Se essa tecnologia de propulsão a plasma for real, poderá mudar tudo.
No outono passado, um professor da Universidade de Wuhan, Jau Tang, trabalhou duro para montar um protótipo de propulsor que, a princípio, parece bom demais para ser verdade.
A idéia básica, ele disse em uma entrevista, é que seu dispositivo transforma eletricidade diretamente em propulsão – não é necessário combustível fóssil – usando microondas para energizar o ar comprimido em um estado de plasma e disparando-o como um jato. Tang sugeriu, sem uma pitada de auto-engrandecimento, que provavelmente poderia ser ampliado o suficiente para pilotar grandes aviões comerciais. Eventualmente, ele diz, pode até alimentar naves espaciais.
Escusado será dizer que estas são reivindicações grandiosas. Um propulsor que não requer tanques de combustível parece suspeito como ficção científica – como os jatos do traje do Homem de Ferro nos filmes da Marvel, por exemplo, ou os propulsores que permitem que DeLorean, do Dr. Brown, voe em “Back to the Future”.
Mas, na narrativa de Tang, sua invenção – vamos chamá-lo de Tang Jet, no qual ele trabalhou com os colaboradores da Universidade Wuhan, Dan Ye e Jun Li – poderia ter um potencial de mudança de civilização aqui no mundo não-ficcional.
“Essencialmente, o objetivo dessa tecnologia é tentar usar a eletricidade e o ar para substituir a gasolina”, disse ele. “O aquecimento global é uma grande ameaça à civilização humana. A tecnologia sem combustível fóssil usando plasma de ar de microondas pode ser uma solução.”
Ele antecipa que isso aconteça rapidamente. Em dois anos, ele diz, ele acha que o Tang Jets poderia acionar drones. Em uma década, ele gostaria de vê-los pilotar um avião inteiro.
Tudo isso seria incrível, obviamente. Mas é difícil avaliar se a invenção de Tang poderia aumentar o suficiente para se tornar prática. E mesmo que existisse, haveria requisitos substanciais de energia que poderiam condenar as aplicações aeroespaciais.
Uma coisa é certa: se a tecnologia funcionar da maneira que ele espera, o mundo nunca será o mesmo.
O curriculum vitae de Tang oscila entre uma variedade deslumbrante de tópicos acadêmicos surpreendentemente díspares, da microscopia eletrônica 4D a lasers de pontos quânticos, nanotecnologia, fotossíntese artificial e, é claro, transições de fase e plasmonics.
Ele ocupou várias posições de professor, fez pesquisas nos Laboratórios Caltech e Bell, publicou dezenas de artigos amplamente citados, editou várias revistas científicas e ganhou vários prêmios. Ele possui uma patente nos EUA para um dispositivo que ele chama de “obturador síncrotron”, projetado para capturar elétrons que viajam perto da velocidade da luz.
Tang diz que primeiro descobriu a idéia do propulsor de plasma quando estava tentando criar diamantes sintéticos. Ao tentar cultivá-las usando microondas, ele lembra, ele começou a se perguntar se a mesma tecnologia poderia ser usada para produzir empuxo.
Outras histórias enormes, como a pandemia de coronavírus e a saga desconcertante de Elon Musk, nomeando seu bebê “X Æ A-12”, estavam sugando muito oxigênio do ciclo de notícias no início de maio, quando Tang anunciou sua invenção ao mundo. Alguns veículos pegaram a história de Tang, incluindo New Atlas, Popular Mechanics e Ars Technica, mas nenhum jornalista parece ter realmente conversado com ele.
Por causa disso, houve pouca alarde em torno do escopo de sua ambição pela tecnologia – e foi esquecido que Tang às vezes parece que ele inventou um martelo e agora vê muitas coisas como pregos.
Depois de descrever seus planos para conquistar aeroespacial com seu novo propulsor, por exemplo, ele começa a descrever planos para enfrentar a indústria automotiva também – com carros elétricos movidos a jato.
“Eu acho que o motor a jato é mais eficiente que o motor elétrico; você pode dirigir um carro em velocidades muito mais rápidas”, ele ponderou. “É isso que tenho em mente: combinar o motor a jato de plasma com uma turbina para dirigir um carro”.
Mas você não gostaria de dirigir por trás disso, ele avisou, porque você pode ser queimado pelo jato de fogo.
Ao longo de nossa entrevista, Tang também trouxe as possibilidades de usar a tecnologia para construir armas de projéteis, lançar naves espaciais, barcos a motor e até criar um novo tipo de fogão para cozinhar. Nesse último ponto, Tang disse que já construiu um protótipo de fogão de cozinha alimentado por uma tocha de plasma a ar de microondas – mas é tão ensurdecedoramente alto que soa como um relâmpago constante.
Tecnicamente, o Tang Jet é uma tentativa de construir um “propulsor de plasma”, um conceito que periodicamente ganha atenção nos círculos científicos. Michael Heil, um engenheiro aeroespacial e de propulsão aposentado com uma longa carreira de pesquisa da Força Aérea e da Nasa, disse ao Futurism que a pesquisa de Tang o lembra de várias outras tentativas de construir tecnologia de propulsão a ar que ele encontrou ao longo dos anos.
Propulsores de plasma como os que acionariam um Tang Jet já existem há algum tempo. A NASA lançou um satélite equipado com propulsores de plasma em 2006, mas suas capacidades estão muito longe do que Tang está propondo com sua pesquisa.
