Nave espacial que transpira revoluciona escudos térmicos para reentrada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/05/2025

Este é o escudo de proteção térmica da nave Órion, complexo e pesado - se ele pudesse suar, poderia ser muito mais fino, mais leve e reutilizável.
[Imagem: NASA]

Resfriamento por transpiração

O suor é um mecanismo fisiológico que muitos animais, incluindo os humanos, usam para regular a temperatura corporal, especialmente em ambientes quentes ou durante atividades físicas intensas.

As naves espaciais também sofrem com o calor, podendo até mesmo ser destruídas por ele, quando precisam retornar à Terra ou pousar em outros planetas, devido ao atrito com a atmosfera.

Um trio de pesquisadores da Universidade do Texas, nos EUA, decidiu agora juntar as duas coisas, projetando um escudo térmico de reentrada que transpire para reduzir a temperatura e proteger a nave.

O escudo deverá suar um líquido refrigerante, liberado por um material especial, repleto de microcanais, que a equipe está construindo com uma impressora 3D. Ao sair pelos microcanais e encontrar a onda de calor, o líquido se transformará em um gás, criando um "colchão" de arrefecimento que evitará danos ao próprio escudo.

A equipe acredita que esta tecnologia poderá dar um novo impulso à adoção de naves reutilizáveis. As naves espaciais tradicionais dependem de escudos térmicos que queimam completamente, ou de placas de cerâmica, que podem precisar ser substituídas entre os voos.

Uma nave espacial capaz de suar poderá até mesmo abandonar completamente esses escudos térmicos tradicionais, graças ao método que a equipe chama de resfriamento por transpiração.

Como o gás liberado pelo suor isola o veículo, escudos térmicos descartáveis, que a NASA vem tentando desenvolver há décadas, não são mais necessários. Isso poderia reduzir o intervalo entre voos de meses, como acontecia com os antigos ônibus espaciais, para algumas horas, mais próximo do tempo de rotação de um jato de passageiros.

Amostra do material que transpira para oferecer proteção termal. Ele está sendo testado em um túnel hipersônico.
[Imagem: Emily Oswald/Texas A&M]

Testes em laboratório e no espaço

A ideia de fazer uma nave suar não é nova, mas a equipe acredita que agora finalmente conta com os meios para tornar realidade essa ideia, sobretudo em termos de materiais disponíveis, poder computacional para simular a operação e otimizar os materiais e laboratórios para testar os protótipos.

Para que o resfriamento por transpiração em voos espaciais seja bem-sucedido, o material do casco da nave espacial deve ser forte o suficiente para suportar pressões extremas, mas poroso o suficiente para que o líquido de arrefecimento possa sair pelos poros. O material escolhido é um carboneto de silício, e a equipe está usando a manufatura aditiva para garantir canais precisos em seu interior. O primeiro lote de protótipos já está em testes em um túnel de alta velocidade.

"Devemos observar que a superfície do material é mais fria em velocidades hipersônicas quando o fluxo de refrigerante é introduzido, do que a linha de base, quando não há refrigerante presente," disse William Matthews, membro da equipe. "Dependendo da qualidade da penetração do gás no material, há muitos usos potenciais para essa tecnologia, e esses testes devem nos ajudar a decidir em que direção queremos ir."

A pesquisa está sendo feita em conjunto com a Canopy Aerospace, especializada em escudos e proteção térmica, que deverá bancar uma missão de teste real, indo ao espaço e reentrando na atmosfera terrestre.

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