Cada ação corresponde a uma reação igual e oposta: a terceira lei da dinâmica. É o princípio no qual os foguetes espaciais se baseiam, que queimam o propelente em uma direção para ir na direção oposta.
No entanto, um engenheiro da NASA acredita que ele pode nos levar às estrelas sem nenhum propulsor, graças a um motor helicoidal especial. Um motor que seria a base de todas as naves espaciais do futuro.
Projetado por David Burns, do Marshall Space Flight Center, no Alabama, o "motor helicoidal" explora os efeitos da alteração da massa que ocorrem em velocidades próximas à da luz. Burns publicou um artigo que descreve o conceito no servidor de relatórios técnicos da NASA.
Desnecessário dizer que seu trabalho encontrou algum ceticismo de colegas, mas Burns acredita que o conceito é válido e irá preparar o terreno para muitos motores espaciais futuros. “Se alguém provar que não funciona, não terei problemas em mudar de ideia, mas vale a pena explorar essa opção também”, diz ele.
Como funciona o motor helicoidal?
Para entender o princípio do motor helicoidal feito por Burns, tente imaginar uma caixa em uma superfície sem atrito. Dentro da caixa existe uma barra em torno da qual passa um anel. Se um impulso dentro da caixa empurrar o anel, ele deslizará para frente conforme a caixa se move na direção oposta. Assim que você atingir a borda da caixa, o anel irá voltar, e a caixa também, invertendo sua direção. Em condições normais, a terceira lei da dinâmica produz uma oscilação da direita para a esquerda do anel.
Mas o que aconteceria, pergunta Burns, se a massa do anel fosse maior quando ele segue em uma direção e pequena quando ele retorna na direção oposta? Na verdade, a ação seria maior do que a reação, a terceira lei da dinâmica seria contornada e a caixa avançaria e avançaria.
Como esse anel pode mudar sua massa?
Isso não é "proibido" pela física. A teoria da relatividade especial de Einstein diz que um objeto ganha massa à medida que se aproxima da velocidade da luz (um efeito que pode ser minimamente demonstrado pelos atuais aceleradores de partículas).
Na verdade, se substituirmos o anel da caixa por um acelerador de partículas, teremos o resultado. Os íons dentro do anel seriam carregados a velocidades próximas às da luz (aumentando a massa) ao ir em uma direção e desacelerando-os (diminuindo a massa) ao ir na outra.
Isso pode ser feito ainda melhor
Burns acha que o sistema teria ainda mais eficiência se fosse feito sem bastão e sem anel, e substituísse tudo por um único acelerador de partículas em forma de hélice, capaz de fazer com que as partículas realizassem movimentos laterais e longitudinais: a movimento helicoidal, na verdade.
E a caixa?
Um bastante grande seria necessário para adivinhar. Não é por acaso que os tamanhos deste motor são da ordem dos 200 metros de comprimento e 12 de diâmetro. A energia necessária também é enorme, segundo os cálculos: são necessários 165 megawatts de energia para gerar o empuxo igual a 1 newton (é a força que usamos para pressionar uma tecla no teclado).
Por isso o motor só pode funcionar em uma “caixa grande sem atrito” (ou quase): o espaço cósmico.
“Com a quantidade certa de tempo e energia, esse motor poderia atingir 99% da velocidade da luz no espaço”, diz Burns.
Um motor eletromagnético com propulsores, mas sem propulsor
No final da década de 70, Robert Cook, inventor americano, patenteou o projeto de um motor capaz, segundo ele, de converter a força centrífuga em movimento linear.
30 anos depois, no início dos anos 2000, o inventor inglês Roger Shawyer propôs o drive EM, capaz de convertê-lo em um boost de microondas.
Em janeiro 2017, um motor magnético desenvolvido no Laboratório Eagleworks da NASA pareceu ter atingido o alvo, mas testes mais detalhados revelaram um erro de projeto nesses motores de propulsão magnética. Fenômeno também conhecido como “lançamento de motor”.
Nenhum dos conceitos ainda foi testado com sucesso: ambos são julgados impossíveis por violarem uma lei-chave da física, o lei de conservação do momento angular.
Martin Tajmar A Universidade de Tecnologia de Dresden, na Alemanha, testou o EM Drive (sem sucesso) e acredita que o motor helicoidal provavelmente terá os mesmos problemas.
“A meu ver, nenhum sistema de propulsão inercial funcionará em ambientes espaciais”, diz ele.
O princípio deste mecanismo impossível respeita a relatividade especial, o que o torna especial, mas "infelizmente há sempre um mecanismo de ação-reação a considerar".
Burns trabalhou por conta própria e admite que o modelo do motor é bastante ineficiente. No entanto, isso não prejudica o princípio e acredita que há potencial para melhorias.
"Eu conheço os riscos associados à introdução de tecnologias como fusão a frio ou EM Drive," diz "Eu sei que minha reputação será contestada, mas você tem que correr o risco se quiser inventar algo novo".
A impressão é de se deparar com ideias muito interessantes de um projeto extremamente embrionário. Todas as idéias estão presentes, mas o todo parece prematuro.
