Atualizado 29 de julho de 2026
Experimento inédito bem sucedido para mover aerogel de grafeno com laser realizado por pesquisadores da Bélgica e dos Emirados Árabes pode revolucionar viagens espaciais e a propulsão de satélites, reduzindo o uso de propelentes químicos drasticamente.
A pesquisa foi publicada na Revista Advance Science.
A propulsão de espaçonaves é a ferida da engenharia aeroespacial: por mais avançados que sejam os foguetes químicos e reutilizáveis (como a Starship), a Equação do Foguete de Tsiolkovsky é um gargalo cruel.
Quanto mais massa de combustível você carrega para ter impulso, mais pesado o foguete fica e mais combustível ele precisa para mover esse próprio combustível. É uma equação de retornos decrescentes, limitante com a tecnologia atual.
Se quisermos mobilidade real, segurança e baixo custos no espaço profundo, a resposta não está em queimar mais químicos, mas sim na física quântica e na manipulação de materiais ultra-leves movidos por energia externa (como a luz/laser).
Ao eliminar ou reduzir drasticamente a necessidade de propelente químico a bordo, abrimos portas para satélites infinitamente mais duráveis, naves e sondas de exploração ultrarrápidas ao espaço profundo, com baixo custo.
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A seguir veremos a pesquisa realizada pelos cientistas da Bélgica e dos Emirados Árabes impulsionando aerogel de grafeno apenas com luz laser, o tipo de salto disruptivo que esperamos a muito tempo. Em texto, imagens e vídeos.
Vídeo 1: O que é AEROGEL? Aerogel é mais leve que o ar? Descubra agora
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Superando o Limite da Propulsão Química: Propulsão a lazer promete revolucionar os voos espaciais
Apesar dos recentes e impressionantes avanços da indústria aeroespacial com foguetes reutilizáveis, a navegação no espaço ainda enfrenta uma barreira física inflexível: a dependência de propelentes químicos e elétricos pesados.
Para manobrar um satélite em órbita ou enviar uma sonda ao espaço profundo, o veículo precisa carregar seu próprio combustível, o que aumenta drasticamente a massa total, os custos de lançamento e limita o tempo de vida útil da missão.
Para atingir uma verdadeira mobilidade espacial — com manobras rápidas, seguras e de baixo custo —, a ciência precisa de soluções disruptivas.
É exatamente essa revolução que acaba de emergir de uma colaboração científica internacional entre pesquisadores da Bélgica e dos Emirados Árabes Unidos: o uso de luz laser para impulsionar aerogéis de grafeno.
Em um experimento histórico, os pesquisadores conseguiram mover aerogéis de grafeno com laser, e bruscamente em microgravidade, oferecendo um vislumbre da propulsão espacial sem propelente.
Esse salto de fração de segundo, capturado durante um arco de gravidade zero a bordo de um voo parabólico, aponta para uma ideia estranha e promissora para viagens espaciais.
Uma classe de aerogéis de grafeno ultraleves, quando iluminados sob microgravidade, pode transformar luz em movimento com uma força surpreendente.
No experimento, o material acelerou tão rapidamente que a explosão principal terminou em cerca de 30 milissegundos.
A reação foi rápida e intensa. Antes mesmo que pudéssemos piscar, os aerogéis de grafeno sofreram grandes acelerações. Tudo acabou em 30 milissegundos, disse Marco Braibanti, cientista do projeto da ESA para o experimento
Propulsão de aerogéis de grafeno impulsionada pela luz em microgravidade.
O trabalho foi desenvolvido por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Université Libre de Bruxelles, na Bélgica, e da Khalifa University, nos Emirados Árabes Unidos.
Suas descobertas sugerem que a propulsão movida a luz em aerogéis de grafeno se torna muito mais eficaz quando a gravidade é eliminada.
O experimento superou em muito as previsões teóricas. Demonstrando que não se pode ficar limitado as curvas e equações. Pois o comportamento em gravidade zero sempre surpreende.
Veremos a seguir os resultados e as enormes possibilidades de um salto disruptivo para as naves e satélites de próxima geração.
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Como a Luz Move a Matéria no Vácuo? Experimento em Microgravidade trouxe a resposta
O estudo pioneiro conseguiu mover amostras de aerogel de grafeno — um dos materiais sólidos mais leves, porosos e resistentes já sintetizados pela humanidade — no vácuo, aplicando unicamente o impacto fotônico e reações de mecânica quântica induzidas por um feixe de laser concentrado.
