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Jul 08, 2023

Feixes tratores espaciais podem não ser o material da ciência

1º de junho de 2023 Este artigo

1º de junho de 2023

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por Daniel Strain, Universidade do Colorado em Boulder

Em 10 de fevereiro de 2009, o desastre atingiu centenas de quilômetros acima da Península Siberiana. Naquela noite, um extinto satélite russo orbitando a Terra colidiu com um satélite de comunicações chamado Iridium 33 movendo-se a uma velocidade de milhares de quilômetros por hora. Ambas as espaçonaves explodiram em uma chuva de estilhaços, enviando mais de 1.800 pedaços de detritos em espiral ao redor do globo.

Nenhuma outra espaçonave (ou humanos) foi prejudicada, mas para muitos engenheiros aeroespaciais, o evento foi um sinal do que estava por vir. O espaço, ao que parecia, estava ficando lotado.

A NASA estima que cerca de 23.000 pedaços de detritos do tamanho de uma bola de softball ou maiores atualmente rodopiam pelo espaço. Todo esse lixo significa que outra colisão como a que destruiu o Iridium 33 se torna cada vez mais provável a cada ano - só que desta vez as consequências podem ser muito piores.

"O problema com os detritos espaciais é que, depois de uma colisão, você cria ainda mais detritos espaciais", disse Julian Hammerl, estudante de doutorado em ciências da engenharia aeroespacial na CU Boulder. "Você tem uma probabilidade maior de causar outra colisão, o que criará ainda mais detritos. Há um efeito cascata."

Hammerl e uma equipe liderada pelo professor Hanspeter Schaub têm um plano para interromper essas cascatas antes que comecem. Os pesquisadores estão se baseando em um dos tropos mais antigos da ficção científica: raios tratores como os que a nave estelar Enterprise usa para mover com segurança os asteróides para fora do caminho.

Imagine o seguinte: em um futuro não tão distante, uma frota de pequenas espaçonaves poderia girar ao redor da Terra, encontrando-se com pedaços de metal mortos em órbita geossíncrona ao redor do planeta. Então, usando dispositivos chamados "feixes de elétrons", esses caminhões basculantes espaciais levariam lentamente esses detritos para um local seguro sem nunca ter que tocá-los - tudo usando o mesmo tipo de física que faz suas meias grudarem em suas calças na secadora.

"Estamos criando uma força eletrostática atrativa ou repulsiva", disse Schaub, presidente do Departamento de Ciências de Engenharia Aeroespacial de Ann e HJ Smead. "É semelhante ao raio trator que você vê em Star Trek, embora não seja tão poderoso."

Primeiro, Schaub e seus colegas devem resolver uma série de desafios, descritos por eles em vários estudos recentes. Os pesquisadores, por exemplo, estão empregando uma nova instalação para replicar o ambiente surpreendentemente complexo ao redor da Terra. Eles também estão de olho em como os raios tratores podem algum dia remover detritos da região do espaço entre a Terra e a Lua.

"Tocar coisas no espaço é muito perigoso. Os objetos estão se movendo muito rápido e muitas vezes de forma imprevisível", disse Kaylee Champion, uma estudante de doutorado que trabalha com Schaub. “Isso pode abrir muitos caminhos mais seguros para a manutenção de espaçonaves”.

Champion e seus colegas pesquisadores estão explorando essas avenidas agora de um laboratório com vista para os Flatirons no Campus Leste da universidade.

Um punhado de alunos se aglomera em torno de um cilindro do tamanho de um barril de uísque. É feito de uma espessa camada de aço inoxidável com várias janelas semelhantes a vigias para espiar o interior. Esta câmara de vácuo, chamada Laboratório de Carga Eletrostática para Interações entre Plasma e Nave Espacial (ECLIPS), está aberta em sua base agora. Mas com o zumbido de um motor, o cilindro desce lentamente até se fechar.

Em breve, uma bomba começará a despressurizar a câmara. Em cerca de um dia, nenhum ar permanecerá dentro - uma pequena bolsa de espaço bem no meio de Boulder. Schaub e sua equipe projetaram a câmara, e é diferente de qualquer outro centro de pesquisa no país.