Uma dúvida aparece sempre que falamos de viagens espaciais: se não existe ar no espaço, contra o que o foguete empurra para avançar? A resposta está dentro do próprio veículo.
O foguete não empurra o espaço. Ele lança massa em alta velocidade para trás e, como reação, recebe impulso para a frente.
Ação e reação
A terceira lei de Newton afirma que forças surgem em pares: quando um objeto exerce força sobre outro, recebe uma força de mesma intensidade e direção oposta. Dentro do motor, gases quentes são acelerados e expelidos pelo bocal. O motor empurra esses gases para trás; os gases empurram o foguete para a frente.
Nada nessa relação exige uma atmosfera externa. O que importa é a troca de momento entre o foguete e a massa que ele carrega e ejeta. Por isso, motores-foguete conseguem produzir empuxo tanto no nível do mar quanto no vácuo.
O combustível viaja junto
Motores de automóveis usam o oxigênio presente no ar para queimar combustível. Um foguete destinado ao espaço precisa levar combustível e oxidante. Juntos, eles formam o propelente que alimenta a combustão e produz o fluxo de gases.
Em motores líquidos, combustível e oxidante ficam normalmente em tanques separados e são enviados à câmara de combustão. Em motores sólidos, os componentes já estão combinados em um material que queima de maneira controlada.
O bocal transforma energia em velocidade
O formato do bocal na saída do motor não é decorativo. Ele permite que os gases se expandam e acelera o fluxo para velocidades enormes. Quanto maior a quantidade de massa expelida por segundo e quanto maior sua velocidade, maior tende a ser o empuxo produzido.
O desenho ideal muda conforme a pressão externa. No vácuo, bocais maiores conseguem aproveitar melhor a expansão dos gases — razão pela qual motores de estágios superiores costumam ter saídas bem mais largas.
E depois que o motor desliga?
No espaço, um veículo não precisa manter o motor ligado para continuar se movendo. Sem a forte resistência do ar, ele conserva sua velocidade e direção até que outra força altere sua trajetória. Os motores são acionados para acelerar, desacelerar ou mudar a órbita.
- Empuxo acelera o veículo; não é necessário para manter o movimento.
- Pequenos propulsores controlam orientação e correções de trajetória.
- Para frear, a nave pode apontar o motor na direção do movimento e acioná-lo.
FONTES CONSULTADAS