Publicado em 23 Nov 2021

A segurança para o uso de explosivos nos veículos lançadores espaciais

Redação

Os voos experimentais de balão mostraram que a atmosfera da Terra se afina rapidamente em grandes altitudes e, portanto, mesmo antes que o voo motorizado se tornasse uma realidade, os engenheiros sabiam que os dispositivos que criam uma força para a frente ou para cima empurrando contra um meio circundante como o ar - como asas e hélices - seria inútil no espaço. Outro problema era que os motores de combustão - máquinas como os motores a vapor ou a gasolina que geram energia queimando combustível no oxigênio da atmosfera da Terra - também falhariam em um espaço sem ar. Felizmente, um dispositivo que resolvia o problema de geração de força sem um meio circundante já havia sido inventado - o foguete. Inicialmente usados como armas de guerra ou em fogos de artifício, os foguetes geram uma força em uma direção, chamada de empuxo, pelo princípio de ação e reação: gases de escape liberados por produtos químicos explosivos são empurrados para fora da parte traseira do foguete em alta velocidade, e como como resultado, o foguete é empurrado na outra direção, independentemente de qualquer meio circundante. A chave para usar foguetes no espaço é transportar uma substância química chamada oxidante, que pode desempenhar o mesmo papel que o oxigênio no ar da Terra e permitir que o combustível entre em combustão. A primeira pessoa a estudar seriamente o potencial do foguete para viagens espaciais, o professor e cientista amador russo Konstantin Tsiolkovsky, publicou suas conclusões pela primeira vez em 1903. Ele identificou corretamente o lançamento como um dos maiores desafios - o momento em que o foguete deve carregar todos os precisa de combustível e oxidante para chegar ao espaço - pois seu peso está no máximo e uma grande quantidade de empuxo é necessária apenas para colocá-lo em movimento. À medida que o foguete avança, ele perde massa através de seu escapamento, então seu peso é reduzido e a mesma quantidade de empuxo terá um efeito maior em termos de acelerar o resto do foguete. Tsiolkovsky veio com vários projetos de foguetes e concluiu que a configuração mais eficiente era um veículo lançado verticalmente com vários estágios - cada um deles um foguete independente que poderia carregar os estágios acima dele por uma certa distância antes de esgotar seu combustível, se desprendendo e caindo longe. Esse princípio, ainda usado hoje, reduz a quantidade de peso morto que precisa ser carregada até o espaço. Tsiolkovsky concebeu uma equação complexa que revelou a força de empuxo necessária para qualquer manobra de foguete, e o impulso específico - quanto empuxo é gerado por unidade de combustível - necessário para um foguete alcançar o espaço. Ele percebeu que os propelentes de foguetes explosivos de sua época eram muito ineficientes para alimentar um foguete espacial e argumentou que os combustíveis líquidos e oxidantes, como hidrogênio líquido e oxigênio líquido, seriam necessários para alcançar a órbita e além. Embora ele não tenha vivido para ver seu trabalho reconhecido, os princípios de Tsiolkovsky ainda sustentam os foguetes modernos. Deve-se entender os requisitos para o uso de explosivos em espaçonaves e outros produtos espaciais, incluindo veículos lançadores.

Da Redação – 

Um iniciador é o primeiro elemento explosivo em um trem explosivo que, a partir do recebimento do impulso apropriado mecânico, ótico ou elétrico, produz uma ação de deflagração ou de detonação. O iniciador é dividido em três categorias: ignitor, um primeiro elemento cuja saída são gases quentes e partículas quentes (os ignitores podem ser iniciadores para propelente sólido ou líquido); o deflagrador, um primeiro elemento cuja saída é principalmente gás e calor (deflagradores podem ser iniciadores para geradores de gás e ignitores ou podem ser cartuchos para os dispositivos atuados); e o detonador, um primeiro elemento cuja saída é uma detonação de alta ordem (detonadores são utilizados geralmente para efetuar transmissão de detonação nos trens explosivos).

A ação de deflagração ou de detonação é transmitida aos elementos seguintes no trem e os iniciadores podem ser atuados eletricamente (EED), oticamente ou mecanicamente. As demandas impostas a um foguete e sua carga útil durante o lançamento são severas. Os lançadores de foguetes geram vibrações e ruídos extremos.

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