Um motor espacial avança na corrida para impulsionar os seres humanos a Marte tem quebrado recordes de funcionamento, poder e impulso para um dispositivo deste tipo. Ele é conhecido como propulsor Hall.
Os propulsores Hall oferecem uma propulsão espacial excepcionalmente eficiente à base de plasma, acelerando pequenas quantidades de propulsão muito rapidamente usando campos elétricos e magnéticos. Eles podem alcançar velocidades superiores com uma pequena fração do combustível requerido em um foguete químico.
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“As missões para Marte estão apenas no horizonte, e já sabemos que os propulsores Hall funcionam bem no espaço”, diz Alec Gallimore, professor de engenharia aeroespacial e de física aplicada na Universidade de Michigan.
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“Eles podem ser otimizados para transportar equipamentos com energia mínima e propulsor ao longo de um ano ou mais, ou para transportar a tripulação para Marte muito mais rapidamente”.
O desafio é tornar os propulsores Hall maiores e mais poderosos. O novo “X3” quebrou o registro do impulso anterior, entrando em 5.4 newtons de força em comparação com 3.3 newtons.
A melhoria do impulso é especialmente importante para uma missão com tripulação – significa aceleração mais rápida e tempos de viagem mais curtos. Além disso, o X3 mais que dobrou o recorde corrente operacional (250 amperes vs. 112 amperes) e correu a uma potência ligeiramente maior (102 kilowatts versus 98 quilowatts).
O X3 é um dos três protótipos de “motores para Marte” para ser transformado em um sistema de propulsão completo com financiamento da NASA. O estudante de doutorado Scott Hall realizou os testes no Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland, junto com o pesquisador da NASA Glenn Hani Kamhawi. Os experimentos foram o ponto culminante de mais de cinco anos de construção, teste e melhoria do propulsor.
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A NASA Glenn, que é especializada em propulsão elétrica solar, é atualmente o lar da única câmara de vácuo nos EUA que pode lidar com o propulsor X3, produz tanta exaustão que as bombas de vácuo em outras câmaras não conseguem manter-se. Então, o xenônio que foi disparado pela parte de trás do motor pode retornar à pluma de plasma, mexendo nos resultados.
O time do X3 conseguiu uma janela de teste de julho a agosto deste ano, começando com quatro semanas para configurar o suporte de impulso, montar o propulsor e conectá-lo com fontes de energia elétrica e xenônio.
Hall construiu um suporte de impulso personalizado para suportar o peso de 500 libras do X3 e suportar sua força. “O grande momento é quando você fecha a porta e bombeia a câmara”, diz ele.
Após as 20 horas de bombeamento para conseguir um vácuo semelhante a um espaço, Hall e Kamhawi passaram 12 horas testando o X3.
Mesmo as quebras pequenas se parecem grandes problemas quando leva dias para levar gradualmente o ar de volta para a câmara, entrar para fazer o reparo e bombear o ar novamente. Hall e Kamhawi trouxeram o X3 ao seu poder recorde, corrente e impulso ao longo dos 25 dias de testes.
Olhando para o futuro, o X3 será integrado com as fontes de energia em desenvolvimento pela Aerojet Rocketdyne, um fabricante de propulsão de foguetes e mísseis e liderará a concessão do sistema de propulsão da NASA. Na primavera de 2018, Hall espera estar de volta à NASA Glenn executando um teste de 100 horas do X3 com o sistema de processamento de energia da Aerojet Rocketdyne.
O projeto é financiado através da Parceria de Exploração para as Próximas Tecnologias Espaciais da NASA, que também apóia sistemas de habitat e fabricação no espaço.
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