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Tecnologia permite que objetos espaciais sejam manipulados sem tocá-los fisicamente

O espaço sideral já se tornou um verdadeiro lixão. De acordo com a NASA, existem mais de 27.000 pedaços de detritos espaciais maiores do que o tamanho de uma bola de softball orbitando a Terra atualmente, e eles estão viajando a velocidades de até 17.500 mph, rápido o suficiente para um pequeno pedaço danificar um satélite ou nave espacial como um bala de canhão intergaláctica.

Consequentemente, limpar esse lixo será uma tarefa importante se as agências espaciais quiserem colocar mais foguetes e satélites em órbita. O professor de engenharia mecânica da Universidade de Utah, Jake J. Abbott, está liderando uma equipe de pesquisadores que descobriu um método para manipular detritos em órbita com ímãs giratórios. Com essa tecnologia, os robôs poderiam um dia manobrar suavemente a sucata para uma órbita decadente ou mais longe no espaço sem realmente tocá-la, ou eles poderiam consertar objetos com defeito para estender sua vida útil.

A pesquisa é detalhada no artigo, “Manipulação magnética de objetos não magnéticos condutores”, publicado este mês na revista científica Nature. Os co-autores incluem os alunos de graduação da U Lan Pham, Griffin Tabor e Ashkan Pourkand, o ex-aluno de graduação Jacob LB Aman e o professor associado da U School of Computing Tucker Hermans.

O conceito envolve mover objetos metálicos não magnetizados no espaço com ímãs giratórios. Quando os detritos metálicos são submetidos a um campo magnético variável, os elétrons circulam dentro do metal em loops circulares, “como quando você agita sua xícara de café e ele gira”, diz Abbott.

O processo transforma o fragmento em um eletroímã que cria torque e força, permitindo a manipulação de detritos sem o toque físico.

Embora a ideia de usar esses tipos de correntes magnéticas para manipular objetos no espaço não seja nova, o que Abbott e sua equipe descobriram é que usar várias fontes de campo magnético de forma coordenada permite que os objetos se movam em seis graus de movimento, incluindo movimentos giratórios. Antes, só se sabia como movê-los em um grau de movimento,”empurrando-os”.

“O que queríamos fazer era manipular o objeto, não apenas empurrá-lo, mas realmente manipulá-lo como você faz na Terra”, diz ele. “Essa forma de manipulação hábil nunca foi feita antes.”

Com esse novo conhecimento, os cientistas poderiam impedir que um satélite danificado girasse descontroladamente para repará-lo, algo que antes não teria sido possível.

“Você tem que pegar esse objeto louco flutuando no espaço e colocá-lo em uma posição onde possa ser manipulado por um braço de robô “, diz Abbott. “Mas se estiver girando fora de controle, você pode quebrar o braço do robô fazendo isso, o que apenas criaria mais detritos.”

Este método também permite que os cientistas manipulem objetos que são especialmente frágeis. Embora um braço de robô possa danificar um objeto porque sua garra aplica força a uma parte dele, esses ímãs aplicariam uma força mais suave a todo o objeto, de forma que nenhuma seção seja danificada.

Para testar sua tese, a equipe usou uma série de ímãs para mover uma bola de cobre em uma balsa de plástico em um tanque de água (a melhor maneira de simular objetos em movimento lento na microgravidade). Os ímãs moviam a esfera não apenas em um quadrado, mas também em movimentos circulares.

Abbott diz que este processo recém-descoberto pode ser usado com um ímã giratório em um braço robótico, um ímã estacionário que cria campos magnéticos giratórios ou um eletroímã supercondutor giratório como os usados ​​em scanners de ressonância magnética.

Abbott acredita que este princípio de manipulação de objetos metálicos não magnéticos com ímãs também pode ter aplicações além da limpeza de detritos espaciais.

“Estou começando a abrir minha mente para as aplicações potenciais que existem”, diz ele. “Temos uma nova maneira de aplicar uma força a um objeto para um alinhamento preciso sem tocá-lo.”

Mas, por enquanto, essa ideia pode ser aplicada imediatamente para ajudar a resolver o problema do lixo espacial que orbita a Terra.

“A NASA está rastreando milhares de detritos espaciais da mesma forma que os controladores de tráfego aéreo rastreiam aeronaves. Você tem que saber onde eles estão porque você pode acidentalmente colidir com eles”, disse Abbott. “O governo dos Estados Unidos e os governos do mundo sabem desse problema porque há mais e mais dessas coisas se acumulando a cada dia que passa.”