O que é a pluma
A pluma é o jato de gases quentes que sai do bocal do motor. Na câmara de combustão, propelente e oxidante queimam a milhares de graus e alta pressão; o bocal em forma de sino acelera esses gases a velocidades supersônicas (tipicamente 2,5 a 4,5 km/s). A parte brilhante é gás incandescente, partículas e reações químicas que continuam ao se misturar com o ar. Perto do chão, as grandes nuvens brancas vêm principalmente da água do sistema de supressão de som da plataforma, que vira vapor, e do vapor d’água da própria exaustão.
Por que muda de forma com a altitude
O bocal é projetado para uma certa pressão de saída. Ao nível do mar, a pressão do ar é maior que a do gás que sai: o jato é “sobre-expandido” e fica estreito e comprido. Conforme o foguete sobe, a pressão externa cai; o jato fica “sub-expandido” e se abre cada vez mais. Em grande altitude, a pluma pode formar um enorme leque ou “água-viva” — especialmente bonita ao entardecer ou antes do amanhecer, quando o foguete, já alto, ainda recebe luz do sol enquanto o chão está escuro (veja a foto da missão CRS-35 abaixo). No vácuo, a pluma se expande quase sem limite.
Cores por propelente
| Propelente | Aparência típica | Exemplos |
|---|---|---|
| Querosene (RP-1) + oxigênio líquido | Chama amarelo-alaranjada e brilhante, por fuligem (carbono) incandescente; às vezes fumaça escura | Saturn V (F-1), Falcon 9 (Merlin), Soyuz |
| Hidrogênio + oxigênio líquidos | Quase transparente, azulada/violeta-clara; o produto é basicamente vapor d’água | RS-25 do Ônibus Espacial e do SLS |
| Metano + oxigênio líquidos | Azul a azul-violeta, queima limpa com pouca fuligem; pode parecer alaranjada perto do chão por causa do ar e da poeira | Raptor (Starship), BE-4 (New Glenn) |
| Combustível sólido (perclorato de amônio + alumínio) | Branco-amarelada muito brilhante, com espessa fumaça branca de óxido de alumínio e outros produtos | Propulsores do Ônibus Espacial e do SLS |
As cores reais também dependem da proporção de mistura, da câmera e da luz ambiente.
Discos de Mach
Quando a pressão do jato não coincide com a do ar, formam-se ondas de choque e de expansão que se refletem dentro do jato, criando um padrão repetido de regiões brilhantes: os “discos” ou “diamantes de Mach”. O gás é recomprimido e reaquecido em cada choque e por isso brilha mais. São bem visíveis em motores a hidrogênio, como o RS-25, e em turbinas a jato com pós-combustor.
