Os engenheiros da NASA testaram recentemente um sistema de propulsão elétrica de próxima geração que poderá um dia alimentar uma missão tripulada a Marte.
A NASA disparou um protótipo do seu propulsor eletromagnético dentro de uma câmara de vácuo, atingindo níveis de potência de até 120 quilowatts – o mais alto alcançado em testes norte-americanos de um sistema de propulsão elétrica. Isso é mais de 25 vezes a potência dos propulsores elétricos a bordo da atual missão Psyche, lançada em 2023 em uma jornada para explorar um asteroide rico em metais.
“Projetar e construir esses propulsores nos últimos dois anos foi um longo período antes deste primeiro teste”, disse James Polk, cientista pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, em um comunicado. declaração. “É um grande momento para nós porque não apenas mostramos o funcionamento do propulsor, mas também atingimos os níveis de potência que pretendíamos. E sabemos que temos um bom ambiente de testes para começar a enfrentar os desafios da expansão.”
Animado
Os sistemas de propulsão elétrica usam campos magnéticos e correntes elétricas para acelerar o propulsor a altas velocidades. Este tipo de propulsão utiliza até 90% menos propelente do que os foguetes químicos tradicionais de alto empuxo, de acordo com a NASA.
Os atuais propulsores de propulsão elétrica dependem da energia photo voltaic para acelerar o propulsor, atingindo altas velocidades ao longo do tempo através de um baixo empuxo contínuo. O propulsor eletromagnético recentemente testado da NASA, por outro lado, funciona com vapor metálico de lítio. O propulsor magnetoplasmadinâmico alimentado com lítio (MPD) usa altas correntes interagindo com um campo magnético para acelerar eletromagneticamente o plasma de lítio.
Os propulsores alimentados com lítio poderiam potencialmente operar em níveis de alta potência, usando o propelente de forma eficiente e fornecendo maior potência de empuxo do que os propulsores elétricos atualmente em uso, de acordo com a NASA. Uma vez totalmente desenvolvido e emparelhado com uma fonte de energia nuclear, o MPD poderia ajudar a reduzir a massa de lançamento para suportar cargas úteis maiores para missões humanas a Marte.
Durante o teste, o propulsor elétrico foi colocado dentro de uma câmara de vácuo resfriada a água de 8 metros de comprimento no Laboratório de Propulsão Elétrica do JPL. Os engenheiros ligaram o propulsor e observaram-no ganhar vida. Durante cinco ignições, o propulsor atingiu temperaturas superiores a 5.000 graus Fahrenheit (2.800 graus Celsius). O eletrodo externo em forma de bico do propulsor emitia uma pluma vermelha vibrante, enquanto o eletrodo de tungstênio em seu centro brilhava em um branco brilhante.
Bilhete para Marte?
O JPL da NASA vem desenvolvendo o propulsor MPD nos últimos dois anos e meio em colaboração com a Universidade de Princeton e a Glenn Analysis da NASA. O trabalho é financiado pelo projeto de Propulsão Nuclear Espacial da NASA, com o objetivo de lançar uma missão humana a Marte, apoiando um programa de propulsão elétrica nuclear da classe megawatt.
“Na NASA, trabalhamos em muitas coisas ao mesmo tempo e não perdemos Marte de vista”, disse o administrador da NASA, Jared Isaacman, em comunicado. “O desempenho bem-sucedido do nosso propulsor neste teste demonstra um progresso actual no sentido de enviar um astronauta americano para pisar no Planeta Vermelho.”
Os dados da primeira demonstração ajudarão a informar uma próxima série de testes do propulsor eletromagnético. A equipe pretende atingir níveis de potência entre 500 quilowatts e 1 megawatt por propulsor nos próximos anos.
O lançamento de uma nave espacial tripulada para Marte pode exigir 2 a 4 megawatts de potência, o que significa vários propulsores MPD operando por mais de 23.000 horas. Isto representa um desafio, pois o {hardware} opera em altas temperaturas, e a equipe precisa provar que os componentes do propulsor podem suportar o calor por várias horas durante os próximos testes.
“Continuaremos a fazer investimentos estratégicos que impulsionarão o próximo salto gigante”, acrescentou Isaacman.
