Motor espacial para velocidade da luz funciona; mas nave ficaria grande demais

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Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 21/12/2021

Motor espacial para velocidade da luz funciona; mas nave ficaria grande demais

Idealizao artstica de um motor de Bussard, ou ramjet de Bussard.
[Imagem: NASA]

Ramjet de Bussard

Um motor para naves espaciais, proposto nos anos 1960, pode de fato funcionar e impulsionar naves at velocidades relativsticas, ou seja, j na faixa prxima velocidade da luz.

E precisamos de motores assim se quisermos explorar o espao interestelar: Chegar estrela mais prxima de ns levaria mais de quatro anos se consegussemos viajar velocidade da luz.

O inconveniente que esse motor exigiria naves to grandes que dificilmente se tornar uma realidade prtica.

Esta a concluso de Peter Schattschneider (Universidade de Tecnologia de Viena, na ustria) e Albert Jackson (Triton Systems, nos EUA) depois de uma reanlise detalhada do motor proposto pelo fsico Robert W. Bussard.

Este sistema de propulso conhecido como “coletor de Bussard”, “ramjet de Bussard” ou simplesmente “propulso de Bussard”. A proposta foi popularizada por Carl Sagan em sua famosa srie de TV Cosmos.

Motor de fuso nuclear

O ramjet de Bussard essencialmente um motor de fuso nuclear, que dever capturar prtons (ncleos de hidrognio) no espao interestelar e us-los para alimentar um reator de fuso.

“Definitivamente, vale a pena investigar a ideia,” disse o professor Schattschneider. “No espao interestelar, h gs altamente diludo, principalmente hidrognio – cerca de um tomo por centmetro cbico. Se voc coletasse o hidrognio na frente da espaonave, como em um funil magntico, com a ajuda de enormes campos magnticos, voc poderia us-lo para operar um reator de fuso e acelerar a espaonave.”

Assim, o motor usaria para capturar os tomos de hidrognio um princpio similar aos usados pelos estatojatos dos avies hipersnicos que esto sendo desenvolvidos hoje, que usam a prpria velocidade do veculo para comprimir o ar atmosfrico – no por acaso, o motor de Bussard tambm conhecido como ramjet.

Motor espacial para velocidade da luz funciona; mas nave ficaria grande demais

Princpio de funcionamento do motor de Bussard.
[Imagem: Peter Schattschneider et al. – 10.1016/j.actaastro.2021.10.039]

Motorzo

Para analisar o projeto do coletor de Bussard com um nvel de detalhamento mais preciso, a dupla usou um programa de computador desenvolvido na Universidade de Tecnologia de Viena como parte de um projeto de pesquisa para calcular campos eletromagnticos para microscopia eletrnica.

O motor de Bussard prev o uso de campos magnticos similares para coletar e concentrar os ncleos de hidrognio para que eles sejam injetados no reator.

Os clculos mostraram que o princpio bsico do aprisionamento de partculas magnticas realmente funciona como Bussard idealizou. As partculas podem ser coletadas no campo magntico proposto e conduzidas para um reator de fuso. Desta forma, o motor pode ir acelerando continuamente – at velocidades relativsticas.

Mas o problema surgiu quando a dupla calculou o tamanho do funil magntico necessrio para que o motor funcione.

Para atingir um impulso de 10 milhes de newtons – equivalente ao dobro da propulso principal de um nibus espacial – o funil teria que ter um dimetro de quase 4.000 quilmetros.

Uma civilizao tecnicamente avanada poderia ser capaz de construir algo assim, mas o verdadeiro problema o comprimento necessrio dos campos magnticos: O funil teria de ter cerca de 150 milhes de quilmetros, o que mais ou menos a distncia entre o Sol e a Terra.

Assim, se o programa usado pela dupla no contiver nenhum bug dramtico, parece que a esperana de usar um ramjet de Bussard para lanar a humanidade em viagens interestelares, embora seja uma ideia interessante, continuar sendo matria da fico cientfica. Se quisermos visitar nossos vizinhos csmicos um dia, teremos que pensar em outra coisa, dizem os dois pesquisadores.

Bibliografia:

Artigo: The Fishback ramjet revisited
Autores: Peter Schattschneider, Albert A. Jackson
Revista: Acta Astronautica
DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.10.039

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