O Que Propulsiona Foguetes?

Usamos foguetes para nos levar às fronteiras da exploração humana e para colocar em órbita a tecnologia que conecta pessoas distantes e nos permite criar e implementar algumas de nossas tecnologias mais complexas. No entanto, de todos os motores usados para mover-nos e a nossos sistemas, o motor de foguete é provavelmente o mais simples.

Combustão

Quando o combustível queima, ele se combina com oxigênio para formar gases mais leves e calor. Isso é chamado de combustão. Os gases se expandem rapidamente pois são muito menos densos que o combustível. Quando a pólvora em um rojão queima, os gases em expansão não têm para onde ir, então o aumento repentino de pressão destrói a carcaça do rojão. O selo fraco entre a carcaça e o projétil em um cartucho de munição permite que os gases em expansão forcem o projétil para fora do cano da arma. Também força a arma para longe do local da combustão, o que causa o recuo quando uma arma é disparada. Motores de combustão queimam combustíveis para criar movimento, mas onde motores a gás usam essa combustão para mover máquinas complexas, foguetes usam sua potência diretamente. Em um motor de foguete, assim como em uma bala, a força criada pela combustão de combustíveis é focada em uma direção; ela é focada na abertura do cano em uma arma e na abertura na base do foguete em um motor de foguete. Em vez de usar a combustão para forçar um projétil para longe dos gases em expansão, um motor de foguete usa essa força para se impulsionar para longe dos gases em expansão, assim como o recuo de um rifle.

Oxidante

O propelente de foguete é uma combinação de combustível e oxidante. O combustível precisa de oxigênio para queimar. Qualquer oxigênio presente no ar dentro de um motor de foguete é rapidamente consumido durante a combustão. Motores de foguete usam oxidantes, substâncias que liberam oxigênio enquanto o combustível queima, para fornecer uma fonte constante de oxigênio. Os dois principais tipos de combustível usados em propelentes de foguete são sólido e líquido.

Propelente Sólido

Propelentes sólidos são leves e estáveis à temperatura ambiente. São projetados com um núcleo oco que permite que os gases em expansão escapem enquanto o combustível queima. O oxidante é incorporado na mistura do propelente. Combustíveis sólidos não podem ser parados uma vez acesos. Esses motores queimam até que seu combustível se esgote. Os dois foguetes de propulsão sólida nas laterais do tanque externo do ônibus espacial fornecem a principal fonte de impulso durante o lançamento. Devido à sua estabilidade e simplicidade, propelentes sólidos também são usados em foguetes de modelo comerciais.

Propelente Líquido

Em um foguete que usa propelentes líquidos, o combustível e o oxidante são armazenados em tanques separados. Os dois líquidos são permitidos misturar, frequentemente sendo pulverizados juntos na câmara de combustão, e se incendeiam no contato ou são ignicionados por uma fonte externa de ignição, dependendo do tipo de propelente. Esses combustíveis são menos estáveis que os sólidos — oxigênio líquido, um oxidante comum, deve ser mantido a temperatura muito baixa para permanecer líquido. A combustão de propelente líquido pode, no entanto, ser ajustada ou até interrompida antes que o combustível se esgote. O grande tanque externo ao qual o ônibus espacial é acoplado durante o lançamento carrega o propelente líquido que o ônibus usa durante a decolagem.