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Novo motor-foguete é capaz de acelerar e desacelerar



A NASA divulgou as primeiras imagens do motor-foguete que deverá equipar as naves que descerão na Lua e em Marte, por volta da próxima década. Ao contrário dos motores dos foguetes tradicionais, que apenas podem ser ligados ou desligados, o novo motor é capaz de acelerar e desacelerar. As pequenas imagens da esquerda mostram seu funcionamento em diversos níveis de aceleração.

O novo motor-foguete é chamado CECE ("Common Extensible Cryogenic Engine": motor criogênico expansível básico). O termo criogênico refere-se à utilização de oxigênio e hidrogênio líquidos como combustível.

Base lunar

Os motores dos módulos lunares faziam o mesmo trabalho, mas funcionavam com outra tecnologia. Neles, um combustível altamente corrosivo e o oxigênio eram mantidos separados em tanques pressurizados - bastava o contato entre os dois para que a combustão se iniciasse. Desacelerá-los era uma questão de diminuir a quantidade de combustível que saía dos tanques. Eles trabalharam bem, mas seu princípio de funcionamento não permite que sejam construídas versões muito maiores, necessárias para fazer pousar com suavidade na Lua os equipamentos muito mais pesados necessários para se construir uma base lunar.

Motor-foguete com acelerador

O CECE não é inteiramente novo. Ele utiliza como base o motor RL10, também da época dos primeiros vôos à Lua e utilizado em várias sondas espaciais. A empresa Pratt & Whitney Rocketdyne agora construiu uma nova versão capaz de acelerar entre um mínimo de 10% de potência até a potência total do motor, de forma totalmente controlável e reversível.

Oxigênio e hidrogênio são combustíveis muito mais eficientes, com uma energia contida bastante superior aos propelentes corrosivos utilizados pelos motores do módulo lunar. Isso permitirá que as espaçonaves que irão para a Lua e Marte possam levar mais carga útil. A flexibilidade do novo motor CECE também significa que essas naves poderão ser muito maiores do que os pequenos módulos lunares.

Fonte: Inovação Tecnologica

Eu gostaria de saber porque essas naves não utilizam propulsão nuclear.

talharim escreveu:Eu gostaria de saber porque essas naves não utilizam propulsão nuclear.

1) Politicamente um projeto desses teria poucas chances.

2) Caro demais.

3) Porque motores núcleares são bons para fornecer potência durante um longo período, mas não tem potência suficiente durante os poucos minutos que um foguete acelera. Mesmo o urânio* tendo muito mais energia por kg do que o criogênio, os reatores nucleares tem uma péssima relação peso x potência, muito pior do que os motores de foguete tradicionais e não conseguem fornecer a potência necessária para um foguete ir para o espaço a um custo razoavel.

*Alem do urânio um foguete com combustível nuclear precisaria levar algum tipo de "massa para arremesso", o que aumentaria a quantidade de "combustível" necessária, fotons não conseguem uma boa quantidade de movimento

Marechal-do-ar escreveu :

3) Porque motores núcleares são bons para fornecer potência durante um longo período, mas não tem potência suficiente durante os poucos minutos que um foguete acelera. Mesmo o urânio* tendo muito mais energia por kg do que o criogênio, os reatores nucleares tem uma péssima relação peso x potência, muito pior do que os motores de foguete tradicionais e não conseguem fornecer a potência necessária para um foguete ir para o espaço a um custo razoavel.

Entendo.

Mas quem sabe num futuro não tão distante.......estão cada vez mais minituarizando os reatores.

talharim escreveu:
Entendo.

Mas quem sabe num futuro não tão distante.......estão cada vez mais minituarizando os reatores.

Existe um problema adicional, além da menor razão empuxo/peso dos motores nucleares. O jato deles emite uma pequena dose de radiação (não muita, mas bem acima do mínimo aceitável para não prejudicar a saúde humana), e como se imagina que esta nave específica irá efetuar vários pousos e decolagens no entorno de uma futura base lunar, esta radiação seria cumulativa, tornando-se um grande problema para os tripulantes da tal base.

