Engenheiros do MIT criam sistema de propulsão híbrido que utiliza um único tanque de combustível

Engenheiros do MIT desenvolveram um sistema de propulsão híbrido que permite a operação de dois tipos de motores distintos utilizando um único tanque de combustível. A tecnologia viabiliza a combinação de propulsores químicos, caracterizados por impulsos rápidos e potentes para mudanças orbitais imediatas, e propulsores elétricos, que oferecem alta eficiência e aceleração gradual para trajetos de longa duração.

Até então, a implementação de ambos os sistemas em microsatélites era inviável devido à limitação de espaço, já que cada motor exigia seu próprio reservatório de combustível. A solução foi encontrada no uso do ASCENT (Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant), um propelente desenvolvido pela Força Aérea dos Estados Unidos para substituir a hidrazina, substância tradicionalmente usada em foguetes químicos, porém altamente tóxica.

A viabilidade do sistema reside no fato de o ASCENT ser um líquido iônico — sais que permanecem líquidos à temperatura ambiente e no vácuo. Essa característica permite que o combustível seja utilizado em propulsores eletrospray, dispositivos do tamanho de uma unha que aplicam campos elétricos para carregar íons do líquido e expulsá-los no espaço, gerando impulso de forma silenciosa e eficiente.

A pesquisa, liderada por Amelia Bruno e conduzida no grupo do catedrático Paulo Lozano, utilizou câmaras de vácuo com plataformas de levitação magnética para simular as condições espaciais. Os testes indicaram que o ASCENT apresenta desempenho de impulso semelhante aos propulsores eletrospray convencionais. Embora o estudo, publicado no Journal of Propulsion and Power, tenha identificado discrepâncias entre as medições diretas e indiretas do fluxo de massa, sugerindo perdas ainda não compreendidas, a equipe não considera esse ponto um impedimento ao desenvolvimento da tecnologia.

A aplicação prática do sistema será testada em parceria com a NASA na missão Green Propulsion Dual Mode. O projeto consiste em um CubeSat com dimensões semelhantes às de uma mala, equipado com um foguete químico e quatro propulsores eletrospray, todos alimentados pelo mesmo tanque de ASCENT. O lançamento está programado para novembro deste ano, marcando a primeira vez que um satélite operará com dois tipos de propulsão a partir de uma única fonte de combustível.

Essa arquitetura híbrida amplia a capacidade de microsatélites em missões científicas e de observação. A tecnologia permite, por exemplo, que constelações de satélites se posicionem rapidamente para monitorar tempestades em tempo real ou que CubeSats alcancem Marte e o cinturão de asteroides, utilizando a propulsão elétrica para o deslocamento lento e a química para manobras ágeis em pontos de interesse.