O Brasil acumula um atraso de meio século na propulsão de foguetes espaciais em relação aos norte-americanos e russos. Para tentar dar um impulso no setor, há cerca de 15 anos, o país iniciou um programa de pesquisa em propulsão líquida e que tem como base o etanol nacional. O desafio do programa, liderado pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), é movimentar futuros foguetes com um combustível líquido que seja mais seguro do que o propelente à base de hidrazina empregado atualmente. Esse último, cuja utilização é dominada pelo país, é corrosivo e tóxico. O desafio da busca por um combustível “verde” e nacional também conta com o apoio de um grupo particular de pesquisadores, formado em parte por engenheiros que cursam ou cursaram o mestrado profissional em engenharia aeroespacial do IAE – realizado em parceria com o Instituto Tecnológico da Aeronáutica e com o Instituto de Aviação de Moscou.
José Miraglia e a Equipe da FIAP: O Projeto de Propelente Nacional
Liderado pelo engenheiro José Miraglia, professor da Faculdade de Tecnologia da Informação (FIAP), o grupo se uniu para desenvolver propulsores de foguetes que utilizem propelentes líquidos e testar tais combustíveis. “Os propelentes líquidos usados atualmente no Brasil estão restritos à aplicação no controle de altitude de satélites e à injeção orbital. Eles têm como base a hidrazina e o tetróxido de nitrogênio, ambos importados, caros e tóxicos”, disse Miraglia à Agência FAPESP. Miraglia coordena o projeto “Desenvolvimento de propulsor catalítico propelente utilizando pré misturados”, apoiado pelo Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Na primeira fase do projeto, o grupo, em parceria com a empresa Guatifer, testou motores e foguetes de propulsão líquida com impulso de 10 newtons (N), com o objetivo de avaliar propelentes líquidos pré misturados à base de peróxido de hidrogênio combinado com etanol ou querosene.
Os Resultados dos Testes: Viável Técnica e Economicamente
“Os testes mostraram que o projeto é viável tecnicamente. Os propulsores movidos com uma mistura de peróxido de hidrogênio e etanol, ambos produzidos em larga escala no Brasil e a baixo custo, apresentaram o melhor rendimento”, disse. Segundo Miraglia, a mistura apresenta algumas vantagens em relação à hidrazina ou ao tetróxido de nitrogênio, usados atualmente. “Ela é muito versátil, podendo ser utilizada como monopropelente e como oxidante em sistemas bipropelentes e pré misturados. O peróxido de hidrogênio misturado com etanol apresenta densidade maior do que a maioria dos propelentes líquidos, necessitando de menor volume de reservatório e, consequentemente, de menor massa de satélite ou do veículo lançador, além de ser compatível com materiais como alumínio e aço inox”, explicou. Na segunda fase do projeto, o grupo pretende construir dois motores para foguetes de maior porte, com 100 N e 1000 N. “Nossa intenção é construir um foguete sub orbital de sondagem que atinja os 100 quilômetros de altitude e sirva para demonstrar a tecnologia”, disse.
A empresa também está em negociações para uma eventual parceria com o IAE no projeto Sara (Satélite de Reentrada Atmosférica), cujo objetivo é enviar ao espaço um satélite para o desenvolvimento de pesquisas em diversas áreas e especialidades, como biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão e fármacos. “Nosso motor seria utilizado na operação de reentrada para desacelerar a cápsula quando ela ingressar na atmosfera. Atualmente, não existe no Brasil foguete de sondagem a propelente líquido. Todos utilizam propelentes sólidos”, disse. O grupo também pretende produzir motores para foguetes de sondagem que tenham baixo custo. “Eles seriam importantes para as universidades, com aplicações em estudos em micro gravidade e pesquisas atmosféricas, por exemplo”, disse Miraglia. Em trabalhos de biotecnologia em micro gravidade, por exemplo, pesquisas com enzimas são fundamentais para elucidar processos ligados a reações, fenômenos de transporte de massa e calor e estabilidade das enzimas. Tais processos são muito utilizados nas indústrias de alimentos, farmacêutica e química fina, entre outras.
“Queremos atingir alguns nichos, ou seja, desenvolver um foguete movido a propelente líquido que se possa ajustar à altitude e ser reutilizável. Esse é outro ponto importante, porque normalmente um foguete, depois de lançado, é descartado”, disse. O grupo já construiu um motor de 250 N, que será utilizado em testes. Como forma de difundir e reunir recursos para o projeto, a empresa comercializa kits de minifoguetes e material técnico. “São direcionados principalmente para estudantes”, disse Miraglia. No site www.foguete.org, a empresa oferece também apostilas técnicas e livros digitais sobre foguetes com informações sobre astronáutica, exploração espacial e aerodinâmica.
Fonte:
http://www.agencia.fapesp.br/materia/11999/etanol-para-o-espaco.htm
http://www.edgeofspace.org
acesso em abril de 2010
O que é um propelente de foguete a base de etanol?
Um propelente de foguete é o combustível usado para gerar a propulsão (empurão) que move o foguete. Propelentes líquidos são mais eficientes que sólidos para foguetes espaciais. A mistura de peróxido de hidrogênio (H2O2) com etanol é uma combinação líquida que, ao reagir, gera alta temperatura e pressão — ideal para propulsão. O etanol é matéria-prima abundante no Brasil.
Qual a vantagem do etanol como propelente de foguete?
O etanol como propelente tem duas vantagens para o Brasil: disponibilidade nacional (o País é o maior produtor mundial de etanol de cana) e menor custo comparado a propelentes importados (kerosene espacial RP-1, por exemplo). Os testes da FIAP com peróxido de hidrogênio + etanol mostraram viabilidade técnica e econômica, com densidade de impulso suficiente para aplicações de satélites pequenos como o Sara.
O que é o satélite Sara?
O Sara (Satélite de Reentrada Atmoséfrico) é um projeto brasileiro do IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço) para desenvolver tecnologia de reentrada controlada na atmosfera — uma tecnologia crítica para missões espaciais tripuladas. O projeto FIAP de propelente a etanol estava em negociação de parceria com o IAE para eventual uso no Sara. É parte do programa espacial brasileiro de desenvolvimento independente.