Os pesquisadores, liderados por um ex-chefe de tecnologia da NASA, esperam lançar um satélite que funciona com água como fonte de combustível. O grupo da Universidade Cornell e Mason Peck querem que seu dispositivo seja o primeiro CubeSats (esses são pequenos satélites do tamanho de uma caixa de sapatos) a orbitar a Lua enquanto demonstra o potencial da água como fonte de combustível para uma nave espacial. Essa substância segura e estável é bastante comum até no espaço e poderia ter um uso ainda mais difundido na Terra, uma vez que estamos procurando uma alternativa aos combustíveis fósseis.
Até que desenvolvamos um warp drive ou algum outro sistema de propulsão futurista, nossa viagem espacial provavelmente dependerá fortemente de foguetes usando o mesmo combustível comum hoje. Funcionam queimando gás na parte traseira do aparelho e por isso, graças às leis da física, são empurrados para a frente. Esses sistemas de propulsão para satélites devem ser leves e transportar muita energia em um espaço pequeno (ter uma alta densidade de energia) para manter o aparelho continuamente por muitos anos ou mesmo décadas em órbita.
A primeira preocupação é a segurança. O empacotamento de energia em pequeno volume e massa na forma de combustível significa que mesmo o menor problema levará a consequências desastrosas como o que vimos com a recente explosão do foguete da SpaceX. Colocar satélites em órbita com qualquer forma de combustível instável a bordo pode significar um desastre para equipamentos caros e talvez ainda pior para a vida humana.
A água pode nos ajudar a contornar esse problema, pois é essencialmente um transportador de energia, não de combustível. O grupo da Universidade Cornell não tem planos de usar água como combustível, mas sim usar eletricidade de painéis solares para dividir a água em hidrogênio e oxigênio e usá-los como combustível. Esses dois gases se combinam e tornam-se uma mistura explosiva, permitindo perceber a energia gasta na divisão da água. A combustão desses gases pode ser usada para mover o satélite para frente, acelerá-lo ou mudar sua posição em órbita, dependendo do destino.
As células solares são altamente confiáveis e não têm partes móveis, o que as torna ideais para microgravidade e ambientes espaciais extremos para gerar corrente solar. Tradicionalmente, essa energia é armazenada em baterias, mas os cientistas da Cornell querem usá-la para quebrar a água a bordo.
O processo proposto - conhecido como eletrólise - envolve a passagem de corrente pela água, geralmente contendo algum eletrólito solúvel. A corrente quebra a água em oxigênio e hidrogênio, que são liberados separadamente em dois eletrodos - no ânodo e no cátodo. Na Terra, a gravidade separa esses gases e eles podem ser usados. Mas em gravidade zero, o satélite precisará de forças centrífugas de rotação para separar os gases da solução.
A eletrólise já foi usada no espaço no passado para fornecer oxigênio a missões espaciais tripuladas e não ocupar tanques de oxigênio de alta pressão, por exemplo, na Estação Espacial Internacional. Mas, em vez de enviar água ao espaço como carga em um foguete, poderíamos extraí-la um dia na lua ou em asteróides. Se essa nova abordagem para usar hidrogênio e oxigênio como combustível de satélite tiver sucesso, poderemos ter uma fonte pronta no espaço. Esta abordagem poderia ser aplicada ao fornecimento de energia da espaçonave do futuro.
Como costuma acontecer, os desenvolvimentos na tecnologia espacial dão origem a ideias que podem ser aplicadas na Terra, especialmente na solução de problemas significativos de energia. A eletricidade é realmente difícil de armazenar e, à medida que a demanda por eletricidade aumenta, precisamos de inovações. Os parques eólicos e solares não são as formas mais eficientes de energia renovável, não por causa de problemas com a produção de energia, mas porque muitas vezes não podemos fazer nada de útil com essa energia. As redes de eletricidade falham durante os períodos de alta geração e baixa demanda de energia.
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Talvez nos ajude a usar o excesso de eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. Então você pode fazer estoques de hidrogênio e, se necessário, combiná-lo com o oxigênio da atmosfera.
ILYA KHEL
