O primeiro avião a voar a vento iónico, sem hélices ou turbinas
Em vez de um motor com partes móveis, uma pequena aeronave voou com um sistema alternativo de propulsão sólido, silencioso, mecanicamente mais simples e que não liberta emissões de combustão. O voo com impulso de vento iónico era um conceito teórico e tornou-se realidade.
Foram “apenas” 60 metros de um voo a baixa altitude que durou cerca de dez segundos, mas o suficiente para ser considerado a primeira prova de conceito de uma aeronave a voar com um motor sólido (sem partes móveis) com a força do vento iónico. O fabrico de um pequeno avião capaz de funcionar através de dispositivos electrodinâmicos, sem recurso a combustíveis fósseis, era teoricamente uma alternativa para a propulsão de aeronaves. No entanto, nunca os cientistas tinham conseguido fazer um avião destes voar. A história do sucesso do primeiro voo a vento iónico está na edição desta quinta-feira (amanhã) da revista Nature.
Alguém se lembra das silenciosas naves da série O Caminho das Estrelas (Star Trek, na versão original) que transportavam heróis e deixavam um rasto de um brilho azul? Pois bem, esse era o sonho de Steven Barrett, investigador do Instituto de Tecnologia do Massachusetts (MIT), nos EUA. E ainda é. O avião com cerca de cinco metros de envergadura de asas e que pesa 2,45 quilogramas que o cientista desenvolveu com a sua equipa ainda não nos levou da ficção científica para o plano da realidade. Ninguém construiu uma nave capaz de transportar pessoas apenas com dispositivos electrodinâmicos. E Steven Barrett é o primeiro a travar o entusiasmo.
“Fizemos voar o primeiro avião com sistema de propulsão sólido [com um motor sem partes móveis como turbinas ou hélices]. É muito limitado, pois apenas pode voar sozinho sem carga, mas prova que isso pode ser feito. Há muito trabalho a ser feito para o ampliar, tornar mais eficiente e robusto o suficiente para voar no exterior”, refere ao PÚBLICO numa resposta por email.
Apesar das reservas, o que Steven Barrett e a sua equipa conseguiram é um feito único que não pode ser menosprezado. Apresentaram a primeira aeronave a voar usando o vento iónico como propulsão, um modo de voo silencioso, que não envolve partes móveis no motor e que usa os campos eléctricos existentes na atmosfera para o impulso necessário para colocar no ar algo mais pesado do que o ar. No fundo, usa-se o ar para colocar um avião no ar.
Mas o que é isso de vento iónico? “Quando moléculas carregadas no ar são submetidas a um campo eléctrico, elas são aceleradas. E quando essas moléculas carregadas colidem com moléculas neutras, elas transferem parte do seu impulso, levando a um movimento do ar que é conhecido como vento iónico”, explica Franck Plouraboué, investigador no Instituto de Mecânica dos Fluidos da Universidade de Toulouse (França), que assina um comentário ao artigo publicado na Nature.
Agora só falta transportar este conceito para a aeronave concebida pelos investigadores. Steven Barrett dá uma ajuda ao PÚBLICO neste exercício: “Há um conjunto de cabos finos perto da frente do avião que está a 20.000 volts positivos. Isso é alto o suficiente para que os electrões sejam removidos das moléculas, deixando para trás iões carregados positivamente na atmosfera. Estes são atraídos por um campo eléctrico para um local mais afastado, que está carregado negativamente a 20.000 volts. À medida que os iões se movem da frente para trás, colidem com as moléculas de ar que transferem o impulso para eles. É assim que o vento iónico é gerado.”
A prova de conceito está feita. A equipa de cientistas mostrou que uma pequena aeronave consegue aguentar um voo estável usando a propulsão de vento iónico. Os dez voos de testes com sucesso que reclamam no artigo foram realizados num espaço coberto, num ginásio emprestado, e após muitas tentativas falhadas. Mas, no final, o modelo voou durante uns longos dez segundos. O bastante para provar que é possível.
Nos vídeos disponibilizados com o artigo da Nature não é possível detectar o complexo circuito feito do tal conjunto de fios finos, dispositivos emissores e colectores. Nem vemos o tal rasto de brilho azul prometido na saga O Caminho das Estrelas. Em vez disso, temos um grupo de pessoas com os telemóveis em modo de gravação vídeo apontados para a pequena e frágil aeronave que voa os tais 60 metros em dez segundos dentro do ginásio. Mas, apesar do cenário informal, o momento é importante.
“Este pode ser um pedaço de uma revolução mais abrangente que passará pela electrificação de qualquer meio de transporte”, prometeu David Perreault, outro dos autores do artigo que também é investigador no MIT, durante a conferência de imprensa promovida pela Nature. A conversa com os jornalistas trouxe as dúvidas mais óbvias e também algumas questões mais rebuscadas.
O que aconteceria a um avião destes numa tempestade com relâmpagos? E debaixo de chuva intensa? E se os ventos soprarem com muita força? Os autores foram tentando adivinhar o comportamento da aeronave no exterior e, no meio de tantas possíveis ocorrências desastrosas, sublinharam sobretudo que é preciso desenvolver agora este modelo e optimizá-lo. Steven Barrett referiu que o futuro desta experiência terá duas possíveis direcções, sem contar com o facto de levarem estes voos para o exterior. Por um lado, tornar este avião mais rápido, mais eficiente e maior. “Pode existir um limite, mas ainda não sabemos qual é.”
A outra direcção parece a inversa, mas não é. Passa por explorar o potencial desta forma de voo em pequenos veículos, encolhendo a escala desta aeronave. Na primeira hipótese, crescer, caberia o “sonho” de transporte de pessoas. Questionados pelos jornalistas, os investigadores não excluíram essa hipótese, mas atiraram-na para “daqui a algumas décadas”. Quando aos pequenos veículos, a conversa aterrou rapidamente nos drones. “Actualmente, os drones são irritantemente barulhentos. Usar esta tecnologia para drones que vigiam o trânsito ou outras tarefas poderá ser uma óptima solução”, exemplificou Steven Barrett.
Na resposta ao PÚBLICO, o cientista define os seus planos de forma mais detalhada: “No curto prazo, quero concentrar-me em drones de tamanho médio, que podem ter envergaduras de cinco a 20 metros. É aí que agora temos provas de que funcionará. Além disso, serão feitos esforços para miniaturizar e aumentar ainda mais.” Durante a conferência de imprensa, também se falou na possibilidade de fazer com que estes veículos se desloquem na vertical ou cheguem a altas altitudes e aproveitem a energia solar como forma de energia.
David Perreault explicou ainda as semelhanças e as diferenças entre o sistema usado no ginásio e o sistema que as naves espaciais já usam há algum tempo, funcionando com a propulsão do vento iónico quando saem da nossa atmosfera. Por fim, os jornalistas também quiseram saber se a pioneira aeronave tinha um nome (um pormenor apelativo para qualquer história). A resposta desiludiu: “Os modelos que fomos fazendo chamavam-se Versão 0, Versão 1 e Versão 2. A Versão 2 foi a primeira a aguentar um nível estável de voo.”
