Viajar da Terra a Marte poderá passar a fazer-se em semanas, em lugar de meses como acontece atualmente. A tese de Carlos Xisto, defendida em provas de Doutoramento na Universidade da Beira Interior (UBI) que tiveram lugar a 21 de fevereiro, intitula-se “Métodos numéricos para a dinâmica de gases e escoamentos magnetohidrodinâmico a números de Mach arbitrários. Aplicações em tubeiras magnetoplasmadinâmicas”. O trabalho conclui que o sistema de propulsão eléctrica é “bastante atraente para missões espaciais de longo curso”, segundo o autor. 

“Nos sistemas clássicos de propulsão química a fonte de energia está dependente de um processo exotérmico de combustão. Por seu lado, nos sistemas de propulsão elétrica a fonte de energia é externa ao fluído de trabalho. Esta característica permite uma redução significativa do consumo de propelente”, ainda segundo Carlos Xisto, que acrescenta: “Além disso, os sistemas elétricos possuem a particularidade de desenvolverem velocidades de escape de valor bastante elevado. Estes sistemas são também caracterizados por produzirem um impulso específico dez vezes superior ao que nos é dado pelos tradicionais foguetes, o que significa que conseguem produzir uma força de propulsão elevada para uma pequena quantidade de propelente”.

O método desenvolvido tem como finalidade ser introduzido como ferramenta de projeto, no desenvolvimento de tubeiras magnetoplasmadinâmicas. O trabalho foi desenvolvido no laboratório de multifísica ClusterDEM, parte integrante do centro de investigação C-MAST do Departamento de Engenharia Eletromecânica, com a orientação dos professores da UBI José Páscoa e Paulo de Oliveira. O trabalho contou também com a colaboração da agência espacial europeia, pela parte de Davide Nicolini, gestor de projeto do sistema de lançamento operacional Vega.

Método aceite pela comunidade científica

A metodologia de projeto desenvolvida na UBI permite “a análise numérica do escoamento de plasma que se desenvolve nestes sistemas de propulsão eléctrica”, explica Carlos Xisto. O autor da tese refere ainda que esta análise permite estudar o efeito de vários parâmetros no desempenho da tubeira, parâmetros estes “muito difíceis de analisar experimentalmente”. O método tem tido uma excelente aceitação por parte da comunidade científica, contando já com várias publicações em revistas de referência mundial e conferências da especialidade.

O júri das provas de doutoramento foi constituído por Mário Freire, presidente da Faculdade de Engenharia da UBI, Fernando Pinho, professor catedrático da Universidade do Porto, Vítor Costa, professor associado da Universidade de Aveiro, João Sousa, professor associado do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, Anna Guerman, professora associada da UBI, e José Carlos Marques, professor auxiliar da UBI.