Os testes ocorreram durante a 86ª campanha de voos parabólicos da ESA, em maio de 2025.
Dentro da aeronave, a equipe colocou pequenas amostras de aerogel de grafeno em uma câmara de vácuo e as atingiu com um laser contínuo durante os breves períodos de quase ausência de gravidade criados por cada parábola.
Os voos parabólicos não eliminam a gravidade em si. Eles criam condições de queda livre que simulam a microgravidade por breves períodos, geralmente em torno de 20 segundos.
Durante esses intervalos, a aeronave e tudo o que está dentro dela caem juntos, deixando os experimentos efetivamente em estado de ausência de peso.
A física por trás do fenômeno combina duas propriedades extraordinárias:
Absorção e Expulsão Térmica de Elétrons: A interação única do grafeno com a luz laser faz com que o material absorva a radiação e ejeita partículas em alta velocidade de sua matriz porosa, funcionando como um “propulsor quântico” nativo que não exige reservatórios de propelente.
Pressão de Radiação Fotônica: Os fótons da luz, embora não tenham massa de repouso, carregam momento linear. Ao atingirem a estrutura nanoestruturada e extremamente leve do grafeno, transferem energia suficiente para gerar empuxo contínuo.
Em condições de 1 g na Terra, os mesmos aerogéis se moveram apenas ligeiramente. Em microgravidade , eles viajaram mais longe, se moveram mais rápido e produziram um impulso muito maior.
O contraste foi enorme. Em microgravidade, o deslocamento atingiu cerca de 0,05 metros em aproximadamente 0,05 segundos. A velocidade máxima subiu para cerca de 1,7 metros por segundo quase simultaneamente.
O impulso máximo atingiu cerca de 600 micronewtons, ou 0,6 milinewtons, em aproximadamente 0,02 a 0,03 segundos.
A 1 g, a resposta foi menor e mais lenta. O deslocamento atingiu um pico próximo a 0,015 metros em cerca de 0,16 segundos. A velocidade alcançou apenas cerca de 0,06 metros por segundo em cerca de 0,12 segundos. O empuxo máximo foi de cerca de 11 micronewtons.
Isso significa que a resposta à microgravidade atingiu seu máximo muito mais cedo, com o artigo relatando uma redução de cerca de 60 a 75% no tempo necessário para atingir os valores máximos.
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Era do Aerogel de Grafeno: Satélites “Imortais”, Naves e Cargueiros Velozes, viagens rotineiras no Sistema Solar e Sondas Interstelares
O grafeno é uma camada única de átomos de carbono dispostos em um padrão hexagonal. É conhecido por sua excepcional resistência, condutividade e capacidade de transporte de calor.
Os aerogéis de grafeno transformam esse material bidimensional em uma rede tridimensional, ultraleve e porosa. Essas propriedades tornaram o material um bom candidato para esse tipo de teste de propulsão.
Os aerogéis usados no experimento eram pequenos cupons, cada um medindo 10 por 10 por 5 milímetros, e ficavam dentro de tubos de vidro cônicos em uma câmara de vácuo a pressões abaixo de cerca de 10⁻⁴ mbar durante cada parábola.
Um laser de 532 nanômetros e 5 watts iluminou as amostras por baixo. Uma câmera de alta velocidade registrou o movimento a 400 quadros por segundo, enquanto um acelerômetro triaxial monitorou os níveis de gravidade locais para confirmar a janela de microgravidade.
As amostras não se comportaram da mesma maneira.
A equipe comparou três aerogéis com densidades ligeiramente diferentes, denominados AG-10, AG-15 e AG-20. O AG-20 geralmente apresentou o maior deslocamento e velocidade.
O AG-15, no entanto, apresentou o maior pico de impulso e a resposta de aceleração mais forte, atingindo cerca de 102 metros por segundo ao quadrado em microgravidade com a potência máxima do laser .
Esse resultado sugere que não existe uma regra simples que diga que mais leve ou mais denso é sempre melhor.
O artigo descreve uma relação não monotônica entre densidade e propulsão. Em outras palavras, o desempenho depende da estrutura, não apenas da massa.
Como afirmaram os autores. o aerogel de densidade intermediária pareceu encontrar o melhor equilíbrio em termos de propulsão.
