10.826 – Astronáutica – O Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade da NASA


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Apesar de parecer coisa de cinema, o Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade da NASA não é uma ideia para o próximo filme do Homem de Ferro. Ele é um projeto real da agência espacial norte-americana, que pretende levar seres humanos até Marte.
O Desacelerador Supersônico de Baixa Densidade da NASA (DSBD, na sigla em inglês) é uma nova tecnologia de desaceleração atmosférica para apoiar missões de exploração em todo o sistema solar. Como você pode ver pelas imagens, ele se parece muito com o “estereótipo” de disco voador que temos muito bem formado em nossas mentes. Com um formato arredondado, conta com 22 metros de largura e fica a 6 metros de altura.
O DSBD foi projetado para diminuir o impacto de forças à medida que atravessa a atmosfera marciana para, assim, conseguir pousar em segurança. No caso do envio de pequenos robôs e sondas ao planeta vermelho, esse problema é solucionado pelo uso de um paraquedas que desacelera o equipamento, tornando o pouso mais suave. Mas, como a ideia agora é realizar missões mais avançadas, com seres humanos, a nave é mais pesada – o que significa que um paraquedas “comum” (como os que já vêm sendo usados) não seria capaz de segurá-la e reduzir o impacto com a superfície.
Quando a nave estiver atravessando a atmosfera de Marte a uma velocidade supersônica, o DSBD irá inflar um grande anel em torno de seu perímetro, fazendo com que a resistência do ar atue. A nave vai desacelerar o suficiente para que os paraquedas acoplados reduzam ainda mais sua velocidade, antes de pousar na superfície marciana. Usando este novo sistema, os engenheiros esperam poder pousar objetos tão grandes quanto uma casa de dois andares no chão do planeta vermelho.
Para testar a eficiência do DSBD e outras tecnologias, uma equipe de cientistas da NASA construiu um outro equipamento chamado Desacelerador Supersônico Inflável (SIAD–R). Trata-se de um mecanismo de teste, formado por um grande trenó movido por um foguete. Localizado em China Lake, na Califórnia, ele é capaz de fornecer forças de resistência para a nave que são 25% maiores do que as condições do mundo real, proporcionando um bom “ensaio” para futuras missões.
A NASA planeja testar esse novo veículo no Havaí. A nave será jogada de uma altitude de 24 km, a fim de simular a fina atmosfera de Marte.
Segundo um comunicado oficial da agência norte-americana à imprensa, “o DSBD é uma das várias tecnologias transversais da NASA e está sendo desenvolvido para criar novos conhecimentos e capacidades necessárias para permitir missões futuras a asteroides, Marte e muito mais”. Ou seja, essa nova tecnologia também poderia ser empregada para outras futuras missões a outros planetas e luas com atmosferas significativas.

10.825 – Nasa testa novo motor de propulsão solar-elétrica


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A imagem se trata do novo motor de propulsão solar-elétrica que está sendo testado pela Nasa.
Na foto, é possível observar o propulsor que usa íons de xenônio. Este motor iônico do futuro está sendo desenvolvido no Laboratório de Propulsão a Jato, na Califórnia (EUA).
A versão anterior deste equipamento está sendo usada atualmente na missão Dawn, que se dirige para o cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. O novo motor está sendo completamente modificado e atualizado.
Ele deverá ser utilizado na Asteroid Initative, um programa espacial da Nasa que prevê capturar roboticamente um pequeno asteroide que esteja rondando próximo ao nosso planeta e redirecioná-lo com segurança para uma órbita estável no sistema Terra-lua. Assim, astronautas poderiam visitar e explorar o corpo celeste. A ideia grandiosa, que poderia originar um roteiro de filme hollywoodiano, em breve poderá se tornar uma realidade com este motor que queima em azul.

