Luisao27
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O futuro da exploração espacial passa pelo aperfeiçoamento das tecnologias que conhecemos hoje – principalmente no que diz respeito a novas formas de propulsão que poderão equilibrar a eficiência do combustível com o seu poder.
Os cientistas não só estão buscando motores capazes de conseguir um grande impulso usando menos combustível, sendo assim mais rentáveis, mas também naves que poderão transportar os astronautas para destinos como Marte e além em menos tempo.
É aí que os motores como o propulsor X3 Hall-effect entram em jogo. Este propulsor, que está sendo desenvolvido pelo Glenn Research Center da NASA, em conjunto com a Força Aérea dos EUA e a Universidade de Michigan, é um modelo ampliado dos tipos de propulsores usados pela nave espacial Dawn.
Durante um teste recente, este propulsor destruiu o recorde anterior de um propulsor de efeito Hall, alcançando maior potência e impulso superior. Os propulsores de efeito Hall obtiveram maior atenção nos últimos anos devido à sua extrema eficiência. Eles funcionam girando pequenas quantidades de material propulsor (geralmente gases inertes como xenônio) em plasma carregado com campos elétricos, que é então acelerado muito rapidamente usando um campo magnético.
Comparados aos foguetes químicos, eles podem alcançar velocidades superiores usando uma pequena fração de combustível. No entanto, um grande desafio até agora tem sido a construção de um propulsor de efeito Hall que seja capaz de alcançar altos níveis de impulso também.
Embora os motores de íons convencionais sejam eficientes em termos de combustível, normalmente produzem apenas uma fração do impulso produzido por foguetes que dependem de propelentes sólidos químicos. Por isso, a NASA vem desenvolvendo o modelo ampliado do modelo X3 em conjunto com seus parceiros.
O desenvolvimento do propulsor foi supervisionado por Alec Gallimore, professor de engenharia aeroespacial da Universidade de Michigan.
Os cientistas não só estão buscando motores capazes de conseguir um grande impulso usando menos combustível, sendo assim mais rentáveis, mas também naves que poderão transportar os astronautas para destinos como Marte e além em menos tempo.
É aí que os motores como o propulsor X3 Hall-effect entram em jogo. Este propulsor, que está sendo desenvolvido pelo Glenn Research Center da NASA, em conjunto com a Força Aérea dos EUA e a Universidade de Michigan, é um modelo ampliado dos tipos de propulsores usados pela nave espacial Dawn.
Durante um teste recente, este propulsor destruiu o recorde anterior de um propulsor de efeito Hall, alcançando maior potência e impulso superior. Os propulsores de efeito Hall obtiveram maior atenção nos últimos anos devido à sua extrema eficiência. Eles funcionam girando pequenas quantidades de material propulsor (geralmente gases inertes como xenônio) em plasma carregado com campos elétricos, que é então acelerado muito rapidamente usando um campo magnético.
Comparados aos foguetes químicos, eles podem alcançar velocidades superiores usando uma pequena fração de combustível. No entanto, um grande desafio até agora tem sido a construção de um propulsor de efeito Hall que seja capaz de alcançar altos níveis de impulso também.
Embora os motores de íons convencionais sejam eficientes em termos de combustível, normalmente produzem apenas uma fração do impulso produzido por foguetes que dependem de propelentes sólidos químicos. Por isso, a NASA vem desenvolvendo o modelo ampliado do modelo X3 em conjunto com seus parceiros.
O desenvolvimento do propulsor foi supervisionado por Alec Gallimore, professor de engenharia aeroespacial da Universidade de Michigan.
“As missões para Marte estão no horizonte, e já sabemos que os propulsores Hall funcionam bem no espaço. Eles podem ser otimizados para transportar equipamentos com energia mínima e material propulsor ao longo de um ano ou mais, ou para carregar a tripulação para Marte muito mais rapidamente”, afirma.
Em testes recentes, o X3 quebrou o registro de impulso anterior definido por um propulsor Hall, alcançando 5,4 newtons de força em comparação com o registro antigo de 3,3 newtons. O X3 também duplicou a corrente de operação (250 amperes vs. 112 amperes) e funcionou com uma potência ligeiramente superior à do registro anterior (102 kilowatts vs. 98 kilowatts).
Isso foi uma novidade encorajadora, pois significa que o motor pode oferecer aceleração mais rápida, o que significa tempos de viagem mais curtos.
O teste foi realizado por Scott Hall e Hani Kamhawi, no NASA Glenn Research Center, em Cleveland, nos EUA. Hall é estudante de doutorado em engenharia aeroespacial na Universidade de Michigan e Kamhawi é cientista de pesquisa do Centro Glenn da NASA, que está fortemente envolvido no desenvolvimento do X3.
Este teste foi o ponto culminante de mais de cinco anos de pesquisa, que buscou melhorar os atuais projetos de efeito Hall. Para realizar o teste, a equipe confiou na câmara de vácuo da NASA, que atualmente é a única câmara nos EUA que pode lidar com o propulsor X3.
Isto é devido à grande quantidade de exaustão que o propulsor produz, o que pode resultar em derivação de xenônio ionizado de volta para a pluma de plasma, desviando os resultados do teste.
A configuração do Centro Glenn da NASA é a única com uma bomba de vácuo poderosa o suficiente para criar as condições necessárias para manter o escape limpo. Hall e Kamhawi também tiveram que construir um suporte de impulso personalizado para suportar a armação de 227 kg do X3 e suportar a força que ele gera, já que os stands existentes não eram suficientes.
Depois de garantir uma janela de teste, a equipe passou quatro semanas preparando o suporte, o propulsor e configurando todas as conexões necessárias. Durante todo o tempo, pesquisadores da NASA, engenheiros e técnicos estavam prontos para oferecer suporte. Após 20 horas de bombeamento para conseguir um vácuo semelhante ao espaço dentro da câmara, Hall e Kamhawi realizaram uma série de testes onde o motor seria ligado por 12 horas direto.
Ao longo de 25 dias, a equipe levou o X3 ao seus recordes de força, níveis de corrente e de impulso.
Olhando para a frente, a equipe planeja realizar mais testes no laboratório de Gallimore na Universidade de Michigan usando uma câmara de vácuo atualizada. Essas atualizações estão programadas para ser concluídas em janeiro de 2018 e permitirão ao time realizar testes futuros.
Na primavera de 2018, espera-se que o motor seja integrado a sistemas de energia que estão sendo desenvolvidos. Neste ponto, uma série de testes de 100 horas serão novamente conduzidos no Glenn Research Center.
O X3 é um dos três protótipos que a NASA está pesquisando para futuras missões com tripulação para Marte, que tem como objetivo reduzir os tempos de viagem e reduzir a quantidade de combustível necessária. Além de tornar essas missões mais rentáveis, os tempos de trânsito reduzidos também destinam-se a reduzir a quantidade de radiação que os astronautas serão expostos à medida que viajam entre a Terra e Marte.
