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Princeton quer impulsionar o motor a plasma com fusão nuclear

– Notícias de 13 de junho de 2017 –

O laboratório americano em Princeton, Nova Jersey, recebeu duas bolsas de pesquisa da NASA para financiar pesquisas sobre o projeto de uma máquina espacial envolvendo fusão nuclear. A fusão nuclear é um pouco como o santo graal da propulsão espacial. Usado em um gerador elétrico, ele poderia fornecer um poder absolutamente desproporcional aos motores a plasma ou a propulsões ainda mais hipotéticas.

Mas o conceito do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) é um pouco diferente. Os pesquisadores que trabalham neste projeto não querem usar a fusão nuclear para produzir eletricidade. Pelo contrário, pensam que podem criar um impulso, isto é, um motor, pela ejecção directa do plasma de fusão. Este motor poderia atingir a velocidade de 30000 km por segundo, 10% da velocidade da luz. O conceito não é novo: a base teórica de tal motor é conhecida desde os anos 60, mas as tecnologias da época eram incapazes de manter um plasma estável.

O progresso nos campos de supercondutores e física de materiais, no entanto, dá esperança aos pesquisadores. O motor que eles esperam desenvolver terá um peso de apenas 11 toneladas para uma potência de 10 megawatts. Funcionaria através do uso de um rádio de baixa frequência para aquecer uma mistura de deutério e hélio 3. O plasma formado seria confinado em forma de anel através de campos magnéticos. Seria então possível escapar de uma pequena porção do plasma girando em alta velocidade para criar o empuxo. Tal motor teria um desempenho espetacular. Isso permitiria que uma espaçonave acelerasse a uma fração não desprezível da velocidade da luz, simplificando enormemente a jornada em nosso sistema solar e abrindo a porta de sistemas vizinhos.

No entanto, ainda há muitos desafios tecnológicos a serem resolvidos antes de ver esse mecanismo em ação. Primeiro, o tamanho do sistema. Já é muito difícil manter um plasma de fusão usando instalações gigantescas, por isso é difícil imaginar que tal sistema ocorra no último andar de um foguete. No entanto, muitas empresas e governos estão financiando pesquisas sobre o desenvolvimento e a miniaturização de reatores de fusão. O laboratório de Princeton, enquanto isso, espera demonstrar seu conceito em 2019 ou 2020.





Uma equipe de Berlim desenvolve um motor de plasma

– Notícias de 23 de maio de 2017 –

Berkant Göksel, pesquisador da Universidade de Berlim, e sua equipe querem revolucionar o transporte espacial com seu novo motor de plasma.

Um motor de plasma opera a partir de uma fonte elétrica. O plasma é ionizado e acelerado por campos magnéticos para fornecer impulso. Existem muitas técnicas para alcançar este resultado: o motor VASIMR ou os motores de efeito Hall são exemplos de motores de plasma.

O motor de plasma da equipe Berkant Göksel usa choques elétricos pulsados ​​na faixa de nanossegundos. Os resultados são impressionantes: um motor de plasma tradicional é muito eficiente porque consome muito pouco combustível para fornecer uma determinada aceleração, mas seu impulso também é muito baixo. Portanto, levará muito tempo para fornecer aceleração. Este novo motor promete nos libertar dessa restrição de baixa potência.

A equipe alemã usa um motor de apenas 80 mm de comprimento. É capaz de fornecer um impulso de 8 milinewtons em cada impulso. Seria suficiente aumentar a frequência do motor para 1000 pulsos por segundo para ter uma eficiência semelhante a um moderno motor a jato. É uma verdadeira revolução …

No entanto, a equipe de Berlim ainda tem muito trabalho porque no momento não pode operar seu motor além de 50 pulsos por segundo. E para otimizar esse mecanismo, primeiro você deve ser capaz de observá-lo corretamente. Mas as velocidades envolvidas são tão importantes e impressionantes que a equipe precisa de uma câmera com dois milhões de quadros por segundo para estudar adequadamente as reações de plasma dentro do motor. Tal motor também precisaria de uma fonte de energia poderosa e compacta. Por conseguinte, será necessário aguardar grandes avanços na produção e armazenamento de eletricidade, a fim de aproveitar ao máximo o seu potencial. Fusão nuclear e baterias de grafeno serão candidatas sérias.

Imagem pela NASA; Postado em domínio público, via Wikimedia Commons

Fontes

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