Vela elétrica da NASA: primeira verificação de conceito

No Centro de Vôos Espaciais Marshall , os testes começaram como parte de um projeto para desenvolver uma vela elétrica, um motor espacial revolucionário capaz de levar uma espaçonave aos limites do sistema solar na velocidade máxima e empurrá-la para fora da heliosfera. Os testes fornecerão dados para simular o próprio sistema HERTS (Heliopause Electrostatic Rapid Transit System ).

Como uma vela solar, uma vela elétrica usa a pressão do vento solar, mas não dos fótons, mas dos prótons. Isso tem suas vantagens. Os fótons deixam de dar a tração necessária já a uma distância de 5 UA do Sol, em algum lugar na região do cinturão de asteróides, mas os prótons são uma questão completamente diferente. A vela elétrica ainda acelera mesmo a uma distância de 16 a 20 ou até 30 do sol! Se você acredita nos cálculos, a essa altura ele alcançará uma velocidade muito alta. Por exemplo, uma distância de cerca de 100 UA antes da heliopausa, ela superará em menos de 9,9 anos com aceleração de Júpiter, ou em 11 anos sem aceleração, três vezes mais rápido que o Voyager 1 e duas vezes mais rápido que um veículo a vela solar.


O engenheiro da NASA Bruce Wigmann lidera o desenvolvimento. Nas suas mãos está um cabo de alumínio com 1 mm de espessura, uma vela elétrica será composta por esses cabos.O

dispositivo consiste em uma série de cabos longos e finos com alta carga positiva e uma pistola de elétrons a bordo direcionada contra o movimento da espaçonave. Uma corrente de elétrons da pistola carrega os cabos, de modo que um metal carregado positivamente repele os prótons do vento solar e recebe impulso. O sol emite prótons a velocidades de 400 a 750 km / s - os chamados ventos solares rápidos e lentos. O conceito foi proposto em 2006 pelo cientista finlandês Pekka Janhunen .

A vela elétrica da NASA consistirá em 10-20 cabos de alumínio com um diâmetro de cerca de 1 mm e um comprimento de 20 km cada. Assim, a vela forma um círculo com um diâmetro de 40 quilômetros. Tendo tomado a posição inicial, o dispositivo começará a girar lentamente (aproximadamente uma rotação por hora) e os próprios cabos esticarão em comprimento total devido à força centrífuga.

Depois disso, ele começará a se mover lentamente. A uma distância de 1 AU do Sol, o impulso estimado é de aproximadamente 0,150 mN.

A área efetiva da vela eletrônica HERTS é de aproximadamente 600 km ² a uma distância de 1 AU do Sol e aumenta para mais de 1200 km ² em 5 au



Atualmente, os testes estão em andamento no simulador de teste de ambiente solar de alta intensidade do vento solar (foto abaixo), que mede o número de colisões de prótons e elétrons do vento solar com um cabo carregado positivamente. Os engenheiros usam intencionalmente um cabo de aço em vez de alumínio. Embora o aço seja mais denso que o alumínio, é um material inoxidável que simula as propriedades inoxidáveis ​​do alumínio no espaço e permite testes mais longos.



Os sensores medem a reflexão dos prótons de um cabo carregado e o número de elétrons atraídos por ele. Esta informação é necessária para desenvolver as especificações da pistola eletrônica no dispositivo.

No momento, o sistema HERTS está em um estágio baixo de prontidão tecnológica, admite a NASA. Mesmo que os resultados dos testes na câmara, a modelagem e a verificação dos sistemas de implantação de cabos sejam bem-sucedidos, e esses testes durem dois anos, ainda haverá muito trabalho para projetar e fabricar uma vela elétrica. A primeira nave espacial desse tipo de motor é vista apenas dez anos depois.

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