Elementos individuais, como células ósseas, são frágeis sozinhos. Mas, quando organizados em redes, sustentam grandes corpos ou colônias. Essa característica inspirou engenheiros a criar materiais que imitam essas estruturas, ganhando propriedades a partir do crescimento de padrões. Um deles é a rede totimórfica, capaz de assumir qualquer formato – o que pode ser útil para missões espaciais.
Para entender como ela funcionaria, é preciso saber o que são metamateriais. Considerados um avanço da engenharia, eles mudam de forma ou propriedades sob forças externas simples, como compressão ou campos elétricos. E podem revolucionar aplicações espaciais ao permitir que estruturas se montem e adaptem no espaço sem a necessidade de grandes sistemas pré-montados.
Lançar grandes estruturas para o espaço é caro e complicado. Metamateriais poderiam simplificar esse processo ao serem enviados como componentes básicos que se auto-organizam em órbita. Daria para criar habitats, telescópios e outros dispositivos ajustáveis às necessidades da missão.
Um tipo promissor de metamaterial é a rede totimórfica, composta por estruturas triangulares conectadas por juntas esféricas e molas. Essa configuração permite a criação de formas variadas e adaptáveis com pouca energia, o que oferece flexibilidade para diversas aplicações.
Pesquisadores da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) simularam redes totimórficas e desenvolveram métodos para otimizar suas transformações entre formas. Isso resolve desafios como evitar emaranhamentos. Também garante eficiência na reconfiguração de grandes estruturas.
A equipe demonstrou a possibilidade de criar habitats espaciais que mudam de forma e rigidez conforme necessário. Esses módulos poderiam ser reprogramados para atender diferentes demandas de exploradores espaciais, proporcionando versatilidade para as missões.
Outro exemplo explorado foi um telescópio espacial que ajusta sua distância focal adaptando a curvatura da lente. Com redes totimórficas, seria possível lançar um único telescópio para diversos propósitos, graças à sua capacidade de se adaptar para observar diferentes alvos com precisão (você pode conferir o paper, em inglês, clicando aqui).
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Ressalvas
Embora promissoras, as redes totimórficas ainda são teóricas, sem materiais concretos desenvolvidos. No entanto, a pesquisa é essencial para superar os altos custos e dificuldades logísticas das missões espaciais. E, no fim do dia, pode ajudar a torná-las mais acessíveis e eficazes.
Ao replicar os princípios da natureza em metamateriais, é possível avançar rumo a estruturas espaciais flexíveis e autossuficientes. Em suma, esses materiais podem ser a chave para se alcançar metas ambiciosas no espaço.