Na busca incessante por tornar as viagens a Marte mais curtas e seguras, cientistas russos chamaram recentemente a atenção com uma afirmação ousada: um sistema de propulsão à base de plasma poderia reduzir o tempo de trajeto entre a Terra e Marte para apenas 30 a 60 dias. Essa estimativa representa um salto impressionante em relação à média atual de cerca de 9 meses para alcançar o planeta vermelho, podendo chegar a até um ano em missões tripuladas.
A propulsão elétrica, baseada em plasma, não é uma tecnologia nova. Há décadas, espaçonaves utilizam variantes como os propulsores iônicos e os propulsores de efeito Hall para manter a posição em órbita, realizar ajustes orbitais e conduzir missões no espaço profundo.
A missão Dawn da NASA, por exemplo, empregou propulsão iônica para explorar o cinturão de asteroides, enquanto muitos satélites de comunicação comerciais utilizam propulsão elétrica para se manter em órbita. Esses sistemas funcionam acelerando partículas carregadas (íons) por meio de campos elétricos ou magnéticos, alcançando alta eficiência no uso do combustível, embora produzam uma força de empuxo relativamente baixa.
O que torna o projeto russo notável é a promessa de ampliar o uso da propulsão por plasma muito além das aplicações existentes. Caso obtenha sucesso, a iniciativa poderá representar um marco na história das viagens interplanetárias, transformando motores de plasma de meros estabilizadores orbitais em motores principais capazes de impulsionar naves por milhões de quilômetros através do Sistema Solar.
Os cientistas da empresa estatal russa Rosatom construíram um protótipo laboratorial de um foguete elétrico de plasma baseado em um acelerador magnético de plasma. Em vez de queimar combustível químico e oxidante para gerar gases quentes que produzem empuxo, esse tipo de motor ioniza um fluido de trabalho, no caso da Rosatom, o hidrogênio, transformando-o em plasma, composto por partículas carregadas eletricamente. Em seguida, campos eletromagnéticos aceleram essas partículas a velocidades extremamente altas e as ejetam, impulsionando a espaçonave para frente.
Esse projeto permite que as partículas expelidas atinjam velocidades de exaustão em torno de 100 quilômetros por segundo, muito superiores às velocidades típicas de 2 a 4,5 quilômetros por segundo alcançadas pelos foguetes químicos convencionais.
O protótipo opera em modo pulsado periódico, com potência média de aproximadamente 300 quilowatts. O empuxo atual é modesto, cerca de 6 newtons, o que é baixo em comparação com os motores químicos, mas o princípio da propulsão por plasma é aplicar aceleração contínua ao longo de longos períodos, acumulando gradualmente grande velocidade.
A equipe da Rosatom afirma que o protótipo já é capaz de operar por mais de 2.400 horas, tempo considerado suficiente para uma missão a Marte dentro do plano teórico desenvolvido por eles. O objetivo é construir uma versão apta para voo até o ano de 2030.
Comparado aos motores de foguetes químicos, o principal equilíbrio está entre empuxo e eficiência. Os foguetes químicos produzem empuxo muito alto, necessário para lançamentos e manobras rápidas, mas consomem combustível de forma ineficiente e são limitados pela energia liberada nas reações químicas entre combustível e oxidante.
Já os motores de plasma oferecem muito mais eficiência no uso do propelente e velocidades de exaustão superiores, sendo ideais para aceleração contínua no espaço. O modelo russo usará foguetes convencionais apenas para colocar a nave em órbita, trocando então para o motor de plasma na fase de viagem até Marte.
Atualmente, as missões ao planeta vermelho levam cerca de 9 meses, dependendo do alinhamento planetário, das restrições de combustível e das trajetórias orbitais escolhidas. A proposta russa exigiria velocidades médias muito maiores do que as que qualquer espaçonave atual consegue atingir.
Entre os principais desafios enfrentados pelas missões estão o empuxo limitado, a ineficiência da propulsão química e os riscos da radiação cósmica, que aumentam com o tempo de exposição dos astronautas no espaço.
A missão Deep Space 1 da NASA, lançada em 1998, utilizou propulsão iônica com impulso específico de 3.100 segundos, cerca de dez vezes maior que o dos foguetes químicos, demonstrando o potencial dessa tecnologia.
Em 2023, a agência espacial norte-americana empregou propulsores de efeito Hall para a missão rumo ao asteroide metálico Psyche, com chegada prevista para 2029, comprovando a viabilidade do uso de propulsão elétrica em viagens prolongadas no espaço profundo.
A nova proposta russa promete alcançar níveis ainda mais altos de eficiência e empuxo sustentado, permitindo tempos de viagem significativamente menores para Marte e outras regiões do Sistema Solar. Caso se concretize, essa inovação poderá redefinir a forma como exploramos o espaço, abrindo caminho para missões mais rápidas, seguras e ambiciosas rumo aos confins do cosmos.
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