Algumas das melhores coisas da ciência são elegantes e simples. Um novo sistema de propulsão que está sendo desenvolvido na Espanha é isso e pode ajudar a resolver um problema crescente com os satélites da Terra: a proliferação de lixo espacial.
Pesquisadores da Universidade Carlos III de Madri (UC3M) e da Universidade Politécnica de Madri (UPM) na Espanha estão patenteando um novo tipo de sistema de propulsão para satélites em órbita que não usa nenhum propulsor ou consumível. O sistema é basicamente uma corda, na forma de uma fita de alumínio de alguns quilômetros de comprimento e alguns centímetros de largura, que sai do satélite. Os pesquisadores chamam de uma ligação espacial.
“Esta é uma tecnologia disruptiva porque permite transformar energia orbital em energia elétrica e vice-versa sem usar nenhum tipo de consumível”. - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
O vínculo espacial leve é enrolado durante o lançamento e, uma vez que o satélite está em órbita, ele é implantado. Uma vez implantada, a fita pode converter eletricidade em impulso ou impulso em eletricidade. Os pesquisadores espanhóis por trás disso dizem que os laços espaciais serão usados em pares.
O sistema é baseado no que é chamado de corda de "baixa função de trabalho". Um revestimento especial no cordão melhorou as propriedades de emissão de elétrons ao receber luz solar e calor. Essas propriedades especiais permitem que ele funcione de duas maneiras. "Esta é uma tecnologia disruptiva porque permite transformar energia orbital em energia elétrica e vice-versa sem usar qualquer tipo de consumível", disse Gonzalo Sánchez Arriaga, pesquisador Ramón y Cajal no Departamento de Bioengenharia e Engenharia Aeroespacial da UC3M.
À medida que um satélite perde altitude e se aproxima da Terra, o cabo converte esse impulso causado pela gravidade em eletricidade para uso dos sistemas da espaçonave. Quando se trata de instalações em órbita como a Estação Espacial Internacional (ISS), esse sistema de corda pode resolver um problema irritante. Todo ano a ISS precisa queimar uma quantidade significativa de propulsor para manter sua órbita. O cabo pode gerar eletricidade à medida que se aproxima da Terra, e essa eletricidade pode substituir o propulsor. “Com uma corrente de baixa função e a energia fornecida pelo painel solar da ISS, o arrasto atmosférico poderia ser compensado sem o uso de propulsor”, disse Arriaga.
“Diferentemente das tecnologias atuais de propulsão, a função de baixo trabalho não precisa de propulsor e utiliza recursos naturais do ambiente espacial, como o campo geomagnético, o plasma ionosférico e a radiação solar.” - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
Para satélites com ampla potência a bordo, o cabo funcionaria ao contrário. Usaria eletricidade para fornecer impulso à nave espacial. Isso é especialmente útil para satélites próximos ao final de sua vida útil. Em vez de definhar em órbita por muito tempo como lixo espacial, o satélite abandonado poderia ser forçado a entrar novamente na atmosfera da Terra, onde queimaria inofensivamente.
O sistema de amarração espacial é baseado no chamado arrasto de Lorentz. O arrasto de Lorentz é um efeito eletrodinâmico. (Os entusiastas da eletrodinâmica podem ler tudo sobre isso aqui.) Não vou me aprofundar muito nisso porque não sou físico, mas os pesquisadores espanhóis sugerem que o arrasto de Lorentz pode ser facilmente observado observando um ímã cair através de um tubo de cobre . Aqui está um vídeo.
As organizações espaciais demonstraram interesse no baixo nível de função de trabalho, e a equipe espanhola está divulgando especialistas em EUA, Japão e Europa. O próximo passo é a fabricação de protótipos. "O maior desafio é sua fabricação, porque o cabo deve reunir propriedades muito específicas de emissão óptica e de elétrons", diz Sánchez Arriaga.
O Ministério de Economia, Indústria e Competitividade da Espanha concedeu à equipe espanhola uma subvenção para investigar materiais para o sistema. A equipe também enviou uma proposta ao consórcio da Comissão Europeia para Tecnologias Futuras e Emergentes (FET-Open) para financiamento. “O projeto FET-OPEN seria fundamental porque considera a fabricação e a caracterização da primeira corda de baixa função funcional e o desenvolvimento de um kit de deorbit baseado nessa tecnologia para ser testado em uma missão espacial futura. Se financiado, seria um trampolim para o futuro das amarras de baixa função no espaço ”, concluiu Sanchez Arriaga.
Neste vídeo, Gonzalo Sanchez Arriaga explica como o sistema funciona. Se você não fala espanhol, basta ativar as legendas.
