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No dia 11 de junho, um novo tipo de nave espacial superou uma série de falhas e foi estendido com sucesso acima da Terra. O satélite LightSail corrigiu as dificuldades em desenrolar suas velas solares, um sistema completamente diferente do propulsor tradicional, usado em foguetes, ou dos painéis solares.
O sistema de vela solar é o equivalente espacial ao barco à vela. Os barcos são empurrado por partículas de ar que atingem sua vela quando o vento sopra. O conceito por trás das velas solares é o mesmo, só que no lugar de partículas de ar, são partículas de luz emitidas pelo sol que conduzem a nave para frente.
A nave protótipo, construída pela Planetary Society dos Estados Unidos e financiada por doações públicas, está testando o mecanismo para desenrolar a vela. Outra missão que será lançada em 2016 irá testar o sistema de propulsão completo.
O conceito surgiu na década de 1920 e, devido a inúmeros desafios de engenharia, não foi explorado até anos recentes. A primeira nave espacial a voar usando vela solar foi a japonesa Ikaros, em 2010. O crescente interesse nessa tecnologia cria algumas possibilidades interessantes para o futuro das viagens espaciais.
Como o sistema funciona?
Fótons são as partículas que formam a luz. Eles podem ser refletidos por um espelho em movimento. Nesse processo, o espelho sofre uma pressão em sua superfície chamada de pressão de radiação solar. Você não pode senti-la quando segura um espelho normal na luz solar, pois a pressão é muito pequena. Contudo, no vácuo do espaço a pressão é suficiente para mover uma vela espelhada muito leve.
Os veículos se movem por sua capacidade de acelerar: a chamada propulsão. Os veículos na terra aceleram ao interagir com o ambiente em torno deles, o carro acelera através da produção de uma força com o asfalto, o avião com o ar, etc. Mas, no espaço, existe o vácuo e então não há meio para interagir. Aí entram os propulsores de foguetes, que ejetam propulsão em uma direção, empurrando-os na direção oposta. Isso ocorre devido à terceira lei do movimento de Newton, que diz que toda vez que um objeto(A) exerce uma força sobre outro objeto(B), ele experimenta uma força igual e oposta .
O propulsor em uma nave espacial é limitado e, uma vez esgotado, não há mais nenhuma aceleração possível. Por esse motivo, alguns lugares distantes no espaço são impossíveis de serem alcançados com foguetes convencionais. A vela solar contorna este problema ao não exigir qualquer massa propulsora. É como ter um foguete que pode se mover por um período de tempo indefinido.
Quais os principais desafios para essa tecnologia?
O principal desafio se deve ao fato da pressão de radiação solar ser muito pequena. Por isso, velas solares devem ser muito grandes para refletir quantidades significativas de luz, contudo também precisam ser leves para demandar menos força para movê-las.
E, para ser lançada com segurança, a vela deve ser dobrada e, em seguida, estendida na ausência de gravidade. Este mecanismo de extensão deve ser muito confiável, porque se ele falhar, toda a missão será desperdiçada. Por isso, estão sendo realizados esses treinos de lançamentos de LightSail.
Superando o desafio de produzir velas grandes e leves, a aceleração que elas atingem continua a ser pequena: uma vela solar do tamanho de dois campos de tênis experimentaria uma força equivalente ao peso de 1 g na Terra. Se uma nave espacial tiver massa de 30 kg, sua aceleração será de apenas 0,0003 m/s².
No entanto, apesar de ser uma velocidade lenta, ela pode ser contínua em direção à meta. O que significa que essas velas são adequadas para longas viagens interplanetárias. Na teoria, a vela pode acelerar para sempre, mas na prática existem algumas outras dificuldades. Radiação, impactos com micrometeoritos e saída de gás podem danificar a vela, tornando seu material menos refletor com o tempo.
A vantagem de projetos como o LightSail, é que eles podem trazer luz à viabilidade desse tipo de tecnologia. Criando assim, um maior interesse e entusiasmo neste modo de voos e a possibilidade de que haja um investimento substancial para o setor. Quem sabe assim, sejam desenvolvidas tecnologias necessárias para tornar a vela solar o principal sistema de propulsão de futuras naves espaciais.
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Fonte: The Conversation
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