É melhor deixar os motores nucleares para a exploração dos planetas distantes, quando se imagina um "tráfego" menor e a radiação emitida se diluiria no espaço.


Um grande abraço,


Leandro G. Card

Existe aquele novo reator de fusão que estão construindo na Europa parece que não emana radiação alguma.

Num futuro nossas casas terão sua própria mini usina nuclear.

Mini reator nuclear de 2 MegaTon em 48X sem juros no carnê casas Bahia

talharim escreveu:Existe aquele novo reator de fusão que estão construindo na Europa parece que não emana radiação alguma.

Num futuro nossas casas terão sua própria mini usina nuclear.

Este reator de fusão europeu, se realmente funcionar, será um tremendo avanço sobre a tecnologia nuclear atual, mas motores para propulsão espacial utilizando tecnologia de fusão ainda estão apenas no estágio de concepção inicial.

Os motores de fissão por outro lado tiveram algum desenvolvimento experimental na década de sessenta (na verdade testaram-se na época modelos para a propulsão de aviões!), e poderiam em princípio ser desenvolvidos em tempo de terem uso no programa da base lunar.

Já os reatores domésticos terão que esperar algum outro desenvolvimento diferente, pois segundo foi divulgado os reatores tipo Tokamak como este europeu só funcionam se forem extremamente grandes, maiores que os reatores de fissão atuais (e eu pelo menos não tenho espaço para algo maior que Angra-1 lá em casa). Existem algumas linhas de pesquisa nesta área de fusão em pequena escala, como os estudos com sonoluminescência e a fusão diluída em base metálica (fusão à frio), mas as experiências até agora não geraram nenhum resultado conclusivo.


Um abraço,

Leandro G. Card

LeandroGcard escreveu :

fusão diluída em base metálica (fusão à frio),

O amigo poderia explicar melhor isso ? Nunca tinha ouvido falar a respeito.

Grato.

talharim escreveu:LeandroGcard escreveu :

fusão diluída em base metálica (fusão à frio),

O amigo poderia explicar melhor isso ? Nunca tinha ouvido falar a respeito.

Grato.

Olá Talha,

Na verdade esta história foi bastante divulgada na mídia há alguns anos, e agora está aparecendo novamente.

Dois físicos americanos (ou ingleses, não me lembro bem), de nomes Fleishman e Pons (também não me recordo se é assim que se escreve), descreveram uma experiência onde eles montaram uma célula eletrolítica, normalmente utilizada para decompor água em hidrogênio e oxigênio, utilizando eletrodos de paládio (um metal raro) e água pesada no lugar de água comum (a água pesada possui dois átomos de deutério, um isotótopo do hidrogênio, no lugar dos dois de hidrogênio comum). O paládio tem a interessante propriedade de absorver volumes enormes de hidrogênio em sua estrutura cristalina, daí o termo que eu mesmo forjei, na falta de um outro melhor, "fusão diluída em base metálica" (mas eu tomei o cuidado de colocar também "fusão à frio", termo pelo qual o fenômeno é mais conhecido).

Ao passar uma corrente elétrica pelos eletrodos, apareceu um excesso de energia na célula, que não provinha da energia elétrica utilizada. Na verdade a célula estaria produzindo mais energia do que recebia, e a diferença não podia ser explicada pelas leis da química! Além disso, os dois cientistas alegaram que foram detectados sinais de radiação (prótons, não nêutrons se bem me lembro) vindo da célula quando esta energia era gerada, indicando que a energia em excesso poderia estar vindo de reações nucleares.

Vários grupos de cientistas tem repetido a experiência desde então, com resultados variando do fracasso total até evidências bem convincentes de sucesso, e até hoje a questão está em aberto. O fato de que a experiência umas vezes funciona e outras não faz a coisa toda parecer com os testes de parapiscologia, e os cientistas compreensivelmente ficam muito desconfortáveis com coisas assim. Outro problema é que nenhuma lei física conhecida pode explicar como os núcleos dos átomos de deutério na célula poderiam ganhar energia suficiente para se fundirem, gerando energia, trítio e liberando os prótons observados.

