Nos últimos anos, as tecnologias de Inteligência Artificial e impressão 3D foram aprimoradas de modo acelerado e hoje já as temos como auxiliares em diversas indústrias, incluindo a engenharia aeroespacial. Um marco significativo nessa jornada foi o trabalho realizado por pesquisadores da Universidade de Sheffield em colaboração com a startup LEAP71. Eles conseguiram desenvolver o primeiro motor de foguete projetado inteiramente por IA e impresso em 3D.

Será que estamos diante do começo de uma nova era, com o espaço mais acessível? Neste artigo do Engenharia 360, vamos mergulhar nessa história e descobrir o que ela nos revela sobre o futuro da exploração espacial. Confira!

A evolução dos motores de foguete

A engenharia de foguetes é um campo da engenharia que exige constante inovação! Desde que foram realizados os primeiros lançamentos espaciais até as complexas missões atuais, há cada vez mais necessidade de motores eficientes. Sobretudo agora, com o aumento do interesse - e investimentos - em missões comerciais, as empresas vêm buscando soluções que possam acelerar o desenvolvimento desses dispositivos - no menor custo possível, claro.

Acontece que esse processo pode ser longo e bastante complexo - e sabemos bem que tempo é dinheiro. Os métodos tradicionais necessitam bem mais da experiência humana para serem conduzidos, o que limita a velocidade e até a precisão do desenvolvimento. É aí que entram as novas tecnologias, mudando completamente o cenário, facilitando e barateando o processo.

A inovação da LEAP71 e da Universidade de Sheffield

O primeiro motor projetado cem por cento em IA é uma grande conquista científica e representa uma abordagem totalmente inovadora. O modelo foi desenvolvido dentro de um sistema computacional avançado, chamado Noyron, e impresso em cobre (CuCrZr) só duas semanas depois da parceria entre LEAP71 e a Universidade de Sheffield ter sido fechada. E por que cobre? Bem, apesar de o seu ponto de fusão ser relativamente baixo, permite a construção de motores compactos, eficientes e de alto desempenho.

Outras informações importantes sobre o novo motor desenvolvido:

• Ele tem desempenho superior, utilizando como propelentes uma combinação de oxigênio líquido (LOX) e querosene, semelhante aos sistemas utilizados em foguetes icônicos como o Saturn V, que levou os astronautas da Apollo à lua.
• Seu tipo de injetor é coaxial.
• A temperatura de combustão é aproximadamente 3000ºC.
• E o sistema de resfriamento se vale de canais finos, que circulam pelo corpo do motor para evitar o superaquecimento.

Teste em fogo

O teste número um deste motor de foguete foi realizado em junho deste ano de 2024. A máquina foi submetida à queima quente e contínua por 12 segundos na Airborne Engineering, no Reino Unido. Na ocasião, o motor conseguiu gerar 5 kN de empuxo, o equivalente a 20 mil cavalos de potência. Tal experiência foi fundamental para contatar a eficácia do design - ponto positivo por não apresentar falhas, um feito notável em um campo onde falhas são comuns.

O papel das novas tecnologias e a contribuição acadêmica

Atualmente, os acadêmicos da Universidade de Sheffield estão trabalhando em uma iniciativa apelidada de Race2Space, cujo objetivo é democratizar o acesso às instalações de teste da instituição para equipes estudantis. A ideia é incentivar o desenvolvimento de pesquisas e preparar melhor os futuros engenheiros para o enfrentamento dos desafios do setor aeroespacial.

A conexão da Sheffield com a empresa LEAP71 permitiu o desenvolvimento do projeto do novo foguete via sistema Noyron, para criação autônoma de designs funcionais sem interação humana.

Esse caso exemplifica como a IA pode acelerar processos que tradicionalmente levariam meses ou anos. Através de modelos computacionais como esse, altamente flexível, a indústria poderá se adaptar mais rapidamente às necessidades do mercado e da tecnologia. E com a impressão 3D, a produção será acelerada, desenvolvendo designs mais leves, eficientes e economicamente acessíveis.

Agora, a LEAP71 planeja utilizar os dados obtidos no teste para continuar a aprimorar o Noyron e explorar suas aplicações em parceria com empresas aeroespaciais de ponta na América do Norte, Europa e Ásia. O objetivo é tornar os motores de foguete criados por IA comercializáveis e prontos para uso prático, levando a uma nova era de acessibilidade no espaço.

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Fontes: Universidade de Sheffield, Leap 71, TCT Magazine.

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Eduardo Mikail

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