Novo motor de propulsão elétrica para naves espaciais é testado em órbita pela primeira vez

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O sistema de propulsão elétrica de iodo sendo testado em uma câmara de vácuo. Crédito: ThrustMe.

Por David Nield
Publicado na ScienceAlert

Para os satélites girando ao redor da Terra, usar eletricidade para ionizar e impulsionar partículas de xenônio faz com que eles cheguem aonde precisam. Embora os átomos de xenônio se ionizem facilmente e sejam pesados ​​o suficiente para gerar impulso, o gás é raro e caro, fora que também é difícil de armazenar.

Graças a novas pesquisas, em breve poderemos ter uma alternativa. E aí que entra o iodo.

A operação em órbita total de um satélite movido a gás iodo foi agora realizada pela empresa de tecnologia espacial ThrustMe, e a tecnologia promete levar a sistemas de propulsão de satélites mais eficientes e acessíveis do que nunca.

O sistema de propulsão elétrica de iodo disparando em uma câmara de vácuo. Crédito: ThurstMe.

“O iodo é significativamente mais abundante e barato que o xenônio e tem a vantagem adicional de poder ser armazenado sem pressão como um sólido”, disse Dmytro Rafalskyi, CTO e cofundador da ThrustMe.

Embora os primeiros testes terrestres de motores de propulsão de iodo tenham sido promissores, fazê-los funcionar no espaço é o sinal mais claro de que este pode ser o futuro dos motores de espaçonaves de pequena escala – e que nossa exploração do espaço pode continuar praticamente.

A equipe usou iodo para abastecer um satélite CubeSat de 20 kg com um motor chamado NPT30-I2, que foi lançado em 6 de novembro de 2020. As manobras foram realizadas com sucesso, e o iodo demonstrou atingir maior eficiência de ionização do que o xenônio também.

Além dos benefícios dos quais já falamos, os sistemas baseados em iodo também podem ser construídos em formas significativamente menores e mais simples do que os satélites atuais: ao contrário do xenônio e outros propelentes, o iodo pode ser armazenado a bordo em sua forma sólida antes de ser convertido em gás, portanto, não há necessidade de tanques de gás volumosos e de alta pressão.

“A demonstração bem-sucedida do NPT30-I2 significa que podemos prosseguir para a próxima etapa no desenvolvimento da propulsão de iodo”, disse Rafalskyi. “Paralelamente aos nossos testes no espaço, desenvolvemos novas soluções que permitem um melhor desempenho e iniciamos uma extensa campanha de testes de resistência em solo para expandir ainda mais os limites desta nova tecnologia”.

O mecanismo do motor de iodo. Créditos: Rafalskyi et al., Nature, 2021.

Espera-se que dezenas de milhares de satélites sejam lançados em órbita na próxima década, então encontrar maneiras de torná-los tão eficientes e acessíveis quanto possível é a chave se quisermos continuar explorando e analisando a Terra e o Universo ao nosso redor.

O uso de iodo para tornar os satélites mais acessíveis, mais eficientes e mais compactos tem vários benefícios potenciais em como as constelações de satélites poderão ser implantadas, treinadas para evitarem umas às outras e descartadas quando atingem o fim de sua vida útil.

Os desafios permanecem: o iodo é altamente corrosivo, o que significa que a cerâmica é necessária para proteger as partes do satélite e, no momento, os motores de iodo não são tão responsivos quanto seus equivalentes de xenônio. No entanto, este é um grande avanço para a tecnologia.

“A publicação desses resultados históricos não é importante apenas para a ThrustMe, mas também para a indústria espacial em geral”, disse a CEO e cofundadora da ThrustMe, Ane Aanesland. “Ter nossos resultados revisados ​​por pares e publicamente acessíveis fornece à comunidade mais confiança e ajuda a criar uma referência dentro da indústria”.

A pesquisa foi publicada na Nature.