Pacífico: foguete construído por equipe da Poli-USP conquista segundo lugar em competição internacional
Alunos do Projeto Júpiter, grupo de foguetemodelismo da Escola Politécnica (Poli) da USP, participaram da Spaceport America Cup, competição internacional de lançamento de foguetes realizada no Novo México, Estados Unidos, entre os dias 17 e 22 de junho. Os futuros engenheiros conquistaram o segundo lugar com seu foguete “Pacífico”, produzido de forma autônoma e que atingiu uma altura máxima de 2944 metros.
O grupo da Poli competiu na categoria de 10k Solid SRAD, em que os times devem usar motores construídos pelos próprios estudantes e movidos a combustível sólido. Para essa competição, até mesmo o paraquedas, que é ativado para recuperação do foguete, foi dimensionado e costurado pela própria equipe.
Um dos objetivos do projeto na competição é atingir um apogeu, ponto mais alto da trajetória, de 10.000 pés, ou seja, pouco mais de 3 km. A precisão é um dos critérios avaliados, logo a equipe que mais se aproxima da marcação se destaca. “Pacífico” atingiu um apogeu real de 9659 pés (2944m).
Pacífico
Com 2,57 metros de comprimento, 6 polegadas de diâmetro e pesando 38 kg, o foguete “Pacífico” é composto pelos módulos de motor, eletrônica, recuperação e carga útil – nesse caso um Cubesat que captura imagens durante o voo. Sua estrutura é majoritariamente feita de fibra de vidro, devido a sua alta resistência e menor densidade, com alguns componentes feitos em impressão 3D.
Para chegar nesses resultados, tudo começa a ser produzido 8 meses antes. Dezenas de testes “parciais” são realizados nas áreas do projeto. Tudo o que pode ser testado em solo é feito intensamente para garantir o funcionamento em vôo, incluindo o motor. Com o próprio foguete, não é realizado um voo teste, mas no minifoguete (um projeto diferente e de menor porte) são testados os subsistemas que necessitam de teste em voo.
Já o nome veio em homenagem ao professor Antonio Luiz Pacifico, do Departamento de Engenharia Mecânica da Poli-USP, falecido no final do ano passado.
“O Projeto Júpiter tem uma profunda admiração pelo professor, pela sua dedicação em ensinar, tendo ministrado aulas para diversos membros do projeto e sempre disposto a ajudar, além de ter orientado vários ex-membros em seus trabalhos de conclusão de curso”, conta Caio Castello, capitão do Projeto Júpiter.
O professor ainda colaborou para uma das principais conquistas da equipe: o primeiro motor híbrido universitário para foguetes com apogeu de 3km já testado que se tem notícia no Brasil.
Nelore, o primeiro motor híbrido
O projeto do motor híbrido se mistura à história do Projeto Júpiter em si, com os primeiros passos dados nesse sentido a partir de 2016. O sistema sofreu várias alterações ao longo dos anos, tornando-se mais complexo, mas ao mesmo tempo mais confiável.
Grandes avanços foram obtidos pela equipe de propulsão a partir do retorno presencial da pandemia de covid-19, o que culminou no primeiro teste estático de um motor desse tipo pela equipe.
Em agosto de 2023, o grupo testou pela primeira vez o seu primeiro motor híbrido, no campus da USP na cidade de Pirassununga, e batizou o projeto de Nelore, fazendo referência ao gado criado na região.
O grande diferencial do motor em relação a outros sistemas semelhantes no Brasil é que ele foi pensado desde o início para as operações de lançamento de foguetes feitas pela equipe, ao contrário de outras iniciativas ligadas à pesquisa, onde o motor opera somente em laboratório.
Além disso, o dispositivo é operado de forma totalmente remota, por meio de um sistema de controle e instrumentação desenvolvido pela própria equipe.
Como funciona um motor híbrido?
Motores de foguete são projetados para trabalhar no vácuo do espaço, onde não há ar para alimentar a queima do combustível. Por isso, na maior parte dos casos, esses sistemas utilizam também uma substância capaz de fazer o papel do oxigênio, chamada de oxidante.
A maior parte dos motores utilizados comercialmente na exploração espacial são sólidos, nos quais, tanto o combustível como o oxidante estão na fase sólida, ou então líquidos, com ambos na fase líquida.
Os motores híbridos combinam características desses dois tipos de propulsores, com um combustível sólido (no nosso caso, a parafina misturada à negro de fumo) e um oxidante líquido (no caso, o óxido nitroso – N2O).
Este tipo de motor traz uma série de vantagens em relação aos sólidos, que já eram fabricados e testados rotineiramente pela equipe desde 2015. As principais delas são a segurança na operação e a possibilidade de controle da força (empuxo) produzida durante o voo.
