– PDF - Ensino de Astronomia

Universidade Federal do ABC
Yuri Fregnani
e-mail: [email protected]
Ensino de Astronomia UFABC
Aula 20: Exploração do Espaço II
• Na última aula, vimos que a astronomia nasceu e evoluiu
através da curiosidade, necessidade e observação do
homem.
• Essa observação começou com os nossos olhos admirando
o céu, usamos gravetos para estudar o movimento do Sol e
instrumentos para enxergar mais longe.
• Chegamos ao momento onde ficar apenas na Terra não era
mais o bastante. Era necessário irmos mais longe,
enxergarmos mais detalhes e desbravar novos horizontes.
• Para continuar a responder nossas perguntas
e entendermos cada vez mais como nosso
planeta e o Universo ao nosso redor
funcionava, utilizamos telescópios.
• São eles que nos permitem enxergar mais
longe e revelam o que é invisível aos nossos
olhos. Para isso, foi desenvolvido vários tipos
de telescópios.
Tipos de Telescópio
• Podemos separar os telescópios em dois
grandes grupos:
– Telescópios Terrestres
• Telescópios Óticos
– Usam a luz dentro do espectro visível
• Rádiotelescópios
– Utilizando ondas de rádio para a formação de imagens
– Telescópios Espaciais
• Telescópios de Raios X, Raios γ, IR, Microondas, UV
• Devido
a
sua
composição,
outros
comprimentos de onda não conseguem
penetrar a atmosfera, o que impede que
telescópios terrestres as detectem.
• Para contornar esse problema é necessário
nos livrarmos desse “filtro” que é a atmosfera.
Para isso, precisamos ir ao espaço.
Telescópios Espaciais
• O primeiro telescópio espacial a ser lançado, e
provavelmente o mais famoso, foi o Telescópio
Hubble, em 24 de abril de 1990.
• Seu objetivo era investigar galáxias e estrelas
distantes que não eram possíveis serem
observadas da Terra.
Telescópio Hubble
• Edwin Powell Hubble, foi um
astrônomo americano e considerado o
fundador da astronomia extragaláctica.
• Foi o primeiro a provar que uma parte
das nebulosas observadas eram na
verdade galáxias fora da Via Láctea, e
que elas estavam se afastando umas
das outras a uma velocidade
proporcional à distância que as
separavam.
• O telescópio recebeu seu nome em
homenagem a sua colaboração para a Edwin Powell Hubble (1889 - 1953)
ciência.
Telescópio Hubble
•
Um dos maiores responsáveis
pelo
desenvolvimento
do
telescópio Hubble, foi Lyman
Spitzer.
•
Ele foi o primeiro astrônomo a
sugerir
a
colocação
de
telescópios espaciais em órbita
da Terra, com o objetivo de
obter imagens mais nítidas de
outras galáxias e astros do
universo.
Lyman Spitzer (1914 -1997)
Telescópio Hubble
• O telescópio Hubble foi idealizado para captar
a luz no espectro visível e infravermelho
próximo.
• Embora essas radiações possam ser
observadas por telescópios terrestres, as
imagem obtidas do espaço, sem interferência
da atmosfera, são muito melhores.
Telescópio Hubble
• A construção do Hubble começou ainda na década de
1980, mas devido a atrasos e a dificuldade na
construção do espelho, seu lançamento foi adiado
diversas vezes.
• Seu funcionamento é basicamente o mesmo de um
telescópio newtoniano, ou seja, ele usa espelhos para
refletir a luz para seus instrumentos.
• O espelho possui 2,4m de diâmetro e foi polido com
uma precisão de 30 nanômetros.
Espelho principal do Hubble
Telescópio Hubble
• Logo após o seu lançamento, pelo ônibus espacial
Discovery, foi detectado um defeito no espelho do
telescópio.
• Os astrônomos não conseguiam focar as imagens
registradas por ele, e os resultados eram iguais ou
abaixo dos telescópios terrestres.
• O espelho apresentava um defeito, a aberração
esférica, um tipo de aberração que ocorria por um
1
desvio no polimento do espelho de apenas
da
50
espessura de um fio de cabelo humano.
Telescópio Hubble
• Trocar o espelho defeituoso seria caro e muito
difícil. Para resolver o problema encontraram
uma alternativa melhor.
• Projetaram um óculos para o Hubble. A
aberração esférica fazia com que o telescópio
ficasse míope, então decidiram mandar uma
missão até o telescópio para acrescentar
pequenas lentes que corrigiram o defeito.
Telescópio Hubble
• Junto com a missão para a manutenção do
espelho em 1993, também foram trocados e
instalados novos instrumentos.
• Em 1997 ocorreu mais uma missão para a
troca de equipamentos e sensores que haviam
parado de funcionar, bem como uma melhoria
na câmera, que a deixou mais sensível.
Telescópio Hubble
Telescópios Espaciais
• Os telescópios espaciais têm a vantagem de
não precisarem lidar com as interferências
causadas pela atmosfera da Terra.
• Por conta disso, mesmo os telescópios que
operam dentro do espectro visível da luz,
conseguem
resultados
melhores
em
comparação com os telescópios terrestres.
Telescópios Espaciais
• O telescópio Hubble não é o único telescópio
lançado ao espaço.
• Apesar dele enxergar dentro do espectro
visível e do infravermelho, existem telescópios
que nos dão outra visão sobre o que há no
Universo.
• Atualmente, conseguimos enxergar o Universo
através dos Raios X, Raios γ, Infravermelho
(IR), Microondas e Ultravioleta (UV).
Espectro Eletromagnético
Telescópios Infravermelho
• O infravermelho próximo, o comprimento de
onda logo acima do espectro visível (~750nm),
ainda é observável da Terra em montanhas
altas com o clima seco, porém o infravermelho
mais distante só é observado do espaço.
• Esse tipo de telescópio funciona de forma
similar aos telescópios óticos, mas possuem
uma particularidade, têm que ser resfriados.
Telescópios Infravermelho
• Todo o corpo a uma temperatura acima do zero absoluto, emite
radiação no espectro infravermelho, inclusive o próprio telescópio.
• Desse modo, para não haver interferência entre a radiação captada
do meio e a radiação produzida pelo telescópio é necessário resfriálo com hélio líquido que fica em torno de -270°C.
• É esse mesmo fenômeno que impede de detectarmos a radiação IR
da Terra.
• Ao observarmos nessa faixa de comprimento de onda, é possível
observar a formação de estrelas e galáxias e a composição química
de planetas.
Telescópio Spitzer (NASA)
Nebulosa Olho de Deus – Imagem tirada pelo telescópio Spitzer (2007)
Telescópios para Microondas
•
Esses telescópios também funcionam de forma similar aos telescópios
óticos, ou seja, usam espelhos para refletirem as ondas.
•
Assim como os telescópios para infravermelho, esses telescópios têm que
ser resfriados para evitar interferência devido a radiação emanada por
eles próprios.
•
As microondas são muito estudas pois possibilitam observar a radiação
cósmica de fundo (a mesma radiação detectada por Arno Penzias e Robert
Wilson em sua antena) e sinais da formação do Universo.
•
A maior parte dos dados acerca da radiação cósmica de fundo provém de
telescópios espaciais, como o COBE (Cosmic Background Explorer) e o
Planck, que terminou em 2012 de mapear a radiação cósmica de fundo
com grande precisão angular.
Telescópio Planck (ESA)
Radiação cósmica de fundo – Imagem feita pelo telescópio Placnk
Telescópios para Ultravioleta
• Os telescópios para investigação do ultravioleta
próximo também funcionam como os telescópios
óticos, porém para comprimentos mais distantes
de ultravioleta os telescópios funcionam de
forma bem diferente, parecidos com os
telescópios de raio X.
• São de extrema importância para a investigação
de nebulosas, uma vez que nessa faixa de
comprimento de onda é possível observar a
formação de estrelas e galáxias.
Telescópios para Ultravioleta
• É através da analise da emissão dessa
radiação, junto com a infravermelha, que
podemos deduzir a composição química de
estrelas e nebulosas.
• Também nos permitem observar regiões
escuras, onde as ondas dentro do espectro
visível não conseguem ultrapassar.
Telescópio GALEX (NASA)
Galáxia espiral Andrômeda - http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1492.html
Telescópios de Raios X
•
Raios X no espaço nos dão o mesmo poder de uma radiografia, revelam coisas que
a princípio são invisíveis.
•
Diferentes dos outros telescópios, seu funcionamento não é igual a um telescópio
ótico, uma vez que os raios X não são refletidos.
•
Essas ondas atravessam o espelho sem serem defletidos devido ao comprimento
de onda do raio X ser menor do que os raios óticos. Para captar esses raios é
necessário um conjunto de espelhos hiperbólicos concêntricos.
•
Essa montagem faz com os raios “raspem” os espelhos, ricocheteando em direção
ao detector.
•
Raios X são utilizados a observação de Supernovas e Buracos Negros, além de
determinar a distribuição de Matéria e Energia Escuras.
