem: ESA
A missão SMART-1 da Agência Espacial Européia usará um revolucionário mecanismo de íons para ajudá-la a procurar evidências de que a Lua foi formada após uma violenta colisão de um planeta menor com a Terra. Um mecanismo de íons funciona acelerando partículas ionizadas de gás em um fluxo constante por meses ou até anos. Embora o impulso seja muito baixo, é muito eficiente e requer uma fração do combustível usado pelos foguetes tradicionais.
Os fãs de filmes de ficção científica sabem que, se você quiser viajar a curtas distâncias do seu planeta natal, usaria um sublight "drive de íons". No entanto, esse íon é ficção científica ou fato científico?
A resposta está em algum lugar no meio. Os motores de íons datam de pelo menos 1959. Dois motores de íons foram testados em 1964 no satélite americano SERT 1 - um foi bem-sucedido e o outro não.
O princípio é simplesmente a física convencional - você pega um gás e o ioniza, o que significa que você fornece uma carga elétrica. Isso cria íons de carga positiva, juntamente com elétrons. O gás ionizado passa através de um campo elétrico ou tela na parte traseira do motor e os íons saem do motor, produzindo um impulso na direção oposta.
Muito econômico
Operando no quase vácuo do espaço, os motores de íons disparam o gás propulsor muito mais rápido que o jato de um foguete químico. Eles, portanto, fornecem cerca de dez vezes mais empuxo por quilograma de propulsor usado, tornando-os muito "eficientes em termos de combustível".
Embora sejam eficientes, os motores de íons são dispositivos de baixo impulso. A quantidade de empurrão que você recebe pela quantidade de propulsor usado é muito boa, mas eles não pressionam com muita força. Por exemplo, os astronautas nunca poderiam usá-los para decolar a superfície de um planeta. No entanto, uma vez no espaço, eles podem usá-los para manobrar, se não estiverem com pressa de acelerar rapidamente. Por quê? Os drives de íons podem atingir altas velocidades no espaço, mas precisam de uma distância muito longa para atingir essas velocidades ao longo do tempo.
Vantagem de lazer
Os motores de íons operam sua mágica de maneira descontraída. Armas elétricas aceleram os íons. Se a energia dessa aceleração vem dos painéis solares da espaçonave, os cientistas chamam de 'propulsão solar-elétrica'. Os painéis solares do tamanho normalmente usado nas naves espaciais atuais podem fornecer apenas alguns quilowatts de energia.
Um motor de íons movido a energia solar não poderia, portanto, competir com o grande impulso de um foguete químico. No entanto, um foguete químico típico queima por apenas alguns minutos, enquanto um motor de íons pode continuar pressionando suavemente por meses ou até anos - contanto que o sol brilhe e o suprimento de propulsor dure.
Outra vantagem do impulso suave é que ele permite um controle muito preciso da espaçonave, muito útil para missões científicas que requerem apontamentos de alvo altamente precisos.
Garantir o lugar da ESA no espaço
Os engenheiros testaram um motor de íons como um sistema de propulsão principal pela primeira vez usando a missão Deep Space 1 da NASA entre 1998 e 2001. A missão SMART-1 da ESA, com lançamento previsto para o final de agosto de 2003, irá à Lua e demonstrará operações mais sutis. o tipo necessário em futuras missões de longa distância. Eles combinarão propulsão solar-elétrica com manobras usando a gravidade de planetas e luas pela primeira vez.
O SMART-1 garantirá a independência da Europa no uso da propulsão a íons. Outras missões da ciência espacial devem usar motores de íons para manobras complexas próximas à órbita da Terra. Por exemplo, a missão da ESA LISA detectará ondas gravitacionais vindas do distante Universo. As futuras missões da ESA aos planetas também usarão motores de íons para enviá-los a caminho.
Agora fato científico
As realidades atuais da propulsão solar-elétrica podem não corresponder à magia cinematográfica dos filmes de ficção científica com as naves espaciais voando em nossas telas de cinema. No entanto, o trabalho da ESA no SMART-1 e em missões futuras é garantir que os drives de íons sejam agora mais um fato científico do que ficção científica.
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
