Engenheiros apresentam um drone que voa no ar e no vácuo com propulsão magnética.

Um novo protótipo criado em laboratório quebra essa regra ao mudar para propulsão magnética e continua a funcionar, quer se mova por um hangar ventoso ou por uma câmara de vácuo silenciosa.

A sala cheirava ligeiramente a óleo de máquina e acrílico quente quando os engenheiros trouxeram um cilindro transparente do tamanho de uma banheira. Um drone compacto—elegante, rodeado por bobinas de cobre e aletas de cerâmica—elevou-se em silêncio no ar livre, e depois pousou numa espécie de poleiro como se fosse dono do lugar. Os técnicos fecharam a câmara, as bombas arrancaram e o silvo transformou-se num rugido grave que se sentia nos ossos. A equipa acompanhava o feed de um portátil: pressão a descer, luzes a piscar, um halo azul a deslizar ao longo da borda do drone. O aparelho levantou voo novamente, desta vez sem ar para empurrar. E então, silêncio.

Um paradoxo voador, desfeito

Há um motivo para este protótipo desafiar a intuição: as aeronaves dependem do ar, e o espaço não tem nenhum. Os engenheiros saíram desse impasse ao trocar de física a meio do voo, usando campos eletromagnéticos para gerar impulso através de iões quando há atmosfera, e para lançar plasma quando não há. O que se move sem ter ar para empurrar?

Nas demonstrações públicas, a equipa faz o drone executar um simples circuito: uma subida lenta e estável até dois metros no ar livre; uma pausa; uma descida controlada para uma plataforma que desliza para dentro de uma câmara de vácuo; e uma nova elevação quando a câmara atinge pressões próximas do espaço. Numa câmara pressurizada reduzida a 10^-4 mbar, o aparelho deslizou lateralmente sob comando e subiu 30 centímetros, tudo com propulsão eletromagnética. O protótipo pesa cerca de 380 gramas, consome cerca de 120 watts no ar e 140–180 em impulsos de vácuo, e manteve-se no ar durante pouco menos de oito minutos com uma bateria compacta de lítio. Um estudante num canto apenas murmurou "uau".

As hélices criam impulso com o ar; o truque aqui é obter impulso sem ventoinha. No ar, o drone usa aceleração electroaerodinâmica: cria uma coroa em emissores finos, puxa os iões para a frente e arrasta o ar neutro consigo, guiado por campos magnéticos moldados junto à borda. No vácuo, alterna para micropropulsão—pequenos impulsos de gás inerte ionizado e expulso por um bocal magnético—para que cada joule se transforme em movimento ao empurrar o próprio plasma. A mesma estrutura, dois regimes, um controlador que gere a transição em milissegundos.

Como funciona verdadeiramente o sistema híbrido magnético

Pense nele como uma personalidade dupla. Em modo atmosférico, agulhas de carbono numa anel emitem uma coroa de alta voltagem que carrega as moléculas; ímanes escondidos atrás de suportes cerâmicos orientam esse vento iónico para um impulso descendente, sem hélices. Ao mudar para vácuo, o drone abre um reservatório com um minúsculo orifício de árgon, ioniza uma pequena dose e usa uma bobina pulsada para acelerar o plasma por uma garganta magnética e projetá-lo para trás. No ar empurra iões; no vácuo lança os seus próprios iões. Um computador de voo mede a pressão e a intensidade do campo, decidindo que “músculo” ativa.

Há obstáculos que a equipa precisou de domar. Arcos elétricos são um pesadelo em ambientes húmidos e a dissipação térmica pode sobreaquecer as bobinas se o piloto pairar demasiado tempo na potência máxima; a solução é um impulso por ciclos e um dispersor cerâmico que brilha em laranja baço após um esforço intenso. Outro problema é o ruído eletromagnético: um link de rádio detesta isso. Criaram janelas silenciosas para os comandos de controlo e envolveram o barramento de energia com cobre moldado como uma armadura de origami. Sejamos francos: ninguém faz isto todos os dias.

"Consegue sentir o momento em que o ar deixa de fazer parte da equação," disse-me um engenheiro, olhando para a leitura da pressão como se fosse um batimento cardíaco. Eles sabem o que os cépticos vão perguntar: relação impulso-peso, autonomia, reparação no terreno. As respostas são metódicas, não chamativas, e isso é sinal de que isto é real, não só efeito especial.

“Não nos propusemos a superar as hélices. Propusemo-nos a removê-las dos lugares onde não podem entrar.”

• Novidade: uma estrutura única que voa tanto no ar como no vácuo, sem rotores móveis.
• Importância: inspeções próximas de naves espaciais, grutas lunares, laboratórios a grande altitude e salas limpas.
• Próximos passos: maior densidade energética, melhor arrefecimento das bobinas e transições de modo mais inteligentes.

O que isto pode desbloquear a seguir

Imagine as tarefas que existem na zona cinzenta entre a Terra e o espaço: inspecionar tubos de lava lunar para habitats futuros, deslizar pelo interior de um satélite sem levantar poeira, mapear uma caverna de cometa onde uma hélice só trituraria regolito. Um drone que respira ar quando pode e leva consigo o próprio "ar" quando não pode muda o mapa. Todos já tivemos aquele momento em que uma ferramenta, de repente, funciona num lugar onde nunca tinha funcionado, e a nossa mente redesenha uma linha que julgávamos permanente.

Perguntas Frequentes:

Pode realmente “voar” no vácuo? Sim—ao usar um micropropulsor a plasma que expulsa gás ionizado, produz impulso real de reação sem ar presente.

De onde vem a energia do sistema? Uma bateria compacta de lítio nesta demonstração; versões futuras poderão usar energia por cabo ou baterias de maior densidade.

É seguro perto de satélites e instrumentos sensíveis? A equipa usa eletrónica isolada e operação com baixa produção de partículas; os campos magnéticos são localizados e o impulso pode ser reduzido para trabalhos delicados.

Por quanto tempo pode manter-se no ar? Testes atuais indicam cerca de 7–8 minutos em modo misto; a autonomia melhora com estruturas mais leves, bobinas mais frias e ciclos de trabalho mais eficientes.

Quando poderá sair do laboratório? Já há protótipos; pilotos para tarefas próximas do vácuo poderão surgir nos próximos 12–24 meses, com versões para espaço mais tarde.