As implicações práticas desta tecnologia para a exploração espacial e para a navegação em órbita terrestre são revolucionárias:
- Miniaturização e Vida Útil Estendida: Satélites e cubesats não precisarão mais carregar tanques de combustível líquido ou de gás nobre. Com velas ou estruturas feitas de aerogel de grafeno, eles poderão corrigir suas órbitas e manobrar apenas recebendo feixes de laser emitidos a partir de estações na Terra ou na Lua.
- Velocidades Sem Precedentes: Como naves impulsionadas por laser não carregam a massa morta do próprio combustível, elas podem acelerar de forma contínua no vácuo, atingindo uma fração significativa da velocidade da luz para explorar o sistema solar e estrelas vizinhas em questão de anos, não séculos.
- Redução Drástica de Custos: A eliminação do propelente reduz o peso das cargas úteis no lançamento, tornando o acesso ao espaço ordens de grandeza mais barato e eficiente.
Ficha Técnica da Pesquisa
Impacto Espacial: Navegação ultra-eficiente para satélites, velas solares de alta velocidade e missões de exploração profunda.
Autoria: Pesquisadores da Bélgica e dos Emirados Árabes Unidos.
Tecnologia: Propulsão por luz (laser) em aerogel de grafeno.
Mecanismo: Empuxo via pressão de radiação e interações fotônicas na matriz porosa do grafeno.
Inovação Principal: Eliminação ou redução drástica de propelentes químicos a bordo.
A propulsão poderia ser controlada: Sincronizando o movimento com a luz
A equipe também alterou a potência do laser para verificar se a propulsão poderia ser controlada. E desvendou outra questão fundamental para a engenharia aeroespacial: Sim, pode ser controlada.
“Quanto mais forte o laser, maior a aceleração. O pulso de laser desencadeia um pico de aceleração acentuado, após o qual os aerogéis desaceleram”, disse Braibanti.
Nos três aerogéis testados, uma potência mais alta geralmente produziu maior deslocamento, movimento mais rápido e pulsos de impulso mais fortes.
A configuração mais alta, cerca de 99% da potência máxima do laser, apresentou o melhor desempenho na maioria dos casos. O artigo não relatou nenhum sinal claro de saturação na potência máxima disponível.
Essa capacidade de ajuste é um dos motivos pelos quais as descobertas se destacam. Um material que responde de forma previsível à variação da intensidade da luz pode ser útil em sistemas onde ajustes precisos são mais importantes do que força bruta.
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Iluminando o Caminho para as Estrelas
Este trabalho aponta para uma possível maneira de mover ou ajustar componentes de espaçonaves sem transportar tanto combustível.
As ideias mais claras a curto prazo apresentadas no artigo são a propulsão por vela solar e o controle de atitude para pequenos satélites.
Se as estruturas de grafeno fotossensíveis puderem ser aprimoradas, elas poderão ajudar as espaçonaves a realizar ajustes precisos de posição, conservar o propelente e liberar massa para instrumentos ou outros sistemas de bordo.
O estudo também oferece aos engenheiros algo mais prático do que um conceito amplo.
Ele sugere que tanto o design do material quanto a potência do laser são importantes, e que uma arquitetura intermediária pode apresentar um desempenho superior a suposições mais simples de “mais leve versus mais pesado”.
Para os futuros sistemas espaciais, isso significa que o desempenho pode depender tanto da estrutura dos poros e do comportamento térmico quanto das propriedades básicas do próprio grafeno.
O sucesso da propulsão de aerogel de grafeno por laser prova que estamos no limiar de uma transição histórica no transporte espacial.
Da mesma forma que a navegação à vela abriu os oceanos terrestres, a navegação por luz abrirá o oceano cósmico.
Libertar a exploração espacial da tirania dos combustíveis químicos pesados é o passo fundamental para tornar a navegação orbital acessível, segura e contínua.
A luz que ilumina o universo é a mesma que, a partir de agora, moverá a humanidade através dele.
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Advance Science
Light‑Driven Propulsion of Graphene Aerogels in Microgravity
http://doi.org/10.1002/advs.75050
Revista Nature
Materials challenges for the Starshot lightsail
http://doi.org/10.1038/s41563-018-0075-8
Revista Newton
Optical propulsion and levitation of metajets
DOI: 10.1016/j.newton.2026.100471
ESA – The European Space Agency
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