O motor

Em um motor de foguete convencional, o oxidante líquido e o combustível são bombeados para uma câmara de combustão em que são queimados para criar um fluxo de gases quentes com alta pressão e alta velocidade. Esses gases passam através de um bico que os acelera ainda mais (velocidades normais finais de 8 mil a 16 mil km/h) para, então, deixarem o motor. Este processo fornece empuxo à nave espacial.

Se você leu o artigo Como funcionam os motores de foguetes, então já sabe que o ônibus espacial precisa de 540 mil litros de oxigênio líquido, o que o faz pesar cerca de 616 toneladas. Vazio, o ônibus espacial sozinho pesa 75 t, o tanque externo pesa 35,5 t e as duas cargas auxiliares do foguete pesam 84 t cada uma. Isso dá o valor total de 278 toneladas. Quando você adiciona combustível e oxigênio, o peso total do veículo pula para 2 mil toneladas.

A NASA determinou que poderia diminuir o peso de um veículo no lançamento se fosse retirado o oxigênio líquido, o que diminuiria muito seu peso para cerca de 1.400 toneladas. Ainda seria um veículo pesado, mas significaria uma enorme redução no custo para se colocar um veículo em órbita.

Então, se você remover o oxigênio líquido, o combustível seria capaz de queimar e fornecer empuxo? Você tem que pensar como se estivesse fora do funcionamento normal de um motor de foguete convencional. Em vez de usar oxigênio líquido, o foguete de ar aspirado, como o próprio nome indica, pegará o ar da atmosfera. Ele, então, será combinado com o combustível para criar a combustão e fornecer empuxo.

Foto cedida pela NASA Teste de disparo de um motor de foguete de ar aspirado, em 1998

O motor de foguete de ar aspirado, também chamado de foguetes baseados em motor de ciclo combinado, é bastante similar a um motor a jato. Em um motor a jato, o ar é sugado pelo compressor. O motor comprime o ar, faz a combinação deste com o combustível e queima o produto, que expande e fornece o empuxo. O motor a jato somente pode ser usado até 3 ou 4 Mach antes que suas peças comecem a superaquecer. No ramjet de combustão supersônica, ou no scramjet, a alimentação é feita com ar. Este é desacelerado e comprimido à medida que o veículo ganha velocidade através da atmosfera. O combustível é adicionado ao fluxo de ar supersônico, onde os dois se misturam e queimam. Os combustíveis que poderão ser usados com os foguetes de ar aspirado incluem hidrogênio líquido ou hidrocarbono.