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SpaceX espera que seu escudo de calor suado nos leve a Marte

SpaceX espera que seu escudo de calor suado nos leve a Marte

SpaceX

No mês passado, Elon Musk tweetou um teste em seu design de escudo térmico regenerativo que ele espera salvar a nave estelar de queimar na reentrada na atmosfera da Terra, acabando com a cerâmica descartável que as naves e cápsulas usaram até este ponto para absorver o intenso calor. Mas o que é um sistema de resfriamento regenerativo afinal?

Já tínhamos escudos térmicos regenerativos por um tempo

Testando escudo térmico metálico a 1100C (2000F) @ SpaceXpic.twitter.com / frP5eZ5a0z

- Elon Musk (@elonmusk) 25 de janeiro de 2019

Se você já correu pela rua, deitou-se na praia ou suou dentro de um apartamento abafado sem ar condicionado, então usou mais ou menos o mesmo sistema que Elon Musk está propondo para a Starship. Essencialmente, a nave estelar sua para se manter fria.

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No sistema de Musk, buracos microscópicos cobrem o lado de barlavento da nave; o lado que fica voltado para a atmosfera ao retornar do espaço. Esse lado da nave apresenta um “sanduíche” de parede dupla que tem um líquido preenchendo a lacuna, seja água ou metano líquido.

À medida que o lado de barlavento da nave esquenta, o líquido é puxado para fora através dos poros microscópicos, resfriando o metal ao redor. À medida que evapora com o calor, ele puxa mais líquido para trás, o que continua a manter o lado de aço inoxidável do navio resfriado.

O que torna isso importante é que, embora a água ou o metano líquido possam queimar, o resto do metal não o faz, o que significa que tudo o que se teria que fazer em teoria é reabastecer o reservatório do escudo de calor e estaria pronto para ir, ao contrário para substituir todo o material isolante perdido que os escudos térmicos tradicionais usam.

Será que vai dar certo?

Como o Business Insider aponta, existem obstáculos significativos para fazer esse sistema funcionar. Poros obstruídos em um escudo de calor de transpiração podem ser catastróficos.

De acordo com Walt Engelund, diretor da Diretoria de Tecnologia e Exploração Espacial da NASA Langley, os modelos experimentais com resfriamento transpiracional são especialmente vulneráveis ​​a poros entupidos.

“Já vi casos em que você terá um canal obstruído ... e isso resultará imediatamente em queimaduras”, disse ele. “Um modelo desaparecerá em um túnel de vento hipersônico. Quase vaporiza, há tanta energia e tanto calor. "

Sim. Além disso, apesar do alto calor externo, a rápida vaporização da água pode fazer com que ela congele e bloqueie os canais de resfriamento.

- Elon Musk (@elonmusk) 22 de janeiro de 2019

Isso é problemático para os dois refrigerantes propostos até agora, água e metano líquido. Como Elon Musk reconheceu, o vapor d'água é suscetível ao congelamento instantâneo, que pode obstruir os canais de refrigeração.

Com o metano, assim como com outros compostos de hidrocarbonetos, as altas temperaturas podem fazer com que os átomos de carbono comecem a se unir em um processo conhecido como "coque", que torna a coisa toda sólida e facilmente bloquearia canais suficientes para causar uma falha catastrófica do escudo térmico .

Engelund não está muito dissuadido, no entanto. Ele propôs uma solução audaciosamente americana para a SpaceX implementar no escudo térmico de Starship: adicionar muito mais buracos do que você jamais precisaria, "apenas no caso".


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