Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

Será que as espaçonaves do futuro caberão nos nossos bolsos? - Dhonam Pemba

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Wanderley Jesus

Quando você imagina uma espaçonave, provavelmente pensa em algo assim,

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

or this, or maybe this.

ou assim,

ou talvez assim.

What do they all have in common?

O que todas têm em comum?

Entre outras coisas, são enormes,

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

pois têm de transportar pessoas, combustível

and all sorts of supplies, scientific instruments,

e todo o tipo de suprimentos, instrumentos científicos

and, in rare cases, planet-killing lasers.

e, em casos raros, lêiseres potentes que podem destruir o planeta.

Mas a próxima geração de naves espaciais

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

pode ter tamanho muito, muito menor.

Poderão ser tão pequenas a ponto de caberem no bolso.

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

Imagine enviar um enxame destas microespaçonaves

para o interior da galáxia.

They could explore distant stars and planets

Poderiam explorar estrelas e planetas distantes,

by carrying sophisticated electronic sensors

levando sensores eletrônicos sofisticados

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

que mediriam tudo, da temperatura aos raios cósmicos.

Poderíamos dispor de milhares delas

You could deploy thousands of them

for the cost of a single space shuttle mission,

pelo custo de uma única missão de um ônibus espacial,

exponentially increasing the amount of data

aumentando exponencialmente a quantidade de dados

we could collect about the universe.

que poderiam ser coletados sobre o universo.

Individualmente, seriam adaptáveis,

And they're individually expendable,

meaning that we could send them into environments

isto é, poderíamos enviá-las a ambientes que são muito perigosos

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

para um foguete ou sonda de bilhões de dólares.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

Várias centenas de pequenas espaçonaves já estão em órbita da Terra,

taking pictures of outer space,

tirando fotos do espaço sideral e recolhendo dados,

and collecting data on things,

por exemplo, sobre o comportamento das bactérias na atmosfera terrestre

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

e sobre sinais magnéticos que poderiam prever terremotos.

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

Imagine o quanto poderíamos aprender a mais

se pudessem navegar além da órbita da Terra.

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

É exatamente isso que organizações como a NASA pretendem fazer:

send microspacecraft to scout habitable planets

enviar microespaçonaves para monitorar planetas habitáveis

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

e descrever fenômenos astronômicos que não podemos estudar daqui da Terra.

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

Mas algo tão pequeno não pode carregar

um motor grande ou toneladas de combustível.

so how would such a vessel propel itself?

Então, como tal nave poderia se lançar?

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

Para uma microespaçonave, precisa-se de micropropulsão.

On really small scales,

Em escala muito pequena,

some of the familiar rules of physics don't apply,

algumas das conhecidas leis da física não são válidas.

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

Em particular a mecânica newtoniana do dia a dia deixa de funcionar

and forces that are normally negligible become powerful.

e forças que normalmente são desprezíveis tornam-se poderosas.

Those forces include surface tension and capillary action,

Estas forças incluem a tensão superficial e a ação capilar,

the phenomena that govern other small things.

os fenômenos que regem as coisas pequenas.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

Os sistemas de micropropulsão podem otimizar essas forças

para prover energia à espaçonave.

One example of how this might work

Um exemplo de como isto poderia funcionar

is called microfluidic electrospray propulsion.

é chamado de propulsão a eletrojato microfluídico.

É um tipo de propulsor iônico,

It's a type of ion thruster,

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

que expele partículas carregadas e gera momento linear.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

Um modelo que está sendo desenvolvido pelo laboratório de propulsão da NASA

is only a couple centimeters on each side.

mede apenas alguns centímetros de cada lado.

Here's how it works.

Eis como funciona.

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

Aquela placa metálica, do tamanho de um selo,

contém uma centena de agulhas bem finas

e é recoberta com um metal de baixo ponto de fusão, como o índio.

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

A metal grid sits above the needles,

Há uma grade metálica acima das agulhas

and an electric field is set up between the grid and the plate.

e cria-se um campo elétrico entre a grade e a placa.

When the plate is heated, the indium melts

Quando a placa é aquecida, o índio se funde

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

e a ação capilar faz o metal líquido subir pelas agulhas.

The electric field tugs the molten metal upwards,

O campo elétrico atrai o metal fundido para cima,

while surface tension pulls it back,

enquanto a tensão superficial empurra-o para baixo

causing the indium to deform into a cone.

e deforma o índio, sob a forma de um cone.

O pequeno raio das pontas das agulhas

The small radius of the tips of the needles

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

permite que o campo elétrico supere a tensão superficial

e, quanto isso acontece,

and when that happens,

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

os íons positivos são lançados com velocidades de dezenas de km/s.

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

Esse jato de íons impulsiona a aeronave na direção oposta,

thanks to Newton's third law.

de acordo com a terceira lei de Newton.

And while each ion is an extremely small particle,

Embora cada íon seja uma partícula extremamente pequena,

the combined force of so many of them pushing away from the craft

a resultante das forças que todos eles exercem sobre a nave

is enough to generate significant acceleration.

é suficiente para gerar uma aceleração significativa.

E diferentemente dos gases de exaustão dos motores de foguetes,

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

este jato é bem menor

e muito mais eficiente no uso do combustível,

which makes it better suited for long deep-space missions.

sendo mais adequado para missões prolongadas no espaço profundo.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

Estes sistemas micropropulsores ainda não foram testados plenamente,

but some scientists think that they will provide enough thrust

mas alguns cientistas pensam

que eles fornecerão propulsão suficiente

to break small craft out of Earth's orbit.

para levar pequenas naves para fora da órbita da Terra.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

Na verdade, eles preveem que milhares de microespaçonaves

will be launched in the next ten years

serão lançadas nos próximos dez anos

to gather data that today we can only dream about.

para coletar os dados com os quais, atualmente, só podemos sonhar.

And that is micro-rocket science.

E isto é ciência de microdesafios.