10.824 – Motor “impossível de funcionar” funciona


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Nós explicamos:
A NASA testou um motor que não deveria funcionar por tudo que sabemos da física. Não só o motor funciona, como ninguém consegue explicar como é que ele funciona.
A história é, no mínimo, curiosa. Começa com o trabalho de um inventor, Roger Shawyer, e seu motor, o EmDrive. Basicamente, o Roger Shawyer alega que, ao introduzir micro-ondas em uma cavidade no vácuo, é possível gerar impulsão. A explicação relativística de Shawyer não convenceu os físicos que olharam o projeto, que rejeitaram o motor impossível.
Basicamente, existe uma única maneira de gerar impulsão no vácuo: você tem que arremessar matéria em uma direção para ser acelerada na direção oposta. Os foguetes queimam combustível que expande e sai em alta velocidade em uma direção, e com isto obtém esta aceleração.
O princípio básico que está no comando é o princípio da conservação do momento, ou segunda lei de Newton. É por causa deste princípio básico que todos os motores para foguetes tem que ter um tanque de combustível, ou então coletar matéria no espaço para usar como combustível.
Ou tinha, até a invenção do EmDrive. Este motor absurdo funciona sem combustível: você coloca micro-ondas em uma cavidade especial, e começa a jorrar matéria.
Mecânica Quântica para o resgate
A melhor explicação que existe para o funcionamento deste motor é que ele está usando as partículas virtuais que são geradas pela flutuação quântica do vácuo. A flutuação quântica do vácuo é consequência do princípio da incerteza de Heisenberg, aquele que diz que você não pode saber ao mesmo tempo a posição exata e o momento de uma partícula – aumentar a precisão de uma informação diminui a precisão da outra.
Basicamente, em um vácuo perfeito, surgem partículas de matéria e antimatéria que, depois de um curtíssimo tempo, se aniquilam e voltam ao nada de onde vieram. Estas partículas não podem ser detectadas em um acelerador de partículas, por isto são chamadas de virtuais. O EmDrive causaria um desequilíbrio na flutuação quântica do vácuo e geraria um plasma virtual, ou seja, um plasma composto de partículas virtuais.
A China resolveu testar o equipamento e publicou um trabalho em 2009 em que um protótipo do foguete gerou uma força de impulso de 720 milinewtons, o suficiente para acelerar um satélite, por exemplo (motores de plasma são fraquinhos mesmo).
Sabendo do sucesso dos chineses, Guido Fetta criou seu próprio motor sem propelente baseado no EmDrive, mas com outro nome – Cannae Driver -, e convenceu a NASA a testá-lo. Na 50th Joint Propulsion Conference (algo como a “50ª Conferência Conjunta de Propulsão”), em Clevelan, Ohio, a NASA apresentou um trabalho detalhando esses testes. O motor testado pela NASA é um pouco diferente do trabalho original de Roger Shawyer, e produziu 30 a 50 micronewtons de força, mais de mil vezes menos do que o resultado chinês.
Não vamos ter estes motores impulsionando nossos carros porque eles funcionam no vácuo, mas, se for um efeito real, e não um erro de medição ou de execução (ninguém esquece os neutrinos mais-rápidos-que-a-luz, do CERN), isto significa uma revolução na propulsão espacial. Satélites não precisarão mais carregar combustível para correção de órbita, apenas coletores solares para obter energia elétrica.
Sondas interplanetárias que usam motores de plasma também poderiam ficar mais leves se usassem um motor que não precisa de combustível. Da mesma forma, as viagens interestelares têm sido descartadas por causa de um problema – a quantidade absurda de combustível que um foguete tem que carregar. Com um motor como este, a quantidade de matéria (e o consumo de energia) necessário para viagens interestelares reduz-se drasticamente.
Isto sem contar com novos conceitos de física que devem surgir da exploração deste motor. Novamente, se ele não for um erro de medição dos dois laboratórios – o astrônomo Phil Plait é um dos que acreditam que é mais provável que se trate de um erro de medida.
Contraponto
Segundo Plait, a interação com partículas virtuais é uma ideia interessante, mas altamente especulativa, e o trabalho que a Nasa apresentou é mais um relatório de progresso do que um trabalho científico, que não entra em detalhes sobre a razão do motor funcionar.
A ideia é esperar por mais evidências, evidências mais fortes, tanto metafórica quanto literalmente (50 micronewtons não é força suficiente para derrubar uma lei da física, ou iniciar outra física).