Os engenheiros há muito sonham com um avião a jato de plasma, mas todas as tentativas foram derrubadas pelas limitações tecnológicas do dia. Por exemplo, a New Scientist relatou em 2017 que uma equipe da Universidade Técnica de Berlim tentou construir um propulsor semelhante – mas, como todas as tentativas da década anterior, seu trabalho nunca se tornou útil fora do laboratório.
Os problemas com essas tentativas não são tantos defeitos com a teoria – o conceito de gerar empuxo com uma tocha de plasma é bastante sólido. Em vez disso, começam a surgir problemas ao elaborar a logística de construção de um veículo que realmente funciona.
Tang tem pouco interesse em comercializar o jato. Em vez disso, ele quer demonstrar seus méritos, na esperança de que líderes governamentais ou titãs da indústria, bem financiados, sejam inspirados a pegar as idéias e correr com elas.
“Os passos para a realização de um motor a jato de plasma cheio custariam muito dinheiro, tempo e energia”, disse ele. “Esse investimento está além dos nossos recursos atuais. Essas tarefas devem ser realizadas por indústrias aeroespaciais ou agências governamentais.”
Essa é uma mentalidade comum para os cientistas, disse Christopher Combs, pesquisador de aerodinâmica da Universidade do Texas em San Antonio.
“É isso que nós acadêmicos fazemos, descobrimos a física e dizemos ‘Bem, eu não quero fazer um produto'”, disse ele ao Futurism. “É meio que um refrão comum ver pessoas na academia que tiveram algo que chama muita atenção”.
Embora ele esteja intrigado com os princípios subjacentes do Tang Jet, Combs diz que é improvável que ele atinja o tamanho necessário para elevar um avião – em outras palavras, os mesmos desafios que se mostraram intransponíveis para os propulsores de plasma anteriores irão elevar a cabeça novamente. . O protótipo atual, por perspectiva, produz apenas cerca de 10 Newtons de empuxo – quase o mesmo que um modelo de foguete de tamanho médio.
“Você está falando sobre escalar algo em cinco ordens de magnitude – mais de 100.000 vezes!” Pentes disse. “O que quase nunca funciona linearmente. Muita engenharia acontece no meio.”
E mesmo que fosse dimensionado perfeitamente, há a questão do poder. O traje do Homem de Ferro foi acionado por um “Arc Reactor” e o DeLorean voador foi acionado por um “Sr. Unidade de fusão” que transformou o lixo doméstico em mais de um gigawatt de energia – os quais, infelizmente, são fictícios.
Os combustíveis fósseis armazenam muito mais energia em peso do que as baterias, e é improvável que isso mude tão cedo. E isso é muito ruim, porque o Tang Jet precisa de muita energia.
Segundo um artigo que Tang e seus colaboradores publicaram sobre o protótipo do propulsor na revista AIP Advances em maio, a tecnologia produz cerca de 28 Newtons de empuxo por quilowatt de energia. Os motores do Airbus A320, um jato comercial comum, produzem cerca de 220.000 Newtons de empuxo combinados, o que significa que um avião a jato de tamanho comparável movido pela Tang Jets exigiria mais de 7.800 quilowatts.
Para perspectiva, isso significaria carregar uma aeronave com mais de 570 unidades Tesla Powerwall 2 por uma única hora de voo – uma carga impraticável, especialmente porque a carga útil do A320 só podia transportar cerca de 130 unidades gigantes de bateria. Para encurtar a história, nenhuma tecnologia de bateria existente poderia fornecer suco suficiente.
“Essa coisa acaba de se tornar uma bateria Tesla voadora?” Pentes disse. “Com o peso dessas baterias, você não tem espaço para mais nada.”
O problema do peso da bateria não prejudica o Tang Jet, mas coloca as opções de sua fonte de energia na margem. Tang está apostando em melhorias na tecnologia de baterias nos próximos anos e décadas; os pesquisadores da Universidade Técnica de Berlim especularam sobre fusão nuclear. Infelizmente, qualquer resposta possível pode demorar décadas ou ser impossível.
Vale ressaltar que existem reatores de fissão nuclear compactos, como o KLT-40S da Rússia, que produzem energia suficiente e pesam pouco o suficiente para caber em um avião de passageiros ou foguete.
Mas as implicações ambientais e de segurança de aeronaves movidas a energia nuclear são sombrias, e Heil foi rápido em apontar que gerar energia suficiente não é o único problema enfrentado por um jato Tang. Na verdade, levar a eletricidade da fonte de energia para os propulsores colocaria suas próprias dificuldades, talvez exigindo materiais supercondutores que ainda não existem.
“Você precisa de energia para gerar impulso. E como você move esse poder na aeronave?” Heil disse. “Mover e controlar megawatts do reator para o jato é um grande desafio. Você precisa usar fios de cobre grandes e grossos, que agregam muito peso.”
No geral, Combs e Heil questionaram a viabilidade de um jato tang prático com base na tecnologia que temos hoje. Sem uma solução rápida para o problema de energia, certamente é uma tarefa difícil.
Mas ambos disseram estar fascinados com a pesquisa e esperavam ver progressos futuros. Eles também apontaram que um propulsor de plasma poderia ser útil para empurrar satélites ou naves espaciais que já estão em órbita – embora nesse momento fosse necessário trazer propulsor com ele em vez de usar o ar atmosférico, pois não haveria nenhum no vácuo de espaço.
O ponto principal, concordam Heil e Combs, é que não teremos uma compreensão mais firme do futuro da tecnologia até que os colegas de Tang a avaliem e experimentem.
“Estou torcendo por isso e adoraria ver tudo acontecer”, disse Combs. “Mas o cientista em mim tem algumas perguntas e algumas preocupações.”
Publicado em 03/07/2020 07h43
Artigo original:
Estudo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: