Como um Motor de Foguete Sobrevive ao Calor Extremo Sem Ser Destruído

Motores de foguete operam em temperaturas extremamente altas, frequentemente excedendo os pontos de fusão dos materiais usados ​​em sua construção.

Durante qualquer lançamento de foguete orbital, a quantidade de calor gerada pelos motores de um veículo de lançamento é muito aparente simplesmente observando as chamas, o vapor e a fumaça que ele gera na plataforma de lançamento e abaixo de seus bicos conforme ele avança para a atmosfera.

No entanto, o que se observa é apenas uma pequena fração do calor que é realmente gerado dentro do próprio motor do foguete. Os gases quentes criados dentro de um motor de foguete normalmente atingem temperaturas que são mais da metade da temperatura da superfície do Sol.

Em termos de grandeza, as temperaturas dentro dos motores de foguete podem atingir até 3.300 graus Celsius (°C), e o que levanta a questão é como os motores de foguete conseguem permanecer frios e não derreter. Essa temperatura excessivamente quente é suficiente para derreter a grande maioria dos metais. Por exemplo, o alumínio derrete a 660 °C, o aço inoxidável a 1.510 °C e até mesmo o titânio derrete a 1.670 °C.

Então a questão de como os motores de foguete não derretem está na utilização de uma combinação de técnicas efetivas de resfriamento, incluindo resfriamento regenerativo, resfriamento de filme e resfriamento ablativo. Além disso, outros métodos comumente implantados são o resfriamento radiativo, alteração da proporção combustível-oxidante, seleção avançada de materiais e dissipadores de calor.

Os métodos de resfriamento em motores de foguete são cruciais para garantir sua operação confiável e eficiente em condições extremas durante a combustão. Ao gerenciar efetivamente o estresse térmico, esses métodos de resfriamento evitam falhas do motor, estendem a vida útil dos componentes, auxiliam no desempenho bem-sucedido dos foguetes em ambientes exigentes e, em última análise, no sucesso da missão.

Fontes: Headed For Space, Everyday Astronaut

Foguete Falcon 9 da SpaceX
As temperaturas dentro da câmara de combustão do motor do foguete Falcon 9 podem atingir 3.300 °C durante o lançamento.