O assunto parece estar bem ativo no momento, e a última notícia que eu vi dava conta de que alguns físicos haviam conseguido uma explicação plausível para o fenômeno utilizando leis conhecidas da física, mas a energia estaria sendo produzida à partir da força nuclear fraca, e a fusão nuclear é um fenômeno dominado pela força forte. Assim, é provável que o termo "fusão" não se aplique bem ao fenômeno observado, e o potencial de energia seria bem menor que no caso da fusão real (mas ainda assim maior que o possível com processos químicos, baseados na força eletromagnética).

A vantagem seria o fato de que o equipamento necessário para provocar o fenômeno é extremamente simples, podendo ser montado em qualquer escola primária (desde que se possa pagar pela quantidade necessária de paládio e conseguir a água pesada). Se for possível extrair energia aproveitável do processo, os equipamentos seriam provavelmente pequenos o bastante para caber até em um carro (ou mesmo menores ainda), e a operação seria segura devido às baixas temperaturas envolvidas e ao baixo nível de radiação produzido.

É um assunto muito interessante, embora eu ainda aposte minhas fichas na sonoluminescência.

Um grande abraço,

Leandro G. Card

Obrigado Leandro.

Realmente é muito interessante.

sonoluminescência.

= Luz para dormir????

Carlos Mathias escreveu:

sonoluminescência.

= Luz para dormir????

Boa esta!

A Sonoluminescência é um fenômeno que foi descoberto meio que por acaso, mas que pode vir a se tornar uma revolução na área de energia.

O que acontece é que sob certas condições, quando se aplica uma excitação sonora de alta frequência a um meio líquido (principalmente meios aquosos, não tenho realmente certeza de que já tenha sido observado em outros meios), aparecem pequenos pontos luminosos cintilando neste meio. Daí o nome (sonoluminescência = luminescência produzida pelo som).

Investigando estes pequenos pontos luminosos, pesquisadores descobriram que eles são produzidos pelo colapso ultra-rápido de bolhas minúsculas que surgem em decorrência da ressonância das moléculas do líquido produzida pelo ultra-som. Acontece que no colapso as bolhas liberam em tempos extremamente curtos a energia acumulada durante o processo de ampliação da ressonância, que pode ser muito alta. O resultado é que as temperaturas atingidas nestes pontos microscópicos pode alcançar milhares de graus Celsius, daí a emissão de luz. Em teoria estas temperaturas poderiam chegar a milhões de graus!

Ora, em princípio seria possível providenciar para que existissem átomos de deutério nos pontos exatos onde estas mini-explosões ocorrem (por exemplo utilizando água pesada em vez de água comum), e a temperatura adquirida por estes átomos poderia ser alta o suficiente para que eles entrassem em processo de fusão nuclear, cuja intensidade seria então controlada pela intensidade e/ou frequência da excitação sonora. A energia gerada pela fusão seria muito maior que a gasta para gerar o próprio fenômeno da sonoluminescência, e desta forma teríamos um reator de fusão simples de construir e controlar, que poderia caber em cima de uma mesa de laboratório! Na verdade já se consegue produzir o fenômeno com uma única bolha aparecendo e colapsando ao rítmo da excitação sonora, e assim se podem conceber até mesmo reatores de fusão portáteis, do tamanho de uma pilha!


Nos últimos anos alguns laboratórios tem publicado trabalhos que indicam a obtensão de fusão nuclear (em escala sub-microscópica) por este método, mas os resultados ao que parece não puderam ser repetidos. Novamente, falta uma teoria física para descrever o fenômeno de forma precisa, permitindo seu controle e consequente uso prático. Mas o assunto é muito interessante e a promessa é grande!


Abraços,


Leandro G. Cardoso
CCS Consultoria e Sistemas