Vela ultrafina poderá acelerar viagem para outros sistemas estelares

Europeus pesquisam vela feita com um átomo de grafeno de espessura, uma opção muito mais leve de propulsão que poderá, no futuro, levar naves para além do Sistema Solar

Vela de grafeno: potencial interessante como meio de propulsão de naves espaciais. Crédito: GrapheneSail team

Uma pequena vela feita com o material mais fino conhecido – o grafeno com um átomo de carbono de espessura – passou nos testes iniciais projetados para mostrar que ele poderia ser um material viável para fazer velas solares destinadas a naves espaciais.

As velas leves são uma das mais promissoras tecnologias de propulsão espacial existentes, que podem nos permitir alcançar outros sistemas estelares dentro de muitas décadas.

As naves espaciais tradicionais transportam combustível para impulsionar suas viagens e usam manobras orbitais complexas em torno de outros planetas. Mas o peso do combustível dificulta o lançamento e intrincadas manobras de sobrevoo aumentam consideravelmente a jornada.

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As velas solares não precisam de combustível. As naves espaciais equipadas com elas são, portanto, muito mais leves e fáceis de lançar.

Duas naves espaciais que voaram na última década já demonstraram a tecnologia, mas usaram velas feitas de poli-imida e de mylar, um filme de poliéster.

Teste com laser

O grafeno é muito mais leve. Para testarem se ele poderia ser usado como vela, os pesquisadores usaram um pedaço de apenas 3 milímetros de diâmetro.

Eles o largaram de uma torre de 100 metros de altura em Bremen, na Alemanha, para testar se funcionava sob vácuo e em microgravidade.

A torre em Bremen onde o experimento foi realizado. Crédito: ESA

Uma vez que a vela estava em queda livre – eliminando efetivamente os efeitos da gravidade –, eles acenderam uma série de luzes laser para ver se ela atuaria como uma vela solar.

O brilho de um laser de 1 watt fez a vela acelerar em até 1 m/s2, semelhante à aceleração de um elevador de escritório. Mas, para velas solares, a aceleração prossegue enquanto a luz do sol continuar atingindo as velas, levando a sonda a velocidades cada vez mais altas.

Imagem do teste: o pequeno tecido mostrou potencial. Crédito: GrapheneSail team

“Fazer grafeno é relativamente simples e pode ser facilmente ampliado para velas de um quilômetro de largura, embora a implantação de uma vela gigante seja um sério desafio”, diz Santiago Cartamil-Bueno, líder da equipe GrapheneSail e diretor da SCALE Nanotech, uma startup de pesquisa que opera na Estônia e na Alemanha.

Parcerias

A SCALE Nanotech agora está procurando parceiros estratégicos para ampliar a tecnologia para um eventual teste no espaço. Atualmente, o desenvolvimento do produto da tecnologia de vela é acelerado pelo Centro de Incubadoras de Negócios da ESA em Hessen e Baden-Württemberg, na Alemanha.

Astrid Orr, do programa de pesquisa de voo espacial humano da ESA, supervisiona experimentos de ciências físicas em ausência de peso para exploração humana e robótica. Ela diz: “Este projeto é um exemplo maravilhoso de pesquisa científica que pode ser realizada na gravidade zero sem sair da Terra. (…) Soltar grafeno e fuzilá-lo com feixes de laser é fascinante. Pensar que essa pesquisa poderia ajudar os cientistas a enviar instrumentos através do Sistema Solar e, se alguém ousar sonhar, distantes sistemas estelares nos próximos anos é a cereja no topo do bolo”.

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