Direção e estabilidade - O controle direcional dos foguetes

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No espaço exterior, um foguete não pode utilizar um leme convencional, como os usados para o controle de direção em aviões. Um leme assim simplesmente não funcionaria, pois ele trabalha apenas onde existe ar. E os foguetes e naves espaciais movimentam-se essencialmente em regiões de vácuo ou de atmosfera muito rarefeita.

O controle direcional dos foguetes é feito defletindo-se o jato de escape, seja através de abas móveis instaladas nos bocais de saída dos gases, seja através da rotação de toda a câmara de combustão.

Alterando o posicionamento das abas ou da câmara de combustão com os tubos de escape, altera-se a direção da reação e, consequentemente, a direção de movimento do foguete.

O controle das abas (ou defletores de jato) e da câmara pode ser feito com um controle remoto, via rádio, ou automático (baseado num computador interno do veículo). Qualquer que seja o tipo adotado, ele é geralmente auxiliado por um ou mais computadores, que avaliam e monitoram ininterruptamente todas as variáveis envolvidas: peso, resistência externa, composição da mistura, etc.

O controle remoto funciona com o rastreamento do foguete por via visual - ou por radar ou rádio. Comparando-se o curso previsto com os acontecimentos reais durante o movimento, procede-se ao envio de sinais por rádio, para uma correção constante na trajetória.

Devido ao alcance das ondas de rádio, este sistema tem a desvantagem de sofrer interferências e se tornar problemático para foguetes que percorrem uma grande distância horizontal.

Sistema inercial e giroscópio

Também é usual o sistema automático de bordo, conhecido como direção inercial. É um sistema mais eficiente. O sistema inercial baseia-se na medição contínua das acelerações em três dimensões, por meio de acelerômetros. Monitorando os dados, um computador de bordo vai fazendo constantemente as correções necessárias para manter o foguete no curso previsto.

Um giroscópio pode controlar o movimento do projétil, como é feito na maioria dos mísseis e pequenos foguetes. Em voos tripulados, o piloto pode fazer manobras especiais ou de emergência, passando o controle da nave para o manual.

Motores de combustível sólido, por não possuírem câmaras de impulsão separadas, são construídos com tubos de escapamento orientáveis, paralelos e giratórios. Movimentando apenas os tubos de escape para os lados, para cima e para baixo, ou rotacionando-os, consegue-se o controle tridimensional da direção de movimento.

Existem sistemas alternativos de propulsão, que podem ser muito eficientes para a propulsão das sondas ou naves no espaço exterior. Os motores nucleares já existem há muitos anos e foram usados nas naves Voyager.

A sonda Deep Space 1, exploradora de asteroides e cometas, usou pela primeira vez a chamada propulsão iônica. Seu combustível é o gás xenônio (o mesmo usado nos flashes de máquinas fotográficas), que é carregado eletricamente, a fim de se criar partículas de alta velocidade que fornecem impulsão para a sonda.

Essas partículas são ejetadas da parte traseira do motor, a cerca de 109 mil quilômetros por hora. Mas, por serem muito leves, geram um impulso muito pequeno quando comparado com o dos foguetes clássicos: cerca de 9 gramas, equivalente a uma folha de papel pesando sobre a nossa mão. No entanto, como no espaço não há resistência ao movimento, aos poucos o foguete vai ganhando uma boa velocidade.