quarta-feira, 12 de junho de 2019

Naves espaciais com motor de fusão podem estar para breve


Uma nave espacial movida a fusão pode não ser apenas um sonho de ficção científica por muito mais tempo. O motor da tecnologia Direct Fusion Drive (DFD) poderá voar pela primeira vez em 2028, se tudo correr conforme o planeado. Com esta tecnologia poder-se-ia enviar uma sonda para Saturno e esta demoraria apenas dois anos a la chegar.



The PFRC-2, at Princeton Plasma Physics Laboratory in New Jersey. 
(Photo Elle Starkman/PPPL Office of Communications)



Isso seria uma grande notícia para os entusiastas do espaço. O DFD do tamanho de uma minivan poderia impulsionar uma nave de 10.000 kg para Saturno em apenas dois anos, ou até Plutão em cinco anos, afirmaram os membros da equipe que trabalha neste projeto. (Para comparaçao a missão Cassini da NASA chegou a Saturno em 6,75 anos, e a sonda New Horizons da agência levou 9,5 anos para chegar a Plutão.)
O motor funciona como uma potente fonte de energia, o que significa que a tecnologia pode ter uma ampla gama de aplicações fora da Terra.
Por exemplo, o DFD poderia ajudar a alimentar a estação espacial, conhecida como Gateway , assim como bases na Lua e em Marte, disse Stephanie Thomas, vice-presidente da Princeton Satellite Systems em Plainsboro, Nova Jersey, no mês passado, durante uma apresentação com o grupo de trabalho de Operações no Espaço Futuro da NASA.




O DFD é uma variante do Princeton Field-Reversed Configuration (PFRC), um conceito de reator de fusão inventado no início dos anos 2000 por Samuel Cohen do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL). O DFD é basicamente um reator PFRC com uma extremidade aberta, através do qual o escape flui para gerar impulso, explicou Thomas.
No interior do DFD existirá plasma quente magneticamente contido de hélio-3 e deutério, um tipo especial de hidrogênio "pesado" que tem um nêutron no seu núcleo (ao contrário do hidrogênio "normal", que não tem nêutrons). Os átomos desses elementos fundir-se-ão dentro deste plasma, gerando muita energia, e muito pouca radiação perigosa, disse Thomas.
O plasma de fusão aquece o propelente frio que sai como um escape. Este propulsor é direcionado por um bocal na parte traseira do motor, produzindo impulso.
Todo esse calor se traduz em muita energia, provavelmente entre 1 e 10 megawatts, disse Thomas. O DFD utilizará essa energia, usando um mecanismo "Brayton cycle" para converter grande parte do calor em eletricidade. 






Isso significa que uma missão DFD seria capaz de realizar um grande trabalho científico depois de chegar ao seu destino. Por exemplo, um orbitador de Plutão equipado com fusão poderia enviar energia para um módulo de pouso na superfície do planeta anão e também enviar vídeos de alta definição de volta à Terra, disse Thomas.
A fusão nuclear é lendariamente difícil de dominar, ninguém conseguiu ainda demonstrar um reator de fusão comercialmente viável em larga escala. (Como diz a velha piada, "Fusão é a fonte de energia do futuro, e sempre será.") Mas Thomas e sua equipa acham que o seu conceito tem uma hipótese muito real de ter sucesso.
"O DFD é diferente de outros conceitos de reatores de fusão", disse ela, citando o pequeno tamanho do reator, operação limpa, baixa radiação e método único de aquecimento por plasma (que emprega uma antena de ondas de rádio).


Sonda Cassini Photo Pixabay

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A equipe do DFD conseguiu recentemente financiamento de várias agências para continuar desenvolvendo o conceito. Por exemplo, o trabalho de 2016 a 2019 foi financiado por duas vezes pelo programa NASA Innovative Advanced Concepts, que visa fomentar o desenvolvimento de tecnologia de voos espaciais potencialmente revolucionária.
O DFD recebeu também um prêmio da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada-Energia (ARPA-E) este ano, que financiará mais desenvolvimento até o próximo ano.
A equipe já demonstrou alguns conceitos básicos com a experiencia PFRC-1, que foi executado no PPPL de 2008 a 2011, e o PFRC-2, que está operando agora. Os investigadores ainda não conseguiram a fusão, mas esperam fazê-lo com o PFRC-4 em meados de 2020.
Um protótipo de voo seria logo testado. Uma missão real poderia vir depois de um voo de demonstração bem sucedido,talvez já em 2028, disse Thomas

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Fonte//Space





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