A história da exploração espacial é repleta de vídeos impressionantes de motores químicos rugindo em chamas, impulsionando foguetes monumentais em direção à Lua, Marte e além. Embora esses dispositivos massivos sejam feitos com engenharia humana, os verdadeiros heróis da indústria espacial são os propulsores de íons, muito menos volumosos.
Esses motores existem desde os primórdios da tecnologia de foguetes — líderes soviéticos e alemães sonhavam com seus usos futuros há mais de um século. E hoje, esses sistemas de propulsão elétrica alimentam os enxames de satélites que orbitam a Terra e tornam a vida moderna possível. Ao contrário dos foguetes químicos, que lançam gases para impulsionar, os motores de íons são alimentados por átomos individuais, o que os torna muito mais eficientes em termos de combustível e permite que os satélites operem por períodos mais longos.
No entanto, eles não são perfeitos. No futuro, as espaçonaves precisarão executar manobras de propulsão de alta velocidade — como alcançar a velocidade de escape e entrar em órbita — que os atuais motores de íons não conseguem proporcionar. É por isso que a NASA desenvolveu o propulsor de efeito Hall H71M sub-kilowatt, um motor de íons de próxima geração capaz de realizar mudanças de velocidade.
Para executar essas manobras, o sistema de propulsão precisa operar com baixa potência (sub-kilowatt) e ter um alto rendimento de propelente (ou seja, a capacidade de usar uma grande quantidade de propelente ao longo de sua vida útil). Enquanto os propulsores de íons comerciais são adequados para a maioria dos satélites em órbita terrestre baixa (LEO), eles usam apenas “10% ou menos da massa inicial de um pequeno satélite em propelente”, de acordo com a NASA. O propulsor H71M usa 30%, e pode operar por 15.000 horas.
“As pequenas espaçonaves que utilizam a tecnologia de propulsão elétrica NASA-H71M poderão manobrar independentemente da órbita terrestre baixa (LEO) para a Lua, ou mesmo de uma órbita de transferência geoestacionária (GTO) para Marte”, escreveu a NASA em seu site sobre o novo propulsor de íons. “A capacidade de realizar missões que se originam dessas órbitas próximas à Terra pode aumentar significativamente o ritmo e reduzir o custo das missões científicas lunares e marcianas.”
A criação deste propulsor surgiu do trabalho da NASA no Elemento de Energia e Propulsão para Gateway, a estação espacial orbital lunar planejada pela agência. A equipe basicamente miniaturizou as tecnologias solares elétricas de alta potência que tornarão possível essa missão lunar, em um pacote que poderia fornecer propulsão para missões espaciais menores.
Uma das primeiras empresas a utilizar essa tecnologia de próxima geração é a SpaceLogistics, uma subsidiária espacial da Northrop Grumman. Os propulsores de efeito Hall NGHT-1X da empresa são baseados na tecnologia da NASA e permitirão que seu Pod de Extensão de Missão (MEP) — essencialmente um veículo de reparo de satélites — alcance a órbita geoestacionária da Terra, onde se acoplará a um satélite maior. Agindo como um “mochilão de propulsão”, o MEP atuará como um simbionte alimentado por íons que estenderá a missão do satélite maior por pelo menos seis anos.
Se tudo correr bem, este propulsor pequeno, mas poderoso, poderá viabilizar missões planetárias antes consideradas impossíveis de serem realizadas.
