Portugal vai assinalar simbolicamente os 50 anos da missão Apollo 11, que colocou o primeiro Homem na Lua, com a inauguração em julho, em Loures, de um equipamento que simula a reentrada de naves espaciais na atmosfera terrestre.
O equipamento, um tubo de 16 metros de comprimento instalado no Laboratório de Plasmas Hipersónicos do Instituto Superior Técnico (IST), será inaugurado em 24 de julho e estará a funcionar em pleno em setembro ou outubro, disse à Lusa o investigador Mário Lino da Silva, coordenador científico do projeto. Em 24 de julho perfazem 50 anos sobre a reentrada na atmosfera terrestre da nave que levou a tripulação da Apollo 11 à Lua.
O tubo de choque, onde se gera uma onda de choque com energia equiparável à das estrelas cadentes, servirá as campanhas experimentais das missões da Agência Espacial Europeia (ESA), que financiou a infraestrutura, ao reproduzir as condições de reentrada de uma nave na atmosfera terrestre ou a sua entrada na atmosfera de outros planetas do Sistema Solar, com exceção de Júpiter.
As experiências que serão feitas servirão de balão de ensaio para a ESA otimizar o funcionamento dos veículos espaciais em futuras missões, com escudos térmicos mais eficientes, para evitar que ardam quando entram ou reentram na atmosfera planetária.
No tubo de choque, feito em aço ultrarresistente e com um diâmetro equivalente a uma mão, gera-se uma onda de choque a partir da combustão de uma mistura de gases a uma pressão extremamente elevada, tendo como fonte de ignição impulsos laser.
Numa câmara de alta pressão, a combustão de oxigénio, hidrogénio e hélio é feita a uma temperatura de 2.500 graus Celsius e a uma pressão de 600 atmosferas. A mistura explosiva inicia uma onda de choque quando se rompe a membrana que separa a câmara de alta pressão da câmara de baixa pressão.
A onda de choque percorre o tubo a uma velocidade superior a 10 quilómetros por segundo (mais de 30 vezes a velocidade do som) e, a jusante, o gás aquecido, que atinge uma temperatura acima dos 10.000 graus Celsius (quase o dobro da temperatura à superfície do Sol), leva à formação de plasma de reentrada atmosférica (plasma hipersónico), que emite uma grande luminosidade.
A nave da Apollo 11 reentrou, em 24 de julho de 1969, na atmosfera terrestre a uma velocidade de 12 quilómetros por segundo. Uma nave entra na atmosfera de Marte entre cinco a seis quilómetros por segundo, enquanto na de Saturno, Neptuno e Urano, que são gigantes gasosos, a 20 quilómetros por segundo, precisou Mário Lino da Silva, acrescentando que todas estas velocidades podem ser reproduzidas no tubo de choque.
Júpiter é o único planeta do Sistema Solar, o maior, cuja entrada na atmosfera não é possível de simular no equipamento, porque exige uma velocidade acima das potencialidades do tubo, na ordem dos 47 quilómetros por segundo, adiantou o investigador do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, ao qual pertence o Laboratório de Plasmas Hipersónicos, assinalando que tal velocidade apenas é testada nos Estados Unidos, num tubo de choque da agência espacial norte-americana NASA, mas onde os resultados são obtidos com “mais impurezas”.
O tubo de choque do IST, único na Europa, está numa espécie de ‘bunker’, num edifício semienterrado feito com “betão reforçado para resistir a explosões”. O edifício, construído de raiz, funciona desde 2015 no Campus Tecnológico e Nuclear do IST, em Bobadela, Loures, distrito de Lisboa.
Durante dois anos foram realizados testes num protótipo, um tubo de seis metros de comprimento, e desenvolvida “uma tecnologia inovadora a nível mundial de ignição por laser”, que permitiu à equipa do IST quebrar em 2017 “um recorde de pressão”, ao atingir numa experiência uma pressão de 610 atmosferas.
O tubo de choque foi financiado pela ESA, em três milhões de euros, e a construção do Laboratório de Plasmas Hipersónicos pelo IST, em 200 mil euros. Portugal é Estado-Membro da Agência Espacial Europeia desde 2000.
