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Motor Iônico X-3

20.10.2017

Especialistas da NASA testaram o motor de íons X-3 desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Michigan (EUA), que estabeleceu novos recordes de potência, empuxo e corrente.

O princípio de funcionamento do motor X-3 é baseado no efeito Hall, que ocorre quando um campo magnético atua sobre partículas carregadas em movimento - por exemplo, íons de gás. Nesse caso, os íons se desviam de sua trajetória, o que causa uma corrente perpendicular à direção principal. Isso cria impulso adicional e possibilita alcançar uma alta taxa de fluxo de xenônio, que é usado como gás ionizado.

O propulsor de íons, com um metro de diâmetro, pesa 227 quilos e está equipado com três canais de saída de plasma, o que permite reduzir seu tamanho em relação aos propulsores de canal único. O X-3 é alimentado pelo sistema de propulsão elétrica XR-100 desenvolvido pela empresa americana Aerojet Rocketdyne. Durante o processo na câmara de vácuo, o motor mostrou uma potência de mais de 100 quilowatts e um impulso de 5,4 newtons.

Para comparação, outras amostras de propulsores de íons de efeito Hall desenvolveram uma potência não superior a cinco quilowatts. A principal vantagem desses motores é um alto impulso específico - cerca de 40 quilômetros por segundo. Foguetes convencionais de combustível líquido desenvolvem apenas 5 quilômetros por segundo. Como resultado, menos combustível é gasto, mas o empuxo é baixo, de modo que os motores de íons ainda não conseguiram superar a gravidade da Terra.

Especialistas da NASA pretendem continuar testando o motor de íons X-3 no próximo ano. Durante a próxima etapa de testes, os cientistas vão testar a resistência do motor, fazendo-o funcionar em potência máxima por 100 horas. Especialmente para este experimento, será construído um sistema especial de blindagem magnética, que protegerá as paredes do motor de íons do plasma quente.

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Interação entre ímãs quânticos programados 06.12.2021

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Os cientistas usaram um gás de átomos que havia sido resfriado a uma temperatura próxima ao zero absoluto. Usando um laser, os átomos foram aquecidos e os elétrons separados a distâncias macroscópicas do núcleo atômico. Esses "gigantes atômicos", conhecidos como átomos de Rydberg, interagem uns com os outros a distâncias de quase um milímetro.

A pesquisa consistia em controlar a dinâmica de ímãs quânticos usando métodos do campo da ressonância magnética nuclear. Em seus experimentos, os pesquisadores usaram pulsos de microondas periódicos especialmente projetados para alterar os spins dos átomos, a fim de controlar a interação entre eles.

Os pulsos de microondas respondem aos átomos de Rydberg em bilionésimos de segundo. Ao mesmo tempo, os átomos são hipersensíveis a quaisquer influências externas, por mais microscópicas que sejam. Em seus experimentos, os cientistas conseguiram preservar a magnetização macroscópica.

As forças entre partículas, átomos, moléculas ou mesmo objetos macroscópicos, como ímãs, são determinadas pelas interações da natureza. Por exemplo, dois ímãs de barra muito próximos se reorganizam sob a influência de forças magnéticas.

Esses estudos são importantes para uma melhor compreensão dos processos subjacentes em sistemas quânticos complexos.

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