Cientistas vão enviar um dispositivo em uma vela solar para Mercúrio

Uma nova missão espacial chamada Mercury Scout propõe explorar Mercúrio usando uma vela solar. Ao contrário dos motores de foguetes convencionais, que exigem combustível, este projeto usa a pressão da luz solar em grandes superfícies para impulsionar a espaçonave pelo espaço.

Renascimento de uma ideia antiga

A ideia de usar velas solares no espaço remonta ao século 17. Em 1610, o famoso astrônomo Johannes Kepler, em uma carta a seu amigo e colega Galileu Galilei, propôs sua teoria de usar a pressão da luz solar para mover objetos pelo espaço.

Em detalhes, a eficiência das velas solares está no fato de que a luz, composta por partículas chamadas fótons, exerce pressão quando atinge a vela. Apesar de sua falta de massa, os fótons têm impulso e, quando atingem a vela solar, transmitem uma pequena quantidade de impulso para ela, que aumenta gradualmente, permitindo que a espaçonave ganhe velocidade pelo espaço.

Na época, no entanto, a tecnologia necessária para realizar essa ideia visionária estava muito além das capacidades técnicas disponíveis. Foi só no início do século 21 que a tecnologia alcançou essa ideia ousada. Em 2001, a Planetary Society, uma organização científica sem fins lucrativos dedicada à exploração espacial, lançou um ambicioso projeto chamado Cosmos 1. Na época, foi a primeira espaçonave com vela solar já construída como parte de uma missão espacial. Infelizmente, o lançamento do Kosmos-1 em junho de 2005 terminou em fracasso: o veículo de lançamento foi incapaz de alcançar a órbita planejada.

No entanto, apesar do revés, a ideia de velas solares continuou a ganhar força. Em 2010, a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) lançou com sucesso a espaçonave Ikaros, a primeira espaçonave com vela solar a atingir a órbita baixa da Terra. Ikaros demonstrou a viabilidade desta tecnologia realizando manobras de voo controlado no espaço usando uma vela solar.

Imagem de uma vela solar orbitando a Terra.

Navegue para explorar Mercúrio

Desde então, vários outros projetos pesquisaram e utilizaram a tecnologia para fins científicos. Em particular, a missão Mercury Scout em breve irá usá-lo para explorar Mercúrio.

A área de superfície da vela solar será de cerca de 2.500 metros quadrados, e a espessura será de 2,5 mícrons. Feito de material CP1 aluminizado, semelhante ao usado no escudo térmico do Telescópio Espacial James Webb, ele será dividido em quatro quadrantes que se desdobrarão sobre suportes de fibra de carbono.

Chegando ao local em 3,8 anos, a missão mapeará a superfície do planeta em busca de depósitos de água em crateras sombreadas. Tais estudos exigirão ajustes regulares no projeto, semelhante a como um veleiro ajusta o ângulo e a posição da vela dependendo do vento.

Existem várias razões pelas quais o uso de uma vela solar é vantajoso em comparação com foguetes convencionais. Em primeiro lugar, os custos de produção e de arranque são significativamente reduzidos. Isso torna as viagens espaciais à vela solar mais econômicas e acessíveis. Em segundo lugar, estas velas não requerem combustível adicional. Portanto, as espaçonaves em que são usadas são mais eficientes em termos energéticos e mais leves, permitindo que mais instrumentos sejam instalados a bordo.

As velas solares também oferecem mais flexibilidade em termos de design e configuração. Por exemplo, a superfície reflexiva da vela proposta para esta missão poderia ser usada para iluminar crateras sombreadas em Mercúrio, tornando mais fácil encontrar depósitos de água ou outras características geológicas.

Finalmente, ao contrário dos foguetes convencionais, cuja vida útil é limitada pela quantidade de combustível, as velas podem operar indefinidamente enquanto o material permanecer intacto. Isso possibilita aumentar a duração dos voos espaciais.