ANN ARBOR – Quando entrou no colegial, Alec Gallimore tinha dois objetivos na vida: se tornar astronauta e colocar no ar uma aeronave que ajudaria a desenhar.

Um dos desejos de Gallimore, professor de Engenharia Aeroespacial na Universidade de Michigan, está bem perto de ser realizado depois do anúncio da NASA. A agência disse que vai financiar um sistema de propulsão cujo componente central é o X3, desenhado por Gallimore.

NASA recebeu US $ 6,5 milhões, para serem usados ao longo dos próximos três anos, no projeto Aerojet Rocketdyne, para o desenvolvimento de um sistema de propulsão, apelidado de XR-100. A Universidade de Michigan receberá US $ 1.000.000 para trabalhar com o X3.

A agência selecionou o propulsor como parte de seu programa de tecnologias futuras para a exploração do espaço, o NextSTEP, que abrange um conjunto de projetos destinados a melhorar pequenos satélites, sistemas de propulsão e habitação humana no espaço. Eles são necessários para enviarem humanos para a órbita entre a Terra e Lua, no início dos anos 2020, e para Marte na próxima década.

O sistema XR-100 está em grande concorrência com outros dois modelos. Todos os três dependem da ‘expulsão de plasma’ – um estado de energia da matéria em que os elétrons e os átomos carregados chamados íons coexistem – que fica na parte de trás do propulsor.

Mas o X3 tem um pouco de vantagem. Para os propulsores de seu poder de design, a 200 quilowatts, ele é relativamente pequeno e leve. E a tecnologia principal – o propulsor Hall – já está em uso para manobrar satélites em órbita ao redor da Terra.

“A título de comparação, o motor mais poderoso de Hall que está em órbita neste momento é de 4,5 quilowatts”, disse o Gallimore, que com tanto trabalho, acabou tendo que deixar o plano de ser astronauta de lado.

Isso é o suficiente para ajustar a órbita ou para a orientação de um satélite, mas é muito pouco para poder mover as enormes quantidades de carga necessárias para apoiar a exploração humana do espaço profundo.

O propulsor Hall funciona através da aceleração do escape de plasma a velocidades extremamente altas. O processo se inicia com uma corrente espiral de elétrons através de um canal circular. Na sua viagem, desde o elétrodo negativo na extremidade de descarga até o elétrodo carregado positivamente no lado interno do canal, eles se encontram com átomos (tipicamente gás xénon) que são alimentados para dentro da câmara. As colisões derrubam os elétrons dos átomos de xenônio e transformam o xênon em íons carregados positivamente.

O movimento em espiral de elétrons também cria um forte campo eléctrico que impulsiona os íons dos gases de escape para fora da extremidade do canal. Apenas elétrons necessários partem com os íons para evitar que a nave espacial acumule carga, o que poderia causar problemas elétricos.

“Quando os átomos de xenônio são ionizados podem disparar a velocidades de até 30.000 metros por segundo, ou seja, cerca de 65.000 mph,” disse Gallimore.

O X3 contém três destes canais, a cada centímetro de profundidade, aninhados uns aos outros em torno de anéis concêntricos.

O Aerojet Rocketdyne vai construir dois componentes principais para o sistema de propulsão.

Scott Hall, estudante de doutorado no laboratório de Gallimore, vai usar o financiamento para colocar o X3 em uma bateria de testes, executando-o até 60 quilowatts no Laboratório Plasma Dynamics e Electric Propulsion da U-M e, em seguida, até 200 quilowatts no Centro de Pesquisa Glenn, da NASA, em Cleveland.

Enquanto isso, outra estudante de doutorado, Sarah Cusson, vai investigar uma emenda que poderia permitir com que o X3 permaneça operacional de cinco a 10 vezes mais do que seu tempo de vida atual, que gira em torno de pouco mais de um ano.

“Se fizermos o nosso trabalho nos próximos três anos, podemos entregar os dois projetos”, disse o Gallimore. “Se eu tivesse de prever, eu diria que este propulsor será a base para enviar seres humanos à Marte.” Agora entre o sonho e a realidade, três anos de muito trabalho e pesquisa.

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