Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Ciência de Materiais de Madri (ICMM-CSIC), em parceria com a spin-off Nanostine e com apoio da Agência Espacial Europeia (ESA), desenvolveu um revestimento inovador que pode aumentar a confiabilidade dos satélites. A tecnologia protege componentes eletrônicos contra o chamado efeito multipactor, um fenômeno que provoca descargas em cascata de elétrons no ambiente de vácuo do espaço e pode causar danos permanentes em equipamentos de comunicação.
Os resultados foram publicados na revista científica Applied Surface Science e representam um avanço importante para a indústria aeroespacial, que há décadas busca uma alternativa eficiente aos revestimentos atualmente utilizados.
O que é o efeito multipactor?
O efeito multipactor ocorre em componentes que operam com radiofrequência e micro-ondas, como antenas de comunicação presentes em satélites. No ambiente de vácuo do espaço, elétrons podem colidir repetidamente com superfícies metálicas, gerando uma reação em cadeia que multiplica rapidamente a quantidade de partículas.
Essa avalanche de elétrons pode provocar superaquecimento, perda de desempenho e, em casos extremos, danos irreversíveis aos equipamentos. Como muitos sistemas espaciais dependem dessas antenas para transmitir dados e manter comunicação com a Terra, controlar esse fenômeno é uma prioridade para as agências espaciais.
Há mais de 40 anos, a ESA financia pesquisas para reduzir esse risco, mas ainda não havia encontrado um revestimento que reunisse desempenho elevado, segurança ambiental e viabilidade industrial.
A alternativa ao Alodine
Hoje, grande parte dos componentes espaciais recebe um tratamento conhecido como Alodine. Embora seja eficiente, esse revestimento contém compostos considerados prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, motivo pelo qual o setor busca substituí-lo.
Os pesquisadores espanhóis seguiram um caminho diferente da maioria das soluções propostas até agora. Em vez de alterar apenas a composição química do revestimento, eles modificaram sua estrutura superficial em escala nanométrica.
Para isso, utilizaram nanopartículas de ouro e prata produzidas por meio de equipamentos de ultra-alto vácuo, criando uma superfície metálica nanoestruturada capaz de controlar melhor a emissão de elétrons.
Segundo os testes realizados, o novo revestimento reduz em aproximadamente 30% a emissão de elétrons secundários em comparação com o Alodine. Como esses elétrons são responsáveis por alimentar o efeito multipactor, a redução representa um ganho significativo para a segurança dos sistemas espaciais.
Desempenho supera os revestimentos atuais
Outro indicador importante é a chamada energia de corte, que corresponde ao nível de energia a partir do qual uma superfície passa a emitir mais elétrons do que recebe.
Nesse quesito, o novo material apresentou um desempenho cerca de 300% superior ao dos revestimentos atualmente utilizados pela indústria aeroespacial. Isso significa que o componente permanece estável durante uma faixa muito maior de operação, reduzindo o risco de formação da descarga eletrônica.
Além de solucionar um problema conhecido, a tecnologia oferece desempenho superior ao das alternativas existentes, segundo os pesquisadores.
Tecnologia já avança rumo à aplicação espacial
O processo de fabricação utiliza técnicas de ultra-alto vácuo, amplamente empregadas na indústria, o que facilita sua futura produção em escala comercial.
O desenvolvimento ocorreu em colaboração com a Nanostine, empresa derivada do CSIC, dentro de um programa de Doutorado Industrial da Comunidade de Madri. A própria Agência Espacial Europeia participou do projeto por meio do ESA Business Innovation Centre (ESA BIC), permitindo que os testes fossem conduzidos em laboratórios homologados pela agência.
A patente da tecnologia já foi solicitada conjuntamente pelo CSIC e pela Nanostine, que também assinou um acordo de licenciamento para comercializar o revestimento, inicialmente voltado ao setor aeroespacial.
Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores destacam que a qualificação de novos materiais para uso no espaço costuma levar cerca de uma década. Até que o revestimento seja utilizado em missões espaciais, ele ainda precisará passar por uma extensa sequência de testes e certificações exigidas pela indústria.
[ Fonte: ICMM ]
