Engenheiros exploram novas maneiras de viajar pelo sistema solar em menos tempo
Atualmente, as missões a Marte ocorrem quando a Terra se aproxima do planeta. Para concluir a viagem, normalmente são necessários nove meses com foguetes químicos – o atual estilo de lançamento.
No entanto, cada vez mais, os engenheiros estudam como desenvolver métodos mais eficazes e rápidos para fazer essas missões. Uma das alternativa é a propulsão elétrica solar, que captura a energia do sol e a converte em eletricidade, para alimentar o Propulsor Hall.
Aerojet Rocketdyne trabalha em um propulsor Hall para a estação espacial na órbita lunar, a Gateway. Foto: Nasa
Segundo Jeff Sheehy, engenheiro-chefe da Diretoria de Missões de Tecnologia Espacial da Nasa, esse modelo poderia ser usado para enviar carga a Marte antes de uma missão humana. Assim, seria possível garantir que equipamentos e suprimentos estejam prontos para a chegada dos astronautas.
Há, porém, prós e contras: como a espaçonave é “mais leve”, usa menos combustível. Por outro lado, a energia elétrica solar ainda não está adaptada para cargas maiores e, por isso, o veículo demora muito mais tempo para chegar ao destino. “Para transportar o material necessário, provavelmente levaria entre dois anos e dois anos e meio”, afirma Sheehy.
Propulsão elétrica térmica nuclear
No espaço, os astronautas ficam sujeitos a radiação. Por isso, a comunidade científica se preocupa que propulsores nucleares podem aumentar a exposição. Foto: Nasa
Outra opção é aliar o atual lançamento por foguetes químicos à propulsão elétrica térmica nuclear na segunda fase da viagem. Assim, o trajeto aconteceria em duas etapas: em um primeiro momento, os astronautas seriam lançados ao espaço em um foguete químico e, em seguida, a cápsula seria atracada em um veículo de transferência que usaria energia elétrica nuclear para levar a tripulação e o módulo de transporte até Marte.
“Se pudermos reduzir o tempo de trânsito [para Marte] em 30 a 60 dias, isso pode melhorar a exposição à radiação que a tripulação enfrenta”, explica Joe Cassidy, diretor executivo da divisão espacial da Aerojet Rocketdyne. “Vemos a energia nuclear como uma tecnologia essencial, porque ela pode permitir tempos de trânsito menores.”
Esse método pode diminuir as jornadas em até um terço do tempo que a propulsão química oferece hoje, mas o efeito que um reator nuclear pode ter sobre os astronautas preocupa parte da comunidade científica, sobretudo porque a radiação espacial já é um desafio em missões longas. Outra desvantagem do modelo é a incapacidade de testá-lo facilmente na Terra.
Propulsão por íons elétricos
Outra ideia é usar a propulsão por íons elétricos, que produz impulso ao acelerar os íons com eletricidade. Esse tipo de energia já é usado para alimentar satélites, mas ainda produz impulso baixo. A Ad Astra afirma que já trabalha no Vasimr, que usa ondas de rádio para ionizar e aquecer o propulsor e, em seguida, produz um campo magnético para acelerar plasma. Ele foi projetado para oferecer muito mais empuxo do que um mecanismo de íons padrão.
A eletricidade necessária pode ser obtida de diferentes maneiras, mas para enviar humanos a Marte, a equipe pretende usar um reator nuclear. De acordo com Franklin Chang Diaz, presidente e executivo-chefe da Ad Astra, as missões tripuladas precisam chegar ao planeta vermelho em menos de nove meses.
Apesar de o Vasimr ainda produzir baixa energia, essa tecnologia pode ter potencial e a equipe da Ad Astra trabalha para melhorá-la. “Quando a Ad Astra resolver os desafios técnicos do Vasimr, ele pode ser a melhor escolha para propulsão elétrica de naves espaciais que transportam seres humanos”, diz Dale Thomas, professor de engenharia de sistemas da Universidade do Alabama em Huntsville (UAH).
Foguetes químicos
Lançamentos químicos ocorrem desde os anos 1960. Foto: Nasa
Embora as novas tecnologias sejam interessantes, as fabricantes de aeronaves Lockheed Martin e Boeing acham que foguetes químicos precisam continuar sendo a base de qualquer missão humana em Marte. Esse modelo de lançamento ocorre desde 1960 e tem uma alta taxa de sucesso, mas precisa de melhorias conforme as viagens espaciais avançam.
A Lockheed Martin acredita que a tecnologia para chegar a Marte já existe e ressalta que os foguetes químicos funcionaram em todas as Missões Apollo. “Já temos tecnologia para chegar a Marte hoje”, afirma Tim Cichan, ex-arquiteto de sistemas da Orion.