Pesquisadores da UnB constroem protótipo de propulsor para ser usado no deslocamento de satélites com até 30% de economia de energia elétrica. Campo magnético produzido no equipamento contribui para a geração do plasma que movimenta o veículo
Thiago Romero escreve para a Agência Fapesp:
O protótipo de um propulsor a plasma capaz de aumentar a vida útil de satélites brasileiros de pequeno e médio porte foi desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Física da Universidade de Brasília (UnB).
Batizado de Phall-I, o equipamento utiliza uma técnica inovadora para a economia de energia elétrica necessária para acionar os propulsores usados para colocar os satélites em órbita ou corrigir eventuais desvios.
O dispositivo emprega um arranjo de ímãs como fonte de campo magnético, combinado com um campo elétrico — gerado por um anodo no interior de um canal de formato cilíndrico em que o plasma é produzido e acelerado eletromagneticamente. O jato de plasma expelido faz com que o satélite se movimente em resposta ao empuxo produzido.
Plasma é um gás altamente ionizado e constituído por elétrons e íons positivos livres, de forma que a carga elétrica total é nula. Segundo o coordenador do trabalho, José Leonardo Ferreira, chefe do Laboratório de Plasma da UnB, a técnica permite a diminuição em até 30% da energia elétrica.
"Os propulsores a plasma do tipo Hall foram inventados por pesquisadores russos na década de 1970. O que fizemos foi usar o mesmo princípio e adicionar um novo sistema de produção de campo magnético, mais econômico do ponto de vista do consumo de energia elétrica", disse Ferreira à Agência Fapesp.
"Ímãs permanentes são acoplados no propulsor. O campo magnético produzido contribui de maneira mais eficiente para a geração e aceleração do plasma que movimentará o satélite, fazendo com que parte da energia não seja mais extraída das baterias", explicou.
O propulsor tem capacidade de gerar 85 milinewton de empuxo, produzir entre 10 e 12 partículas de plasma por centímetro cúbico e acelerar o plasma em até 600 elétrons-volts. "Essas características inserem nosso protótipo no mesmo nível de propulsores desenvolvidos pela Rússia, França e Estados Unidos", afirmou Ferreira.
Os ímãs de ferrita e de neodímio-ferro utilizados no protótipo são todos fabricados no Brasil. Segundo o professor, esse primeiro protótipo foi construído para mostrar que o princípio de economia de energia elétrica das baterias funciona. Os pesquisadores estão em fase de desenvolvimento de um segundo protótipo, o Phall-II, que deverá ser mais potente, mais leve e menor.
Os testes com o Phall-I foram realizados em uma câmara de vácuo com dois metros de comprimento e pressão um milhão de vezes menor do que a atmosférica, que também foi construída pelos pesquisadores na UnB.
"Uma das finalidades desse novo propulsor a plasma é aumentar a vida útil dos satélites geoestacionários que estão em órbita no Brasil", afirma Ferreira.
Apesar do objetivo comum de desenvolver a propulsão a plasma no Brasil, o protótipo da UnB é diferente do propulsor do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), o Pion, que é desenvolvido desde a década de 1980 e utiliza campos elétricos para a aceleração eletrostática do plasma que movimentará os satélites.
"Ainda que o nosso protótipo seja inovador, por utilizar ímãs para geração de um campo eletromagnético, ele é secundário. O Pion é o principal projeto de desenvolvimento de tecnologias para propulsores a plasma no Brasil. O Inpe têm três protótipos prontos e está bem mais próximo de começar os primeiros testes de qualificação espacial", disse Ferreira.
Os trabalhos da UnB são realizados em parceria pelo Laboratório de Plasma e pelo Grupo de Automação e Controle da Engenharia Mecânica da UnB, com apoio financeiro do Programa Uniespaço da Agência Espacial Brasileira (AEB).
(Agência Fapesp, 19/9)