Médico vietnamita encontra maneira de reduzir o calor do material para proteger naves espaciais

O Dr. Le Thi Quynh Trang e cientistas no Japão descobriram um método para ajudar a reduzir o fluxo de calor em materiais para ajudar a proteger a superfície de espaçonaves e satélites.

O trabalho foi publicado na Nature pelo Dr. Trang, do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologia Avançada da Universidade Duy Tan, e professores do Japão. Os pesquisadores determinaram que a redução do calor do fluxo eletrônico e iônico é uma das questões importantes, contribuindo para a proteção da superfície de satélites e espaçonaves.

Em entrevista ao VnExpress , o Dr. Trang afirmou que, quando elétrons e íons estão em altas temperaturas, eles se movem e colidem facilmente com a superfície metálica. Como resultado, a superfície metálica pode ser destruída. A equipe de pesquisa utilizou um campo magnético externo, criado por uma corrente elétrica através do fio de aquecimento. Um modelo de fluxo de plasma, incluindo elétrons e íons em uma pequena região, foi estabelecido usando duas dimensões espaciais e três coordenadas de velocidade para determinar o impacto do fio de aquecimento nas partículas e no fluxo de calor.

Simulação de plasma confinado por vácuo. Foto: Equipe de pesquisa

O Dr. Trang afirmou que, ao simular o movimento das partículas de plasma na borda do tokamak, a equipe descobriu que o campo magnético pode alterar a direção e a intensidade do fluxo de calor, pois os elétrons e íons se movem ao redor das linhas do campo magnético. Em particular, o campo magnético concentrado (o campo magnético tem magnitude máxima na região central e diminui rapidamente na região mais distante do centro) tem a capacidade de formar espelhos magnéticos. Esses espelhos ajudam a reter a maior parte das partículas de plasma à medida que se movem e permitem que apenas as partículas com velocidade suficiente para atravessar o espelho se movam para fora. Portanto, o fluxo de partículas de alta energia é reduzido antes de atingir a superfície metálica.

Ao explicar o uso de fios de aquecimento no estudo, o grupo afirmou que o campo magnético criado por um fio é inversamente proporcional à distância do fio; quanto mais distante o fio estiver, menor será o campo magnético. Em outras palavras, o fio pode criar um campo magnético concentrado. O uso de raios elétricos pode alterar a estrutura do campo magnético do sistema do dispositivo, afetando a direção do fluxo de partículas. Após pesquisa cuidadosa, o grupo concluiu que o alto fluxo de calor é significativamente reduzido na superfície metálica ao usar raios elétricos.

A nave Crew Dragon utiliza materiais avançados para proteger sua superfície. Foto: SpaceX.

A Dra. Trang acredita que os resultados da pesquisa desempenham um papel importante e podem se tornar um candidato potencial na redução do fluxo de partículas de alta energia para superfícies metálicas, contribuindo assim para proteger a superfície de satélites e naves espaciais contra fluxos de íons e elétrons de alta energia. Ela está otimista de que esse método de pesquisa será aplicado na prática em breve. "O grupo estudará mais a fundo a viabilidade do método proposto ao colocá-lo em prática", disse a Dra. Trang.

Muitos cientistas estão pesquisando novos materiais e soluções de proteção de superfície para espaçonaves e satélites. A NASA utilizou um escudo térmico revestido com fibra de carbono descascável para evitar que a espaçonave que transporta humanos a Marte queime ao retornar à Terra.

Em 2021, pesquisadores chineses desenvolveram um novo tipo de filme nanocompósito de poliimida de camada dupla que pode ser usado para proteger mais eficazmente as superfícies externas de espaçonaves.

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