A engenharia elétrica não se resume a fazer a instalação elétrica de uma casa, ou determinar por onde os fios vão passar pelas paredes. Ou fazer o projeto elétrico de uma cidade, por onde os cabos elétricos vão passar para distribuir a energia pela região. Quem é engenheiro elétrico e quer se enveredar pela astronomia, tem muito trabalho para fazer. Um deles é pensar em como desenvolver a parte elétrica em espaçonaves e foguetes.
Afinal, não há chances para erro: no espaço, qualquer faísca pode colocar tudo a perder. Um foguete explode antes da hora e uma nave espacial pode colocar todos os tripulantes em perigo. Assim, o cuidado do engenheiro elétrico é fundamental para que a fiação elétrica funcione bem. Mas são muitos os desafios.
O que você verá neste artigo:
Engenharia elétrica e os tipos de energia
No espaço, temos que pensar que tudo é bastante limitado. Assim, temos o ambiente, as provisões de alimento, o tempo para reagir a um problema, e estoque de combustível. Geralmente, naves saem do chão com foguetes cuja propulsão é feita por combustíveis. Afinal, há uma velocidade correta para que a nave consiga vencer a força da gravidade da Terra e chegar em órbita. Mas o estoque de combustível é limitado e, assim, há que ter outras formas de obtenção de energia.
Solar
Uma delas, que é a que vem sendo mais usada, é a energia solar. Grandes painéis são planejados para se desdobrar somente quando estiverem no espaço. A vantagem é que eles captam a luz do sol quase sem nenhuma interrupção de atmosfera – já que lá ela não existe mesmo. Assim, os equipamentos da nave funcionam com a energia que é captada pelos painéis solares.
A engenharia elétrica precisa calcular tudo nessa história. Baseada na potência dos equipamentos a bordo, como computadores, máquinas para fazer as pesquisas, iluminação, ventilação e tudo o mais, ele calcula o tamanho das placas fotovoltaicas. Não só o tamanho, mas também a potência, e como elas devem ficar no espaço para captar a quantidade exata de luz. Lembrando também que há a necessidade de se ter algum tipo de bateria, para armazenar energia para casos especiais.
Mas a energia solar ainda não é capaz de levar naves tripuladas a grandes distâncias. A Estação Espacial Internacional (ISS, da sigla em inglês) teve seus painéis solares trocados recentemente porque os antigos já estavam desgastados. Como a ISS não precisa sair da órbita da terra, esse tipo de energia funciona muito bem. Mas ainda não consegue levar foguetes maiores para mais longe.
Nuclear
Essa é uma promessa que é vista com euforia mas também com cautela. As sondas pioneiras Voyager-1 e Voyager-2, que estão há mais de 40 anos no espaço e já ultrapassaram a órbita de Plutão, funcionam à base de uma bateria nuclear feita com plutônio. Sua energia dura bastante, cabe em um espaço relativamente pequeno e, feita com todos os cuidados, não tem riscos de vazamento. Mas levar uma missão tripulada em uma nave feita com plutônio ainda causa um certo desconforto nos cientistas, principalmente pelo risco de problemas por conta da radiação.
As baterias nucleares funcionam basicamente emitindo calor, que é transformado em eletricidade. Como elas têm capacidade de emitir calor por muitos e muitos anos, é uma forma interessante de se construir naves espaciais. Ainda mais se for para levar pessoas e equipamentos a grandes distâncias.
A alternativa nuclear, neste ponto, é mais eficiente que a solar. Com o afastamento da nave da Terra, a incidência dos raios solares diminui. Imagine que, quanto mais longe do sol, menos energia solar se recebe. Assim, para ter a mesma quantidade de energia, há a necessidade de painéis muito grandes, o que ainda é inviável.
Módulos de combustível
Já se pensou, até, em haver missões não tripuladas que deixem ‘fardos’ de combustível no caminho, para que futuras missões tripuladas possam utilizá-los. Assim, para uma missão tripulada à Marte, por exemplo, algumas naves sem tripulação fariam o caminho primeiro. Deixariam combustível no caminho, que a nave usaria depois, na ida e na volta. O risco de que algum objeto colida com o fardo existe, por isso é uma possibilidade que está sendo cogitada.
Como fazer a energia fluir é com a engenharia elétrica
Uma vez que o fator fonte de energia foi resolvido, cabe ao engenheiro elétrico fazer toda a distribuição da energia pelo foguete ou espaçonave. Lembrando sempre que são espaços pequenos e sem possibilidade de erro. Assim, para que toda a nave possa ser abastecida, a fiação deve ser cuidadosamente instalada, com a voltagem correta. Deve-se levar em consideração o ambiente de baixa gravidade, umidade, radiação interestelar (já que não há atmosfera para bloqueá-la) e temperatura.
Por isso que é bom ter um engenheiro elétrico a bordo. Aliás, a formação em engenharia é uma das aceitas pela Nasa, a agência espacial americana, para ingressar na carreira de astronauta. O engenheiro elétrico pode fazer pós-graduação em engenharia aeronáutica ou aeroespacial. Essa formação adicional traz conceitos como propulsão, aviônica, astrodinâmica e aeroelasticidade, por exemplo.
Como ser um engenheiro elétrico?
O primeiro passo é fazer a faculdade de Engenharia Elétrica, que tem cinco anos de duração e é feita nas modalidades presencial ou semipresencial. O aluno tem um panorama bastante amplo de quais áreas ele pode trabalhar. Matérias como eletromagnetismo, eletrônica analógica e digital, máquinas elétricas, transformação de energia são algumas delas.
Diga-se de passagem, esses conteúdos vão ser fundamentais para o engenheiro elétrico ajudar no projeto de uma espaçonave ou foguete. Afinal, pensar no processo de transformação de energia (que pode ser solar ou elétrica), entender as máquinas elétricas dentro da espaçonave é atribuição do engenheiro.
O caminho para ser astronauta – ou trabalhar na criação de foguetes e espaçonaves – é um bocado longo. Muitos anos de estudo, prática, e participação em projetos de agências espaciais, como a Agência Espacial Brasileira, são bons começos. Assim, o engenheiro já pode ver na prática como as coisas funcionam para poder pensar em formas mais eficazes, econômicas e seguras de mandar missões tripuladas à distâncias maiores.
