James Hart Wyld: O motor que se resfriava sozinho

Em 10 de dezembro de 1938, em New Rochelle, Nova Iorque, um pequeno grupo de amadores disparou um motor de foguete que não se destruiu. Noventa libras de empuxo, treze segundos e — o objetivo de todo o exercício — nenhuma queima da câmara. Todos os motores de foguete de combustível líquido que alguém tinha construído até então estavam numa corrida contra o seu próprio escape, que aquecia o suficiente para derreter a câmara que o continha. O motor de James Hart Wyld resolveu o problema invertendo-o: ele conduziu o propelente frio através de uma camisa ao redor da câmara no seu caminho para a combustão, de modo que o combustível resfriava o motor e o motor pré-aquecia o combustível. Nada era desperdiçado. Todos os motores de foguete de combustível líquido construídos desde então funcionam segundo esse princípio.

Princeton e um livro

O registro biográfico sobre Wyld é escasso e inconsistente — os relatos padrão divergem sobre se ele nasceu em 1912 na cidade de Nova Iorque ou em 1913 em Pompton Lakes, Nova Jérsia. O que é aceito é que ele foi educado na escola preparatória Harvey em Hawthorne, Nova Iorque, em Salisbury, Connecticut, e depois em Princeton, onde obteve um bacharelado em engenharia mecânica em 1935.

O que transformou um engenheiro mecânico num homem de foguetes foi um livro: The Conquest of Space (A Conquista do Espaço) de David Lasser, um membro fundador do que era então a Sociedade Interplanetária Americana, mais tarde a Sociedade Americana de Foguetes (ARS). O livro de Lasser defendia que o voo espacial era um problema de engenharia em vez de uma fantasia, e Wyld juntou-se à Sociedade — as fontes situam a sua adesão desde 1931 até março de 1935. A ARS foi a primeira organização privada de construção de foguetes da América: um grupo de entusiastas, escritores e engenheiros sem financiamento governamental, testando motores em terrenos abertos.

A ideia regenerativa

O obstáculo que todos enfrentavam era o calor. Um motor de combustível líquido gera temperaturas muito acima do ponto de fusão de qualquer material de câmara disponível na década de 1930, e o resultado padrão de um teste de ignição era uma tubeira queimada em segundos. As soluções óbvias — paredes mais espessas, ligas exóticas, queimas mais curtas — custavam em empuxo, massa ou utilidade.

Em 1936, Wyld concebeu a resposta, que designou M-15: uma tubeira de parede dupla através da qual o propelente circula antes da combustão. O combustível torna-se o refrigerante. Ele absorve o calor que, de outra forma, destruiria a câmara e transporta esse calor de volta para o processo de combustão em vez de o descartar, para que o motor funcione mais frio e com mais potência. É uma daquelas ideias que é óbvia em retrospectiva e que não era óbvia para ninguém na época.

Ele publicou o conceito na Astronautics em abril de 1938, e o teste bem-sucedido seguiu-se em dezembro daquele ano. Em julho de 1941, versões refinadas do design estavam produzindo 125 libras de empuxo médio, sustentado. Em novembro de 1941, a Sociedade demonstrou o motor à Marinha dos EUA, que estava interessada em decolagem assistida por foguetes para aeronaves operando a partir de decks curtos.

Reaction Motors

Em 16 de dezembro de 1941, nove dias após Pearl Harbor, Wyld e quatro colegas da ARS incorporaram a Reaction Motors, Inc. — a primeira empresa comercial de foguetes nos Estados Unidos. Wyld serviu como secretário e diretor de pesquisa. Foi uma transição extraordinária: de uma sociedade de amadores disparando motores de noventa libras num campo a um fabricante patrocinado pela Marinha, em questão de semanas, com base num único princípio de design.

A empresa cresceu rapidamente. Unidades JATO (decolagem assistida por jato) de tempos de guerra atingiram 3.400 libras de empuxo em 1943, e até meados da década, os motores RMI produziam 6.000 libras. O 6000C-4, um motor de quatro câmaras cuja linhagem remonta diretamente à pequena unidade resfriada regenerativamente de 1938, foi o motor instalado no Bell X-1. Essa aeronave tornou-se o primeiro veículo tripulado a quebrar a barreira do som.

Wyld não viveu para ver grande parte do que se seguiu. Morreu em 1953, de uma condição cardíaca, aos quarenta e um anos.

Por que James é chamado de gênio

O veredito honesto é que Wyld não era um gênio no sentido de um intelecto amplo ou criador de sistemas; ele era um homem que teve uma ideia extremamente boa e a executou. Mas a ideia merece atenção cuidadosa, porque a sua qualidade é incomum. O resfriamento regenerativo é uma inversão: ele pega naquilo que destrói a máquina e encaminha-o para aquilo que faz a máquina funcionar. O calor, o inimigo, torna-se propelente pré-aquecido, um ativo. Esse reenquadramento — transformar um termo de perda num termo de ganho — é uma espécie reconhecível de percepção de engenharia, e é mais raro do que a astúcia incremental. É também o tipo de ideia que só pode vir de alguém que pensou cuidadosamente sobre para onde a energia num sistema realmente vai, em vez de sobre como blindar o sistema contra ela.

A reivindicação de distinção é corroborada externa e extraordinariamente bem para uma figura tão obscura. O seu design de resfriamento regenerativo "tornou-se a base de todos os motores de foguete de combustível líquido modernos" — uma frase que pode ser dita sobre muito poucas decisões de engenharia. O Smithsonian exibe o seu motor de 1942. O Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica nomeou o seu prêmio de propulsão em sua homenagem. Existe uma cratera na Lua chamada Wyld.

O contra-argumento é real. Ele produziu uma inovação, aos vinte e poucos anos, e passou o resto de uma curta carreira como diretor de pesquisa comercializando-a em vez de acrescentar a ela. Ele não era um teórico e não fez nenhuma contribuição para a matemática ou física da propulsão. Outros na Europa estavam convergindo para esquemas de resfriamento semelhantes nos mesmos anos, e a sua prioridade é americana em vez de global. Ele é invisível em histórias populares de voo espacial, que preferem von Braun e Goddard. O que o registro sustenta não é um gênio aclamado, mas uma única percepção de engenharia decisiva, alcançada cedo, provada com pouco orçamento e ainda presente sob cada foguete que voa.

Legado

A linha de New Rochelle em 1938 ao Bell X-1 é curta e direta, e não parou por aí. O resfriamento regenerativo é padrão em todos os motores de combustível líquido sérios construídos desde então — os que lançaram Mercury e Apollo, os que voam hoje. Agora é tão completamente assumido que raramente é nomeado. A própria vida de Wyld quase não deixou vestígios: sem memórias, sem fotografias famosas, registros de nascimento contestados, uma morte aos quarenta e um anos numa cidade de Nova Jérsia. O seu monumento é uma decisão de design tão sólida que nunca precisou de substituição, um motor atrás de vidro no Museu Nacional do Ar e do Espaço, e uma cratera na Lua que leva o seu nome.