O indescritível motor Aerospike pode finalmente estar pronto para voar

Durante décadas, um conceito de motor conhecido como aerospike tem sido um rival indescritível do tradicional foguete de bico de sino.

Embora capazes de fornecer cargas mais altas enquanto diminuem o peso total do foguete, os motores aerospike nunca foram seriamente testados na plataforma de lançamento.

Os militares da Alemanha estão investindo na ideia ao conceder um conceito a uma start-up ocupada projetando um avião espacial de última geração.

Seja o foguete alemão V-2, o lendário Saturn V da NASA ou o Falcon Heavy da SpaceX, todos os motores de foguete compartilham um atributo comum: seus bicos de exaustão têm a forma de sinos. A geometria desse bocal é crucial porque, sem ele, os foguetes não poderiam produzir impulso suficiente para sair das plataformas de lançamento, muito menos escapar da gravidade da Terra.

Mas a velha maneira de fazer as coisas nem sempre é a melhor maneira.

Desde pelo menos a década de 1950, os engenheiros de foguetes se perguntam se outro projeto de bico, conhecido como aerospike, poderia ser uma maneira mais eficiente de enviar humanos às estrelas. Embora o conceito nunca tenha impulsionado um foguete do mundo real (embora a NASA tenha voado um demonstrador na parte de trás de um SR-71 na década de 1990), a ideia do aerospike permaneceu notavelmente resiliente. Quase 70 anos após seu início inicial, muitas, muitas, muitas startups aeroespaciais brincaram com a ideia de ressuscitar o aerospike nos últimos anos. A mais recente dessas empresas é a startup Polaris, que recebeu um contrato militar alemão em abril para investigar o potencial de usar um motor de foguete linear aerospike (LAS) em um demonstrador de avião espacial.

Então, o que exatamente torna esses motores tão atraentes, especialmente depois que o bico de sino provou seu valor ao longo da história do voo espacial humano? Os motores de foguete dependem da pressão do ar para ajudar a levantar as cargas da plataforma de lançamento. Ao nível do mar, a pressão do ar empurra os gases que saem do bico do foguete, e os bicos do sino são essencialmente projetados para funcionar efetivamente em uma determinada altitude (o foguete do ônibus espacial, por exemplo, era mais eficiente no espaço do que na plataforma de lançamento). No entanto, se um bocal de foguete pudesse de alguma forma se ajustar à pressão barométrica ao escapar da atmosfera, seria capaz de levantar cargas úteis mais altas, reduzindo a massa do foguete (por ser de estágio único) e seria apenas um motor melhor no geral. Essa é a promessa de um motor aerospike.

Um motor aerospike depende da própria pressão do ar, em vez das paredes de um sino, para controlar a exaustão que sai do foguete. Isso torna o motor capaz de se adaptar a diferentes pressões de ar. Dois tipos de motores aerospike - toroidais e lineares - diferem em forma (como seus nomes sugerem), mas funcionam fundamentalmente da mesma maneira. A NASA considerou motores aerospike para o ônibus espacial antes de eventualmente optar pelo bocal convencional. E a Lockheed Martin projetou o sucessor do ônibus espacial - o avião espacial X-33 - com motores aerospike em mente, embora o projeto tenha sido descartado.

O motor LAS da Polaris voará em seu demonstrador de avião espacial e, com sorte, fornecerá todos os benefícios de propulsão dos motores aerospike, além de ser mais adequado para o avião espacial plano (ou seja, evitando colisões com a cauda durante a decolagem e o pouso). Além disso, a empresa acredita que pode superar alguns dos desafios de design do motor – especificamente, como resfriar a coisa – com avanços recentes na impressão 3D.

Só o tempo dirá se o Polaris finalmente colocará o aerospike no espaço ou se se tornará apenas mais uma tentativa fracassada de revolucionar o voo espacial humano.

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