Novo propulsor de íons Kickstarter aceleraria a exploração espacial usando nanosatélites

Propulsor CAT

Nas últimas décadas, a exploração espacial se concentrou amplamente na construção de máquinas incríveis (às vezes incrivelmente caras) de última geração. Não é difícil ver por que - máquinas como Curiosity e os seus guindaste flutuante movido a foguete são realizações incríveis.

Há outro grupo de pessoas, no entanto, trabalhando para construir espaçonaves que cabem em orçamentos de 5 a 6 dígitos, em vez de exigir gastos anuais da NASA ou de outro orçamento nacional. Alguns desses programas adotaram o Kickstarter na esperança de obter financiamento - incluindo um grupo da Universidade de Michigan que deseja construir a Próxima Pequena Coisa em tecnologia de propulsores.



Melhorando os propulsores de íons

Os propulsores iônicos atuais são uma maneira prática de mover uma espaçonave de tamanho modesto do ponto A ao ponto B, desde que você não se importe em esperar um pouco para que ela chegue lá. Como o nome indica, esses motores emitem fluxos de partículas ionizadas em baixo impulso (o que significa que eles não empurram com muita força), mas em um impulso específico muito alto (eles são muito eficientes). Os EUA, a ESA e a Rússia desenvolveram várias tecnologias de acionamento de íons nos últimos 20 anos, mas a maioria desses projetos ainda são bastante volumosos.



A equipe por trás do CubeSat Ambipolar Thruster (CAT) quer mudar isso. Eles afirmam ter miniaturizado um tipo específico de propulsor de íons a um tamanho que permitiria alimentar um satélite CubeSat. CubeSats, se você não estiver familiarizado com o termo, são minúsculos satélites quadrados que medem 10 cm de lado e contêm exatamente um litro de volume. O formato, que estreou em 1999, permite satélites maiores em uma configuração empilhada - um satélite 1U é 10x10x10, enquanto um satélite 3U é 30x10x10. O objetivo do CubeSat original era criar um nanosatélite que pudesse ser implantado em órbita por um custo de $ 65.000 - $ 80.000, em oposição aos vários milhões de dólares que você normalmente esperaria.

Looping em torno da Terra

O propulsor CAT giraria em torno da Terra várias vezes, acumulando velocidade suficiente para atingir a velocidade de escape.



As aplicações potenciais do CubeSats variam de práticas (medição do campo magnético local) a peculiares - no ano passado, a NASA lançou seu 'PhoneSat', como parte de um projeto para demonstrar que as entranhas de um telefone celular comum poderiam servir como aviônicos para um satélite em certas condições. A equipe CAT quer estender seus usos potenciais - colocando um motor nas costas. O propulsor iônico reduzido não seria capaz de ir muito rápido, mas a equipe acredita que poderia ser usado para lançar objetos para fora da órbita da Terra dando voltas ao redor do planeta repetidamente.

O design do CAT é baseado em um tipo específico de propulsor de íons, o Helicon Double Layer Thruster. Até à data, foi verificado e testado pela ESA, mas não foi implantado em nenhuma nave espacial. O grupo acredita que encontrou uma maneira de reduzir o design a embarcações bem menores e está procurando financiamento para tornar isso uma realidade.

O valor das pequenas coisas em espaços realmente grandes

É justo notar que CubeSats são basicamente brinquedos - caixas minimamente funcionais que podem lidar com algumas coisas. Um conjunto de CubeSats de peso ou volume igual ao Curiosity não resultaria em mais exploração de Marte - apenas muito esforço desperdiçado. Dito isso, há um benefício real em desenvolver esse tipo de tecnologia. Um futuro lançamento de sonda poderia usar um propulsor CAT para lançar sondas secundárias ou fazer medições detalhadas de uma característica planetária particular. A equipe CAT no Kickstarter fala em procurar vida com um CubeSat montado no CAT, mas um motor CAT em uma espaçonave maior poderia permitir uma melhor manobrabilidade orbital ou, usado em pares, poderia fornecer delta-v adicional (velocidade de mudança de trajetória) após lançamento.



Um diagrama de um propulsor de íons eletrostáticos (como na NASA

Um diagrama de um propulsor iônico eletrostático (como no NEXT da NASA e na maioria dos outros propulsores iônicos)

No começo eu estava cético em relação às afirmações da organização CAT - sou cético em relação ao Kickstarter em geral - mas depois de revisar a literatura sobre propulsores de íons e as credenciais do grupo, além de olhar para alguns dos próprios esforços da NASA nesta área, está claro que há benefícios em desenvolver tecnologias de motor que podem impulsionar cargas úteis pequenas e de baixo custo da órbita baixa da Terra (LEO) para o espaço profundo. Baixar o custo dessa tecnologia é uma forma eficaz de reduzir o custo da exploração espacial e financiar a criação de dispositivos que não arriscam anos de trabalho e dezenas de milhões de dólares em um único lançamento bem-sucedido.

Para saber mais sobre a ciência real dos propulsores de íons e como eles funcionam, leia nossa história sobre PRÓXIMA unidade de íons da NASA .

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