Brasileiros desenvolvem propulsão a laser para foguetes

A tecnologia deixa os lançamentos espaciais 100 vezes mais baratos

Foto e arte: IEAv

Se o desafio nos anos 1950 e 1960 era elaborar uma forma de mandar o homem ao espaço, hoje, o que se busca é a maneira mais barata e segura possível de realizar a proeza. Além dos Estados Unidos, países como Japão, Alemanha e Austrália buscam desenvolver alternativas econômicas para a exploraçãoespacial. Mas é no Brasil que está sendo desenvolvida uma tecnologia que pode revolucionar o lançamento de foguetes para fora da Terra. Em conjunto com o laboratório da Força Aérea dos Estados Unidos, o Instituto de Estudos Avançados do Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial (IEAv–CTA) desenvolve um propulsor a laser que deverá ser capaz de colocar uma nave em órbita com pouco ou nenhum combustívela bordo.

O projeto consiste em uma base terrestre que projeta raios laser na traseira do veículo, que recebe, ao mesmo tempo, ar aquecido. Ao entrar em contato com o laser, as moléculas de ar explodem, empurrando a nave para cima. As fontes de energia são o próprio ar e a força eletromagnética, tornando o combustível praticamente dispensável (veja arte). “A filosofia da propulsão a laser é bastante atrativa, porque o veículo, em princípio, não leva combustível, ou leva muito pouco”, conta o coordenador do projeto, o coronel engenheiro Marco Antônio Sala Minucci.

A nova tecnologia poderá deixar os lançamentos espaciais até 100 vezes mais baratos e também mais seguros, já que os astronautas, hoje, sobem ao espaço em cima de uma bomba de oxigênio e hidrogênio que pode explodir a qualquer momento. Atualmente, apenas 5% da carga de um foguete é útil (satélites sendo transportados, por exemplo). Os outros 95% são combustível. “Na maior parte da trajetória, o próprio ar atmosférico seria um desses propelentes (que causam a propulsão). É óbvio que a partir de certo ponto — a 40km ou 50km de altura — o ar já fica rarefeito, o que faz com que o veículo tenha de carregar algum tipo de propelente para produzir a força propulsiva. Mas poderia ser até água”, explica Minucci, lembrando que outra consequência do menor uso de combustíveis é a redução de emissão de gases causadores do aquecimento global.

Os cientistas brasileiros também estão de olho na indústria de satélites, que mostra uma forte tendência de miniaturizar esses dispositivos, desenvolvendo nano e microsatélites, com máximo 50kg. Com o desenvolvimento do propulsor a laser, a nave poderá destinar 50% da sua capacidade ao transporte de carga, fazendo com que essa tecnologia seja viável e bastante útil para esse mercado. “Veículos lançadores grandes como o Ariane 5, o ônibus espacial e o nosso VLS, talvez se tornem desnecessários”, prevê o coronel.

Experimentos
Para realizar os ensaios, o Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Professor Henry T. Nagamatsu, do IEAv, conta com o túnel de vento hipersônico T3. Ele simula as condições de voo a serem encontradas pelo veículo na atmosfera a uma velocidade até 28 vezes maior que a do som. O túnel é o único da América do Sul. “Nunca um ensaio desse tipo, com essa velocidade e energia, foi realizado no mundo”, afirma Minucci. Por enquanto, os cientistas realizam experiências com o modelo da nave parada e se concentram na focalização do laser na parte traseira da máquina. “A nossa ideia é simular o que pode acontecer com esse veículo durante a viagem até a órbita terrestre. Desse modo, podemos analisar possíveis problemas que possam tornar a tecnologia falha”, diz.

Um aspecto que os cientistas estão estudando é como o ar absorve a energia a laser e se aquece dentro do motor. “Isso é a alma do propulsor a laser. Estamos estudando todo o processo dentro do T3 antes de qualquer teste de voo.” Segundo Minucci, nos experimentos é usado um veículo conceitual projetado pelo professor Leik Myrabo, do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), nos Estados Unidos.

De acordo com o coronel, os testes no túnel devem durar, pelo menos, mais cinco anos. Depois, será desenvolvido um protótipo para testes e ensaios de voo. Um lançamento da nave com propulsão a laser só será possível entre 2020 e 2025. “Com seres humanos a bordo, somente quando tivermos certeza de que a tecnologia é realmente segura”, destaca.

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