Nave de luz propulsionada a laser

Foguetes propulsionados a luz lembram alguma coisa relativa à ficção científica - uma nave espacial que passeia no espaço sobre um feixe de laser, que precisa de pouco ou nenhum propelente a bordo e não cria poluição. Isso parece bastante artificial, considerando que não conseguimos desenvolver nada que chegasse perto disso na Terra para viagens convencionais, tanto terrestres quanto aéreas. Mas, mesmo que isso só vá acontecer dentro de 15 a 30 anos, os princípios por trás da nave de luz já foram testados com êxito várias vezes. Uma empresa chamada Lightcraft Technologies (em inglês) continua a refinar a pesquisa que começou no Rensselaer Polytechnic Institute em Troy, N.Y.

Foto cedida pela Rensselaer Quando o laser pulsa, ele superaquece o ar até chegar à combustão. Cada vez que o ar queima, ele cria um brilho de luz, como se pode ver nesta foto de um vôo de teste.

A idéia básica da nave de luz é simples: a nave usa espelhos para receber e focalizar o feixe de laser incidente para aquecer o ar, o qual explode para impelir a nave. Veja abaixo os componentes básicos desse revolucionário sistema de propulsão:

• laser de dióxido de carbono - a Lightcraft Technologies usa um Sistema de Teste de Vulnerabilidade de Laser Pulsado (PLVTS), um descendente do programa de defesa "Guerra nas Estrelas". O laser pulsado de 10 kW usado para a nave de luz experimental está entre os mais poderosos do mundo.
• espelho parabólico - o fundo da espaçonave é um espelho que focaliza o feixe do laser sobre o ar do motor ou propelente a bordo. Um espelho secundário parecido com um telescópio, com transmissor baseado em terra, é usado para direcionar o feixe do laser sobre a nave de luz.
• câmara de absorção - o ar de entrada é direcionado para essa câmara, onde é aquecido pelo feixe, se expande e propulsiona a nave.
• hidrogênio a bordo - uma pequena quantidade propelente de hidrogênio é necessária para empuxo do foguete quando a atmosfera é muito fina para fornecer ar suficiente.

Antes do lançamento, um jato de ar comprimido é usado para girar a nave de luz a aproximadamente 10.000 revoluções por minuto (RPMs). O giro é necessário para estabilizar o artefato giroscopicamente. Imagine esta situação no futebol americano: o zagueiro aplica um giro na bola quando faz o arremesso, para ter um passe mais preciso. Quando o giro é aplicado a essa nave extremamente leve, ele faz que ela atravesse o ar com maior estabilidade.

Quando a nave de luz está girando a uma velocidade adequada, o laser é ligado, impulsionando a nave no ar. O laser de 10 kW pulsa a uma taxa de 25-28 vezes por segundo. Pulsando, o laser continua a empurrar a nave para cima. O feixe de luz é focalizado pelo espelho parabólico no fundo da nave de luz, aquecendo o ar entre 9.982 e 29.982ºC - várias vezes mais quente do que a superfície do Sol. Quando se aquece o ar a essas temperaturas altas, ele é convertido em um estado de plasma - esse plasma, então, explode para propulsionar a nave para cima.

A Lightcraft Technologies, Inc., com patrocínio do FINDS, e financiado pela NASA (em inglês) e pela Força Aérea Americana, testou um pequeno protótipo da nave várias vezes no lançador de mísseis White Sands, no Novo México. Em outubro de 2000, a nave de luz em miniatura, com diâmetro de 12,2 cm e pesando apenas 50 g, atingiu uma altitude de 71 m.

Essa nave de luz movida a laser poderia também usar espelhos, localizados na nave, para projetar um pouco da energia concentrada à frente da nave. O calor do feixe de laser criaria uma ponta de ar que desviaria algum ar atrás da nave, diminuindo assim o arrasto e reduzindo a quantidade de calor absorvida pela nave de luz.