Médico vietnamita descobre maneira de reduzir o calor do material para proteger espaçonaves.

A Dra. Le Thi Quynh Trang e cientistas no Japão descobriram um método para ajudar a reduzir o fluxo de calor em materiais, auxiliando na proteção da superfície de espaçonaves e satélites.

O trabalho foi publicado na revista Nature pelo Dr. Trang, do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologia Avançada da Universidade Duy Tan, e por professores do Japão. Os pesquisadores afirmaram que a redução do calor gerado pelo fluxo de elétrons e íons é uma das questões importantes que contribuem para a proteção da superfície de satélites e espaçonaves.

Em entrevista ao VnExpress , o Dr. Trang explicou que, quando elétrons e íons estão em altas temperaturas, eles se movem facilmente e colidem com a superfície do metal. Como resultado, essa superfície pode ser danificada. A equipe de pesquisa utilizou um campo magnético externo, criado por uma corrente elétrica que passa pelo fio de aquecimento. Um modelo de fluxo de plasma, incluindo elétrons e íons em uma pequena região, foi estabelecido utilizando duas dimensões espaciais e três coordenadas de velocidade para determinar o impacto do fio de aquecimento sobre as partículas e o fluxo de calor.

Simulação de plasma confinado no vácuo. Foto: Equipe de pesquisa

O Dr. Trang afirmou que, ao simular o movimento de partículas de plasma na borda do tokamak, a equipe descobriu que os campos magnéticos podem alterar a direção e a intensidade do fluxo de calor, pois elétrons e íons se movem ao redor das linhas magnéticas. Em particular, campos magnéticos concentrados (campos magnéticos com magnitude máxima na região central e que diminuem rapidamente na região distante do centro) têm a capacidade de formar espelhos magnéticos. Esses espelhos ajudam a reter a maior parte das partículas de plasma à medida que se movem, permitindo que apenas as partículas com velocidades suficientemente altas para escapar do 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 do fio de aquecimento no estudo, o grupo afirmou que o campo magnético criado por um fio é inversamente proporcional à distância até ele; 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 uma pesquisa cuidadosa, o grupo concluiu que o alto fluxo de calor é significativamente reduzido na superfície do metal quando se utilizam raios elétricos.

A espaçonave 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 potencial candidato para reduzir o fluxo de partículas de alta energia em direção a superfícies metálicas, contribuindo assim para a proteção da superfície de satélites e espaçonaves contra fluxos de íons e elétrons de alta energia. Ela prevê, com otimismo, 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", afirmou a Dra. Trang.

Muitos cientistas estão empenhados em pesquisas para encontrar novos materiais e soluções de proteção de superfície para espaçonaves e satélites. Em particular, a NASA utilizou um escudo térmico revestido com material de fibra de carbono que pode ser removido para evitar que espaçonaves que transportam humanos para Marte se desintegrem ao retornar à Terra.

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

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