Um grupo de investigadores da Universidade do Texas, nos EUA, está a desenvolver um novo tipo de escudo térmico de reentrada que transpira para reduzir a temperatura e proteger a nave espacial.
De acordo com o site Inovação Tecnológica, o escudo vai suar um líquido de arrefecimento, libertado por um material especial, cheio de microcanais, que a equipa está a construir com uma impressora 3D. Quando sai dos microcanais e encontra a onda de calor, o fluido transforma-se em gás, criando um “colchão” de resfriamento que evitará danos no próprio escudo.
A equipa acredita que esta tecnologia poderá dar um novo impulso à adopção de naves espaciais reutilizáveis. As naves espaciais tradicionais recorrem a escudos térmicos que se queimam completamente ou a placas de cerâmica, que podem ter de ser substituídas entre voos.
Uma nave espacial capaz de transpirar poderia até abandonar completamente estes escudos térmicos tradicionais, graças a um método que a equipa designa por arrefecimento por transpiração.
“Devemos ter em conta que a superfície do material é mais fria a velocidades hipersónicas quando é introduzido um fluxo de refrigerante, do que a linha de base, quando não há refrigerante”, disse William Matthews, um membro da equipa
Como o gás libertado pelo suor isola o veículo, os escudos térmicos descartáveis (que a NASA tem tentado desenvolver há décadas) deixam de ser necessários. Isto poderia reduzir o intervalo entre voos de meses, como acontecia com os antigos veículos espaciais, para algumas horas, mais próximo do tempo de rotação de um jato de passageiros.
A ideia de fazer uma nave espacial transpirar não é nova, mas a equipa acredita que agora tem finalmente os meios para tornar esta ideia uma realidade, especialmente em termos de materiais disponíveis, poder de computação para simular o funcionamento e optimizar os materiais, e laboratórios para testar os protótipos.
Para que o arrefecimento por transpiração em voos espaciais seja bem-sucedido, o material do casco da nave espacial deve ser suficientemente forte para suportar pressões extremas, mas suficientemente poroso para que o líquido de resfriamento possa escapar através dos poros. O material escolhido é o carboneto de silício e a equipa está a utilizar o fabrico aditivo para garantir canais precisos no interior. O primeiro conjunto de protótipos já está a ser testado num túnel de alta velocidade.
“Devemos ter em conta que a superfície do material é mais fria a velocidades hipersónicas quando é introduzido um fluxo de refrigerante, do que a linha de base, quando não há refrigerante”, disse William Matthews, um membro da equipa. “Dependendo do grau de penetração do gás no material, há muitas utilizações potenciais para esta tecnologia e estes testes devem ajudar-nos a decidir em que direcção queremos ir.”
A investigação está a ser levada a cabo em conjunto com a Canopy Aerospace, especializada em escudos térmicos e protecção, e que deverá financiar uma verdadeira missão de teste, indo ao espaço e reentrando na atmosfera terrestre.
