Um pesquisador da Universidade de Tohoku aumentou o desempenho de um propulsor de plasma sem eletrodos de alta potência, aproximando-nos um passo de explorações mais profundas no espaço.
Inovações em tecnologias de transporte terrestre, como carros, trens e aeronaves, impulsionaram tecnologias e indústrias históricas até agora; agora, um avanço semelhante está ocorrendo no espaço graças à tecnologia de propulsão elétrica.
A propulsão elétrica é uma técnica que utiliza campos eletromagnéticos para acelerar um propulsor e gerar impulso que impulsiona uma espaçonave. As agências espaciais foram pioneiras na tecnologia de propulsão elétrica como o futuro da exploração espacial.
Várias missões espaciais já foram concluídas com sucesso usando dispositivos de propulsão elétrica, como propulsores de íons em grade e propulsores Hall. A energia solar é convertida em energia de empuxo quando o propelente se torna ionizado, ou seja, um plasma, e é acelerado por campos eletromagnéticos. No entanto, os eletrodos necessários para esses dispositivos limitam sua vida útil, uma vez que são expostos e danificados pelo plasma, especialmente em um nível de alta potência.
Para contornar isso, os cientistas se voltaram para propulsores de plasma sem eletrodos. Uma dessas tecnologias aproveita a radiofrequência (RF) para gerar plasma. Uma antena emite ondas de rádio em uma câmara cilíndrica para criar plasma, onde um bico magnético canaliza e acelera o plasma para gerar impulso. Os propulsores de plasma MN rf, ou propulsores helicoidais, como às vezes são conhecidos, oferecem simplicidade, flexibilidade operacional e uma relação potência-potência potencialmente alta.
Mas o desenvolvimento de propulsores de plasma MN rf foi frustrado pela eficiência de conversão da potência de rf em energia de impulso. Os primeiros experimentos geraram taxas de conversão de um dígito, mas estudos mais recentes chegaram a um resultado modesto de 20%.
Em um estudo recente publicado na Scientific Reports, o professor Kazunori Takahashi, do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Tohoku, alcançou uma eficiência de conversão de 30%.
Enquanto os dispositivos de propulsão elétrica maduros geralmente usam gás xenônio, que é caro e difícil de fornecer em quantidades suficientes, a eficiência atual de 30% foi obtida com propulsor de argônio. Isso indica que um propulsor de plasma MN rf reduziria o custo e a carga de recursos da Terra.
“A aplicação de um campo magnético do tipo cúspide inibiu a perda de energia que geralmente ocorre na parede da fonte de plasma”, disse Takahashi. “O avanço abre as portas para avanços na tecnologia de transporte espacial de alta potência.”
Publicado em 14/11/2022 07h30
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