Há um pequeno aeródromo a cerca de duas horas de carro ao norte de Los Angeles, que fica à beira de uma vasta extensão de deserto e atrai dissidentes aeroespaciais. O Mojave Air & Space Port abriga empresas como a Scaled Composites, a primeira a enviar um astronauta particular para o espaço, e a Masten Space Systems, que atua no ramo de construção de pousos lunares. É o campo de provas para os projetos espaciais mais audaciosos dos Estados Unidos, e quando Aaron Davis e Scott Stegman chegaram à pista sagrada em julho passado, eles sabiam que estavam no lugar certo.
Os dois homens chegaram ao campo de pouso antes do amanhecer para montar o posto de teste de um protótipo de seu motor de foguete movido a ar, um novo tipo de sistema de propulsão que é um cruzamento entre um motor de foguete e um motor a jato. Eles chamam sua criação profana de Fenris, e Davis acredita que é a única maneira de tornar o espaço barato o suficiente para o resto de nós. Enquanto um motor de foguete convencional deve transportar tanques gigantes de combustível e oxidante em sua jornada ao espaço, um motor de foguete que usa ar puxa a maior parte de seu oxidante diretamente da atmosfera. Isso significa que um foguete movido a ar pode levantar mais coisas com menos propulsor e reduzir drasticamente o custo do acesso ao espaço — pelo menos em teoria.
A idéia de combinar a eficiência de um motor a jato com a potência de um motor de foguete não é nova, mas historicamente esses sistemas só foram combinados em etapas. A Virgin Galactic e a Virgin Orbit, por exemplo, usam aviões a jato para transportar foguetes convencionais por vários quilômetros na atmosfera antes de liberá-los para a etapa final da jornada ao espaço. Em outros casos, a ordem é revertida. A aeronave mais rápida já pilotada, o X-43 da NASA, usou um motor de foguete para dar um impulso inicial antes que um motor a jato hipersônico de respiração aérea – conhecido como scramjet – assumisse e acelerasse o veículo a 7.300 mph, quase 10 vezes a velocidade de som.
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Mas se esses sistemas escalonados pudessem ser agrupados em um único mecanismo, os enormes ganhos de eficiência reduziriam drasticamente o custo de se chegar ao espaço. “O Santo Graal é um veículo de estágio único em órbita, onde você simplesmente decola de uma pista, voa para o espaço e volta e reutiliza o sistema”, diz Christopher Goyne, diretor do Laboratório de Pesquisa Aeroespacial da Universidade da Virgínia e um especialista em vôo hipersônico.
O grande desafio de um foguete de estágio único em órbita, ou SSTO, é que alcançar as velocidades necessárias para a órbita – em torno de 27.000 km / h – exige muitos de propulsor. Mas adicionar mais propulsor torna um foguete mais pesado, o que dificulta o alcance da velocidade orbital. Esse círculo vicioso é conhecido como a “tirania da equação do foguete” e é por isso que é necessário um foguete de dois estágios do tamanho de um prédio de escritórios para lançar um satélite do tamanho de um carro. Preparar um foguete ajuda porque ele pode perder peso quando o propulsor do primeiro estágio é usado, mas ainda é bastante ineficiente ter que queimar todo esse propulsor em primeiro lugar. É aqui que um foguete SSTO com motores que respiram ar forneceria um enorme aumento de eficiência.
“A idéia é usar motores que respiram ar no início do lançamento para aproveitar os ganhos de eficiência de motores que não precisam carregar seu próprio oxidante”, diz Goyne. “Quando você fica alto o suficiente na atmosfera, começa a ficar sem ar para o sistema de respiração do ar e pode usar o foguete para o impulso final em órbita.”
Via Wired
