Imagine um motor de aeronave sem peças móveis, não produz gases prejudiciais e não faz barulho. Isso é o que pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, criaram adaptando uma tecnologia antes usada apenas em espaçonaves para poder voar sobre a Terra.

Drives de íons têm sido usados ​​em espaçonaves desde 1960 e funcionam disparando um fluxo de partículas carregadas que impulsionam a nave para a frente. Além de ser neutro em carbono, eles têm menos probabilidade de dar errado e são mais baratos de manter do que os motores convencionais porque não têm hélices, turbinas ou bombas de combustível para quebrar. O único problema era que, na gravidade da Terra, o impulso produzido pela unidade não foi suficiente para superar o peso das baterias necessárias para alimentá-los. Até agora.

A nova pesquisa oportuna, publicado em Natureza , abre o caminho para a possibilidade de drones silenciosos em um futuro muito próximo. Com mais avanços em materiais e conversão de energia, aeronaves silenciosas com tripulação e, eventualmente, voos comerciais também podem estar no horizonte. Na verdade, essa descoberta pode ser o primeiro passo para mudar a forma como todos voamos ao redor do mundo no futuro.

Todos os motores de aeronaves funcionam empurrando algo para trás, de modo que a nave avance. Normalmente é o ar, seja ar frio impulsionado por hélices elétricas ou ar quente disparado por motores a jato. A propulsão iônica, em vez disso, envia partículas carregadas ou íons gerados na lacuna entre dois eletrodos com uma alta tensão entre eles. Os íons interagem com o ar, criando um vento iônico que é enviado para trás, impulsionar a aeronave para a frente.

Tal como acontece com aeronaves movidas a hélice solar, embarcações de íons são movidas a eletricidade e, portanto, não precisam transportar combustível, exceto baterias cheias de partículas carregadas. A nova pesquisa mostra que, com algumas modificações inteligentes na configuração da bateria e na forma como a energia elétrica é convertida, é possível reduzir o peso da bateria o suficiente para fazer essa tecnologia voar.

Design de compromisso

Uma nave com propulsão iônica também precisa de uma grande área frontal para gerar o vento iônico da maneira certa. Mas isso geralmente tornaria a aeronave mais pesada, então os pesquisadores tiveram que equilibrar essas limitações conflitantes. Eles projetaram uma envergadura que era pequena o suficiente para reduzir os riscos e tornar o teste mais barato e fácil, sendo grande o suficiente para usar componentes de controle remoto padrão.

Os pesquisadores realizaram dez voos em uma aeronave com envergadura de 5 metros, pesando menos de 2,5 kg. Eles foram capazes de voar por até 9 segundos a uma distância de 45 metros a uma velocidade de 5 metros por segundo. A nave precisou de cerca de 20 segundos para aumentar sua potência e foi então lançada usando um sistema mecânico de elástico.

Embora esse tempo de voo e distância possam não parecer muito, os pesquisadores apontam que eles são realmente semelhantes aos do primeiro vôo dos inventores de aviões, os irmãos Wright, em 1903. Fazendo mais avanços em materiais e eletrônica de potência, e otimizar a fuselagem, poderia permitir que a nave voasse mais rápido e por mais tempo. Também pode ser possível usar painéis solares para gerar a eletricidade necessária para alimentar o íon.

Uma das grandes vantagens de uma nave movida a íons são seus níveis de ruído próximos a zero. Portanto, é provável que a tecnologia encontre sua primeira aplicação em drones silenciosos. A falta de partes móveis deve tornar relativamente fácil reduzir o sistema para embarcações menores e torná-lo mais fácil de aumentar. Mas naves maiores também precisarão de um maior aumento de potência. Para construir um avião movido a íons, você precisaria aumentar a quantidade de energia em relação ao tamanho da nave 300 vezes.

Mas veja o quão longe nós avançamos desde o primeiro vôo dos irmãos Wright. O céu pode ser o limite com esta nova tecnologia.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.