Um motor de modo duplo 'verde' está prestes a oferecer aos CubeSats o melhor de dois mundos

No campo da propulsão de foguetes, os cientistas sempre se depararam com um dilema fundamental: enquanto os propulsores químicos oferecem grande potência, seu consumo de combustível é tão rápido que limita sua operação a poucos minutos. Essa limitação impõe um desafio significativo para missões espaciais de longa duração ou que demandam manobras complexas. Contudo, uma nova pesquisa publicada no Journal of Propulsion and Power por cientistas do MIT apresenta uma solução promissora: um sistema de propulsão de modo duplo que busca combinar a eficiência e a potência necessárias para diversas aplicações, especialmente em CubeSats.

O cerne dessa inovação reside em um propelente conhecido como ASCENT, originalmente denominado AF-M315E. Este combustível 'verde' apresenta vantagens notáveis, como a redução da necessidade de cuidados especiais de manuseio em comparação com propelentes tradicionais, como a hidrazina. Além disso, ele proporciona um aumento de 50% no impulso específico, um indicador crucial de eficiência propulsiva. Sua eficácia já foi comprovada em testes anteriores, incluindo a bem-sucedida Missão de Infusão de Propelente Verde (GPIM) em 2019, demonstrando sua viabilidade e segurança para uso espacial.

Para validar o conceito, os pesquisadores do MIT realizaram um experimento crucial. Eles carregaram apenas 1 grama de ASCENT, cuja consistência é comparável à de um óleo leve, em um pequeno reservatório acoplado a um propulsor eletrospray. Este propulsor, projetado para operar com alta eficiência, conseguiu manter a operação por impressionantes 100 horas contínuas. Essa demonstração de longa duração é um marco significativo, pois valida a capacidade do sistema de fornecer propulsão sustentada, algo essencial para missões que exigem manobras prolongadas ou viagens interplanetárias.

A aplicação mais imediata e impactante dessa tecnologia é nos CubeSats, pequenos satélites que têm revolucionado o acesso ao espaço. Com um propulsor eletrospray alimentado por ASCENT, um CubeSat poderia realizar navegações eficientes e de baixa aceleração, permitindo-lhe alcançar destinos distantes como Marte ou Júpiter. Essa capacidade de propulsão de longo alcance e baixo consumo abre um leque de novos cenários de missão, desde a exploração de corpos celestes remotos até a formação de constelações de satélites para observação da Terra ou comunicação, expandindo significativamente as fronteiras da pesquisa e aplicação espacial para plataformas de baixo custo.

A concretização dessa visão está próxima. A equipe do MIT já entregou quatro desses propulsores à NASA para a vindoura missão Green Propulsion Dual Mode (GPDM). Com lançamento agendado para novembro, esta missão empregará um CubeSat 6U, uma plataforma compacta, mas robusta, equipada com ambos os tipos de propulsores: químicos e eletrospray. O diferencial é que ambos os sistemas serão alimentados por um único tanque de combustível, preenchido exclusivamente com o propelente ASCENT, simplificando a arquitetura e otimizando o uso de recursos a bordo.

O sucesso da missão GPDM representará um avanço tecnológico crucial. Ao demonstrar a viabilidade de um sistema de propulsão de modo duplo 'verde' em um CubeSat, ela poderá redefinir o futuro da propulsão para pequenos satélites. Essa abordagem não só promete maior flexibilidade e capacidade para missões espaciais, mas também alinha-se com a crescente demanda por tecnologias mais sustentáveis e eficientes no setor aeroespacial, abrindo caminho para uma nova era de exploração e utilização do espaço.