O inovador projeto de propulsor de satélite de um candidato a PhD da Austrália Ocidental poderá em breve chegar à Lua, impulsionado por uma saudável mistura de audácia e boa sorte.

“Enviei um currículo frio para o Centro Aeroespacial Alemão no ano passado. Em dois meses eu estava lá”, diz o candidato a PhD da Curtin University, Daniel Turner.

Seu projeto de propulsor espacial em miniatura será incluído na espaçonave Binar (Fireball) Prospector da Curtin University, que deverá explorar a Lua até o final desta década.

O Binar Prospector é um cubesat de 12 unidades, equivalente a aproximadamente o volume de duas caixas grandes de cereais. Em uma estrutura desse porte, a consideração meticulosa de cada milímetro cúbico e cada grama torna-se crucial.

Ao apresentar a proposta para a implementação de um conjunto de propulsores de manobra elétricos multimodo de baixa potência, especialmente concebidos para operar no mesmo sistema de combustível a gás do motor principal do satélite, Turner encontrou uma receptividade significativa por parte dos gestores do projeto Binar Prospector.

“Li sobre sistemas de propulsores multimodo em um artigo publicado em 2001, que acho que foi a primeira vez que foi proposto”, disse Turner. “Eles nunca fizeram nada a respeito.”

Contudo, o projeto Binar enfrentava um desafio significativo. Era necessário incorporar um motor de grande porte para proporcionar o impulso essencial à alteração orbital, enquanto simultaneamente demandava propulsores de dimensões substancialmente menores para ajustar a orientação e o momento, visando a direção precisa de seus sensores.

Tradicionalmente, tais sistemas são segregados, cada qual com seus respectivos insumos de combustíveis, sistemas de aquecimento e redes de tubulação.

O diferencial conceitual surgiu com o motor principal do Binar, atualmente em fase de desenvolvimento e construção pela ISP Tech, uma empresa subsidiária do Centro Aeroespacial Alemão (DLR).

Este motor emprega etano e óxido nitroso como componentes combustíveis, proporcionando uma solução integrada e eficiente para os requisitos diversos do projeto.

“O óxido nitroso é o combustível que eu estava procurando”, disse Turner. “E talvez ninguém tenha feito isso antes porque o óxido nitroso só voou no espaço nos últimos cinco anos”.

A utilização do mesmo combustível resulta em economia de peso, otimização do espaço e simplificação do sistema. Além desses benefícios, é importante destacar que este combustível em particular é reconhecido por sua segurança.

“O setor de propulsão de pequenas embarcações está se afastando desses combustíveis incrivelmente tóxicos, como a hidrazina. É um material cancerígeno e horrível. Mas também é incrivelmente caro por causa de todos os procedimentos de segurança que precisam ser criados em torno dele”.

“Custa cerca de meio milhão de dólares para abastecer uma espaçonave pequena com hidrazina. Enquanto eu mesmo posso abastecer uma com óxido nitroso – gás do riso – no laboratório por cerca de US$ 20.”

Nem todos os sistemas propulsores são concebidos de maneira idêntica.

Determinados propulsores demonstram maior eficácia em operações de grande escala, enquanto outros destacam-se em contextos de menor magnitude.

Há aqueles otimizados para impulsionar consideráveis alterações, ao passo que alguns são especialmente eficientes para realizar ajustes precisos de menor intensidade. Essa diversidade de características contribui significativamente para atender às necessidades específicas em diferentes cenários, preenchendo lacunas funcionais de maneira abrangente.

“Ao adicionar meus propulsores, não estamos aumentando a complexidade”, disse Turner. “Na verdade, estamos reduzindo-a significativamente. E meus propulsores podem funcionar como backup do sistema de propulsão principal”.

A importância de contar com backups tornou-se uma lição crucial para a NASA ao longo deste ano. Diversos CubeSats Artemis enfrentaram falhas decorrentes de problemas em seus sistemas de propulsão.

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“Portanto, estamos realmente tentando criar um sistema tolerante a falhas que possa fazer muitas coisas diferentes”, disse Turner.

“Meu propulsor já fez alguns testes. Ele precisa de mais seis meses ou mais. Além disso, estamos descobrindo as porcas e os parafusos para integrá-lo ao motor e ao tanque de combustível do ISP Tech e garantir que tudo permaneça confiável.”

O primeiro exemplar foi designado para ser entregue à Curtin University em 2025, visando a integração e teste em conjunto com a arquitetura da espaçonave Binar.