Telescópio Chandra (NASA)
Remanescente da Supernova G299.2-2.9 - http://chandra.si.edu/photo/2015/g299/
Telescópios de Raios γ
•
Raios γ não podem ser defletidos por espelhos, mesmo pela técnica do “ricocheteamento”.
São fótons de energia muito alta, emitidos por processos nucleares e eventos
ultraenergéticos, como Quasares, supernovas próximas, colisão de estrelas massivas e
provavelmente as explosões finais de estrelas de nêutrons.
•
A detecção desse tipo de radiação é feita com técnicas similares àquelas pra detecção de
raios cósmicos, nós detectamos as partículas secundárias produzidas pelos raios gama.
•
Um dos grandes mistérios da Astronomia atual são os “Gama Ray Bursts”, que é o
aparecimento, por pouco segundos, de fontes de raios gama nos mais diversos pontos do
cosmos.
•
Como a emissão dura pouco tempo, não há como precisar a localização da fonte, assim como
medir sua distância. Atualmente, sempre que uma destas fontes é detectada, imediatamente
toda uma rede global de telescópios é voltada para o ponto de emissão, na forma de uma
tentativa de imagear, no visível, a fonte destes raios-gama.
Telescópio Compton (NASA)
Telescópios Espaciais
• Esses tipos de telescópios são os principais, mas há planos
para o lançamento de telescópios de ondas gravitacionais.
• Algumas das missões em planejamento e/ou execução para
o futuro, são:
•
•
•
•
2015: Darwin Mission – Infravermelho (adiado)
2017: Euclid – Infravermelho
2018: LISA - Ondas gravitacionais
2018: James Webb Space Telescope (JWST) - Infravermelho,
“Sucessor” do Telescópio Hubble
• Não só de telescópios vive a astronomia. Todo
esse avanço precisou passar por um momento
muito tenso da história mundial.
• Para lançarmos um telescópio até o espaço é
necessário um veículo especial, os ônibus
espaciais.
• A história dos ônibus espaciais começa muito antes,
durante a Guerra Fria, onde Rússia e EUA estavam em
constante atrito.
• A Guerra Fria começou em 1945, após o final da Segunda
Guerra Mundial, e se estendeu até 1991 com a extinção da
União Soviética.
• Esse período foi marcado por uma corrida política, militar,
econômica, social e ideológica. Porém, um dos aspectos
mais marcantes e que trouxe um enorme avanço
tecnológico para a humanidade, foi a Corrida Espacial.
Corrida Espacial
• Um dos campos que mais se beneficiaram com a Guerra Fria foi o
da tecnologia. Para se mostrarem superiores, tanto EUA como a
URSS investiram muito em melhorias para seus arsenais militares.
Assim, algumas tecnologias usadas hoje foram criadas nesse
período. Uma das mais significativas foi a internet.
• Os americanos já possuíam uma tecnologia de bombardeiros
melhor do que a usada pelos russos, o que preocupava a URSS. Para
não ficarem para trás, os soviéticos começaram a investir
pesadamente em tecnologia de lançamento de mísseis.
• A tecnologia aeroespacial necessária para o lançamento de um
míssil é muito parecido com a usada em lançamentos de foguetes,
o que levou a Rússia a criar a Sputnik 1, o primeiro artefato humano
a ir ao espaço e orbitar o planeta.
Sputnik I
• A Sputnik 1 foi lançada em 4 de outubro de 1957. Era uma esfera de
aproximadamente 50cm e pesava 83,6kg. Não tinha nenhuma
função, a não ser transmitir um sinal de rádio, "beep", que podia
ser sintonizado por qualquer radioamador.
• Orbitou o nosso planeta por três meses antes de cair, e seu foguete
lançador foi adaptado de um foguete lançador de ogivas nucleares.
• Possibilitou aos cientistas deduzirem a densidade da atmosfera
superior pela resistência que o satélite aguentou em órbita, e a
propagação dos seus sinais de rádio deu informações sobre a nossa
ionosfera.
• Sendo o primeiro satélite a ser lançado deu um início “oficial” para
corrida espacial.
Sputnik I
Sputnik II
•
Houve um total de 8 missões Sputnik que fizeram parte do Programa
Sputnik. Mas com certeza a mais famosa foi a Sputnik II.
•
Após o sucesso da missão anterior, em Novembro do mesmo ano os
russos decidiram levar um ser vivo ao espaço.
