Neste momento, a sonda Psyche da NASA avança para além da órbita de Marte, rumo ao asteroide metálico 16 Psyche. Ao contrário da noção de propulsão a vapor, a espaçonave na verdade utiliza propulsão elétrica solar.
Especificamente, a nave está equipada com propulsores Hall, que são um tipo de motor de plasma.
A sonda Psyche, lançada em 13 de outubro de 2023, atravessou o interior do Sistema Solar sem quaisquer manobras de cruzeiro, cobrindo mais de 300 milhões de quilômetros em seis meses. Durante este período, o Centro de Controle da Missão realizou verificações e ajustes nos sistemas e instrumentos da espaçonave. A equipe decidiu agora ativar seus motores iônicos.
Tecnicamente, estes não são motores iônicos, mas propulsores de efeito Hall, também conhecidos como motores de plasma. Seus princípios operacionais são bastante semelhantes; os motores de plasma, por exemplo, não usam grades para acelerar íons e oferecem empuxo ligeiramente maior do que os motores iônicos, embora com uma eficiência ou impulso específico ligeiramente inferior.
Na verdade, os propulsores de íons e de efeito Hall produzem empuxo mínimo. No entanto, a sua vantagem reside na sua capacidade de operar continuamente durante longos períodos – meses ou mesmo anos – com notável eficiência. Seu impulso específico pode atingir potência máxima em milésimos de segundos, em total contraste com os propulsores químicos mais eficientes, que requerem cerca de 400 segundos.
Ambos os tipos de propulsores são normalmente chamados de “elétricos”, pois requerem uma diferença de potencial elétrico para acelerar os íons, geralmente ânions de gases nobres como xenônio, criptônio ou argônio.
Capacidade de combustível
A espaçonave Psyche carrega 1.085 kg de xenônio como propulsor, contido a 45 ºC em sete tanques, cada um com capacidade de 82 litros.
Na verdade, a sonda Psyche possui as maiores reservas de xênon alguma vez utilizadas na exploração espacial.
Cada um dos seus quatro motores de plasma é capaz de produzir aproximadamente 240 milinewtons de empuxo, com apenas um motor ativo a qualquer momento. O consumo diário de xenônio varia de 0,35 a 1,3 kg, variando de acordo com o empuxo necessário.
Psyche está programado para atingir sua meta em agosto de 2029 e, para isso, executará uma manobra de assistência gravitacional realizando um sobrevoo por Marte em maio de 2026.
Os motores de Psyche utilizam eletricidade gerada por enormes painéis solares capazes de produzir 21 quilowatts na órbita da Terra e um mínimo de 2,3 a 3,4 quilowatts na órbita do asteroide Psyche (a distância do asteroide ao Sol é de 2,7 unidades astronômicas).
Os painéis solares têm área total de 75 metros quadrados e são compostos por 22.730 células fotovoltaicas. Cada painel tem 11,3 metros de comprimento.
Segredos sobre os motores da sonda
E agora a parte mais interessante: os motores da sonda. Por alguma razão, a maioria dos comunicados de imprensa oficiais da NASA não mencionam quais modelos de motores são usados ou quem é o fabricante.
Porém,sabe-se que a espaçonave Psyche é movida por quatro motores SPD-140 fabricados pela empresa russa OKB Fakel.
Esta empresa fornece há muito tempo motores de plasma à Maxar (anteriormente conhecida como SSL), que os instala nos sistemas de correção de órbita de satélites geoestacionários. Isto é crucial para manter a posição precisa da espaçonave. Como a Maxar é o principal contratante da nave espacial Psyche, ela optou por não “reinventar a roda”. Apesar do chamado “mundo livre” ter virado as costas para a empresa sob a influência do Tio Sam, a Maxar optou pelos motores russos SPD-140. Eles são significativamente mais acessíveis e igualmente confiáveis como seus equivalentes americanos.
A espaçonave Psyche, é claro, não é a primeira a utilizar motores iônicos; outras, como Deep Space 1 e Dawn, foram pioneiras. No entanto, a sonda Psyche é a primeira nave espacial estadunidense a atravessar o Sistema Solar movida por motores de plasma russos.
O SPD-140 (Stationary Plasma Engine-140) foi desenvolvido no final da década de 1980 pelo Fakel Design Bureau. Após a dissolução da União Soviética, os Estados Unidos demonstraram grande interesse nestes motores. Em 1997, eles foram submetidos a testes no PEPL (Plasma Dynamics and Electromotive Laboratory) da Universidade de Michigan.
Desde então, esses motores, juntamente com outros como o SPD-100, têm sido empregados na fabricação de satélites geoestacionários, incluindo o Eutelsat 172B.
(Fonte)
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