Duas manchas retangulares amarelas estendem-se como asas de borboleta a partir de um dispositivo acoplado a uma plataforma flutuante no Laboratório de Robótica Orbital da Agência Espacial Europeia.
No âmbito da sua investigação de doutoramento, Riccardo Mazzotti, estudante de doutoramento na Universidade de Bolonha e engenheiro na startup italiana Adaptronics, está a testar um dispositivo inovador desenvolvido pela empresa.
O dispositivo utiliza duas Camadas Adesivas Eletroativas (Electro Active Adhesive Layers, EAAL), cada uma com aproximadamente o tamanho de dois cartões de crédito, para se aproximar de um objecto resistente e aderir a este sem o uso de força mecânica, cola ou sucção.
“A EAAL baseia-se exclusivamente na força eletrostática”, explica Riccardo. “Imagine esfregar um balão no cabelo. Ao fazê-lo, os dois permanecem unidos graças às forças eletrostáticas – o balão fica carregado negativamente e o cabelo adquire uma carga positiva. Como as cargas opostas se atraem, o cabelo cola-se ao balão. O nosso dispositivo explora o mesmo princípio de funcionamento, resultando numa força adesiva entre o dispositivo e o objeto alvo.”
É claro que não há balões nem cabelo envolvidos no dispositivo que Riccardo está a testar. Em vez disso, o EAAL utiliza dispositivos multicamadas finos e flexíveis à base de material Kapton, fabricados através de processos de eletrónica impressa de alta precisão, que podem tornar-se adesivos a pedido.
“O dispositivo opera em dois modos distintos: um modo de deteção, com uma tensão aplicada reduzida para monitorizar a proximidade e o contacto, e um modo de adesão ativa, onde são geradas forças eletrostáticas para criar a aderência. Isto garante uma prontidão contínua, minimizando o consumo de energia quando a adesão não é necessária”, afirma Riccardo.
“Quando activado, o dispositivo consome cerca de 1 watt de eletricidade, mil vezes menos do que um forno de micro-ondas. A activação demora apenas 10 milissegundos e, depois disso, são necessários apenas 10 miliwatts de energia para manter a aderência.” Jules Noirant, engenheiro de automação e robótica da ESA, comenta: “Para gerir o número crescente de satélites no espaço, precisamos de ser capazes de nos aproximar daqueles que necessitam de reparação ou reabastecimento, bem como remover aqueles que estão irreparáveis.”
O EAAL da Adaptronics baseia-se em princípios e materiais compatíveis com o vácuo e condições de microgravidade, sendo ideal para aplicações espaciais como manutenção em órbita, montagem e fabrico, e remoção activa de detritos.
Uma das principais vantagens da tecnologia é que não requer qualquer instalação prévia e pode interagir em segurança com alvos cooperativos e não cooperativos, permitindo operações mais flexíveis no espaço.
Para testar a invenção da Adaptronics em condições semelhantes às do espaço, Riccardo recorreu às instalações do ORBIT da ESA.
O ORBIT faz parte do Laboratório de Robótica Orbital da ESA e consiste num piso ultraplano de 43 m² – a diferença de altura entre os seus pontos mais baixo e mais alto é inferior a um milímetro.
A instalação funciona de forma semelhante a uma mesa de air hockey – as suas plataformas de teste estão equipadas com rolamentos de ar, que criam um espaço de ar estável entre as plataformas e o chão.
Este espaço de ar, mais fino que um cabelo e, por isso, quase invisível a olho nu, permite que as plataformas se movam pelo chão sem atrito, reproduzindo o estado de ausência de gravidade e de flutuação livre em duas dimensões.
Em condições de gravidade terrestre, um EAAL (Eletroacústico de Ar) do tamanho de um cartão de crédito pode levantar vários quilos de praticamente qualquer material, tanto condutores (que permitem a passagem de eletricidade) como dielétricos (materiais não condutores que podem reter uma carga elétrica sem permitir que esta flua).
Acoplado a uma das plataformas flutuantes da ORBIT – numa simulação de microgravidade bidimensional – o dispositivo que Riccardo está a testar conseguiu puxar uma das outras plataformas (simulando um satélite alvo), que pesa mais de 200 kg.
“A campanha de testes nas instalações ORBIT da ESA representa um passo importante na validação da tecnologia electroadhesiva da Adaptronics para aplicações espaciais. Os resultados confirmam a robustez, a eficiência e a versatilidade do EAAL, reforçando o seu potencial como solução facilitadora para futuras operações em órbita”, conclui Riccardo.
“A nível pessoal, esta campanha foi também uma oportunidade única para adquirir experiência prática na validação dos sistemas que estou a desenvolver e para trabalhar no Laboratório de Robótica Orbital da ESA no ESTEC, onde muitas das futuras tecnologias espaciais da Europa ganham forma: estou verdadeiramente grato por esta experiência.”
A Adaptronics é ex-participante do Centro de Incubação de Empresas (BIC) da ESA em Turim, um dos muitos centros que apoiam startups relacionadas com o setor espacial em toda a Europa. O envolvimento da empresa na rede BIC tornou possível esta campanha de testes.
Texto original: A new grip on space: electrostatic capture technology
Texto e imagem: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa