Recentemente, encontrei uma discussão no Twitter sobre a existência de foguetes elétricos e se seria possível que existissem. A resposta curta é não, mas a resposta mais detalhada é sim e não. Embora não seja possível impulsionar um foguete apenas com eletricidade, a eletricidade pode ser usada na propulsão de um foguete combinada com outros elementos. A eletricidade sozinha não é suficiente para mover um foguete.
Como foguetes funcionam
Foguetes funcionam com base na terceira lei de Newton. Para que o foguete se mova para frente é necessário fazer primeiro uma força para trás (ação e reação). Um avião faz isso impulsionando o ar para trás com seus motores; um carro o faz ao empurrar a estrada através do atrito das rotas. Entretanto, no espaço não há ar, muito menos estradas. Para que o foguete vá para frente, assim como o avião, ele precisa lançar algo para trás, geralmente combustível em enormes quantidade.
Quanto mais massa é lançada pelo motor do foguete em um determinado tempo, maior a força gerada. Para carregar mais massa ou ir mais longe, um foguete precisa de mais combustível e de ainda mais combustível para carregar o próprio combustível. Uma alternativa para precisar de menos combustível e tornar o processo mais eficiente é aumentar a energia da massa ejetada, arremessando as partículas com ainda mais velocidade.
De maneira geral, quando mais rápido uma partícula é ejetada, mais o foguete é acelerado. Desta forma, quando mais rápido eu consigo lançá-las, menos partículas (menos peso) eu preciso carregar para atingir a mesma velocidade, tornando o processo mais eficiente.
Por esse motivo, os foguetes que vemos “tocam fogo” no combustível em uma explosão controlada. Outra forma de adicionar ainda mais energia e eficiência, são com motores nucleares, como o que a NASA está desenvolvendo. A energia nuclear é usada para acelerar mais as moléculas do que é possível com uma reação de combustão comum. Para obter eficiências ainda maiores, podem ser usados motores de Íon, que usam, adivinha só, eletricidade.
Motores de Íons
Um motor de íon funciona ao utilizar eletricidade para ionizar gases e acelerar os íons a altas velocidades. No entanto, esses motores não são comumente usados em foguetes devido à falta de empuxo suficiente para levantá-los do solo. Em vez disso, esses motores são usados em satélites para realizar manobras em órbita.
Ao contrário de motores convencionais, que geram grande força para alcançar o espaço rapidamente, os motores de íon são capazes de realizar manobras aos poucos, mas de forma muito mais eficiente. Isso significa que satélites podem ser lançados com menos massa, mantendo a mesma duração de operação, usando menos combustível. Para alimentar os propulsores de íons, os satélites geralmente usam painéis solares para fornecer energia elétrica.
