Governos em todo o mundo usam foguetes para lançar satélites e pessoas em órbita. Atualmente, isso requer muito combustível de alta energia, que é 95% da massa total do foguete. Como o custo de lançamento de um foguete pode chegar a 10 bilhões de ienes, lançar uma carga útil de 1 grama equivale a comprar 1 grama de ouro. Minimizar o custo total de lançamento de foguetes maximizaria as cargas científicas e aumentaria a viabilidade da exploração espacial.

Em um estudo publicado no Jornal de espaçonaves e foguetes , pesquisadores da Universidade de Tsukuba ajudaram a resolver importantes problemas de transmissão de energia sem fio e outros problemas de eficiência que devem ser superados para usar microondas de alta potência para complementar - ou quase substituir - combustível químico para lançamentos de foguetes. Seu estudo ajudará os pesquisadores nesta linha de trabalho a focar adequadamente seus esforços.

Os pesquisadores geralmente acreditam que um foguete requer um megawatt de propulsão movida a feixe - que é aproximadamente a potência de 10 automóveis - por quilograma de carga útil para atingir uma órbita mínima. Se a transmissão de microondas é suficientemente eficiente para aplicações do mundo real é uma questão em aberto.

Os feixes de microondas foram transmitidos usando uma antena terrestre do mesmo tamanho de uma antena de foguete. "Contudo, aplicações práticas exigirão um grande transmissor baseado em terra e um pequeno receptor no foguete, e, portanto, a transmissão de foco variável, "explica o professor assistente Kohei Shimamura, autor principal do estudo. "Queríamos não apenas demonstrar esta abordagem, mas também quantificar sua eficiência. "

Em seu estudo abrangente, os pesquisadores calcularam as eficiências, em distâncias curtas, de um gerador de micro-ondas terrestre (51%), fonte de alimentação sem fio que envia as microondas para o sistema de propulsão do foguete (14%), recepção de antena no foguete (34%), e dispositivo de propulsão que usa a energia de microondas para aquecer o propelente do foguete (6%). "Os pesquisadores agora podem calcular o quão eficiente é a transmissão de foco variável no momento, "diz o professor associado Tsuyoshi Kariya, o outro autor principal do estudo.

Pesquisas futuras precisarão estudar e melhorar a eficiência em longas distâncias. Nas palavras do Professor Associado Shimamura:"Este é um desafio difícil, mas um próximo passo importante no avanço da tecnologia de microondas para uso prático em lançamentos de foguetes. "

Foguetes são tecnologia essencial, mas seu custo de lançamento é uma grande desvantagem para missões científicas. Com pesquisas futuras, microondas de alta potência podem um dia ser um método de propulsão de foguetes de baixo custo.