Pesquisadores japoneses estão tentando resolver pelo menos o problema da volta. Para isso, Takeaki Muramatsu e colegas da Universidade Metropolitana de Tóquio criaram um novo sistema para testar o conceito de frenagem aerodinâmica para espaçonaves que precisam reentrar na atmosfera.
O desafio de trazer uma nave de volta à Terra com segurança é um dos maiores obstáculos da exploração espacial. Durante a reentrada, o atrito com o ar gera calor extremo e exige materiais resistentes ou sistemas de desaceleração eficientes. A equipe japonesa aposta em uma abordagem magnética para reduzir a velocidade sem depender apenas de escudos térmicos ou paraquedas.
Eletroímãs superam versões anteriores
Os eletroímãs permitiram alcançar campos muito mais intensos do que os obtidos em versões anteriores, que vinham se baseando em ímãs permanentes. A equipe afirma que este é um passo crucial para testar o conceito com espaçonaves reais na atmosfera.
Ímãs permanentes têm limitações de intensidade e não podem ser ajustados durante o voo. Já os eletroímãs podem ser controlados eletronicamente, variando a força do campo conforme a necessidade. Isso abre caminho para uma frenagem mais precisa e adaptável a diferentes condições de reentrada.
Além disso, a capacidade de gerar campos magnéticos fortes é fundamental para interagir com o plasma que se forma ao redor da nave em altas velocidades. Essa interação pode criar uma espécie de “escudo magnético” que desacelera o veículo e reduz o aquecimento.
Testes em túnel hipersônico
Durante os testes, a nave-modelo é atingida por uma onda de choque viajando a mais de 25.200 km/h durante dezenas de microssegundos em um tubo de expansão hipersônica, uma instalação usada para testar aeronaves e espaçonaves em ambientes extremos.
O tubo de expansão hipersônica simula as condições de altíssima velocidade e temperatura encontradas na reentrada. A onda de choque comprime e aquece o ar à frente do modelo, criando um ambiente semelhante ao real. Os sensores registram como o campo magnético afeta o fluxo de plasma e a transferência de calor.
Esses experimentos são rápidos, mas fornecem dados valiosos sobre a eficácia da frenagem magnética. A duração de dezenas de microssegundos é suficiente para observar os fenômenos físicos relevantes e validar os modelos computacionais.
Passo vital para missões futuras
A equipe destaca que este é um passo vital rumo aos testes planejados de experimentos reais de reentrada e ao desenvolvimento de uma tecnologia essencial para qualquer missão espacial futura que envolva a reentrada em qualquer atmosfera, seja na Terra ou em outros planetas.
Missões para Marte, por exemplo, exigirão pousos precisos e seguros em uma atmosfera mais rarefeita. A frenagem magnética poderia complementar os métodos tradicionais, aumentando a margem de segurança e reduzindo a massa de escudos térmicos necessária.
Além disso, a tecnologia pode ser aplicada em sondas que exploram planetas gasosos ou luas com atmosferas densas. A capacidade de ajustar o campo magnético em tempo real permitiria trajetórias de entrada mais flexíveis e eficientes.
Publicação científica
O estudo foi publicado no Journal of Spacecraft and Rockets, com o título “Quasi-Steady Magnetic Field Generated by Pulse Forming Network for Magnetohydrodynamic Aerobraking”. Os autores são Takeaki Muramatsu, Kohei Shimamura, Akira Kakami e Hiroshi Katsurayama. O DOI do artigo é 10.2514/1.A36635.
A publicação em uma revista revisada por pares confere credibilidade aos resultados e permite que outros pesquisadores reproduzam ou ampliem os experimentos. A equipe não detalhou os próximos passos, mas afirma que os testes com espaçonaves reais são o objetivo final.
Enquanto isso, a comunidade científica acompanha com interesse o desenvolvimento dessa tecnologia, que pode mudar a forma como as naves retornam à Terra e a outros mundos.
Fonte
- www.inovacaotecnologica.com.br
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