•
A Sputnik II pesava 543,5 kg e possuía diversos sensores para acompanhar
os sinais vitais do animal em seu interior. O animal era a cachorrinha Laika,
um dos animais mais famosos de todos os tempos.
•
A nave estava equipada com instrumentos para medir a radiação solar e os
raios cósmicos, um sistema de geração de oxigênio acompanhado de
sistemas para absorver dióxido de carbono, e outro para evitar o
envenenamento por oxigênio. Além disso, o satélite foi provido com
comida suficiente para um voo de sete dias, e estava em forma de
gelatina.
Sputnik II
• Também foi feito um traje espacial para Laika. O animal foi
equipado com uma bolsa para armazenar seus dejetos, e com uma
cadeirinha que limitava seus movimentos, ela podia apenas sentar
ou ficar de pé, uma vez que a cabine não tinha espaço para que ela
se movimentasse.
• Dados biológicos do animal foram monitorados durante uma
semana. Mas Laika acabou morrendo. O governo na época, dizia
que ela teria morrido por falta de oxigênio depois de uma semana.
• Anos mais tarde, os cientistas revelaram que ela morreu poucas
horas depois do lançamento, em pânico, devido ao
superaquecimento da cabine. :,(
Sputnik II
Sputinik II
• Leika foi de grande
importância
para
a
ciência.
Os
dados
coletados durante seu
voo e sua triste morte
possibilitaram entender
melhor os efeitos de um
lançamento desse tipo
causa no corpo e abriu
também a discussão
sobre o maus tratos aos
animais.
Laika (1954 - 1957)
• Outros animais foram ao espaço e nos
ajudaram a entender diversos aspectos do
impacto do espaço em seres vivos.
• Desde cachorros e macacos, até tartarugas,
aranhas e moscas.
• Mas era chegado a hora do homem alcançar a
fronteira final.
O Homem no Espaço
• Com as missões Sputnik, a União Soviética estava à frente dos
Estados Unidos na corrida espacial, e conseguiram, em 1961, lançar
a Vostok 1, uma pequena nave de 4,4m de comprimento, 2,4m de
diâmetro e pesava 4725kg.
• O primeiro homem a ir ao espaço e voltar são e salvo, foi o russo
Yuri Alekseievitch Gagarin.
• Seu voo demorou 108 minutos a uma altura de 315 km, em um voo
totalmente automatizado, com uma velocidade aproximada de
28000km/h. Ele deu uma volta completa em órbita ao redor do
planeta. Pela proeza, recebeu a medalha da Ordem de Lenin.
• Foi Gagarin quem disse a famosa frase: “A Terra é azul.” quando
estava a bordo da Vostok 1.
Yuri Alekseievitch Gagarin
O Homem no Espaço
• O primeiro astronauta a realizar uma Atividade
Extraveicular (EVA, na sigla em inglês), foi o
cosmonauta soviético Alexei Leonov.
• Seu passeio aconteceu em março de 1965 e durou 20
min. Leonov teve problemas para voltar para dentro de
seu módulo, a nave Voskhod 2.
• Seu traje espacial acabou inflando, o que impedia sua
reentrada na nave. Para poder retornar, fez uma
arriscada manobra, diminuindo a pressurização de seu
traje.
Alexei Leonov
O Homem no Espaço
•
Depois dessa missão, os Estados Unidos decidiram acelerar o seu programa
espacial, fazendo com que o então presidente, John F. Kennedy, prometesse enviar
americanos à Lua e trazê-los de volta até o fim da década.
•
“Em primeiro lugar, eu acredito que esta nação deve se comprometer consigo
mesma em atingir o objetivo de: antes que essa década termine, fazer pousar um
homem na Lua e trazê-lo de volta a Terra a salvo. Nenhum outro projeto espacial
nesse período vai ser mais impactante para a humanidade, ou mais importante
para a exploração do espaço profundo; e nenhum outro vai ser tão difícil ou tão
dispendioso para ser atingido.” Diria o presidente em seu discurso.
•
Os soviéticos tentaram chegar na frente dos americanos, mas não conseguiram.
Os Estados Unidos, entretanto, enviaram a missão tripulada Apollo 8 no Natal de
1968 a uma órbita lunar.
•
O passo seguinte foi o pouso na superfície da Lua. A missão Apollo 11 conseguiu
realizar com sucesso a missão, e Neil Armstrong e Buzz Aldrin tornaram-se os
primeiros humanos, respectivamente, a caminhar em outro corpo celeste.
“Um pequeno passo para o homem, mas um
grande salto para a humanidade.”
- Neil Armstrong
Pé de Neil Armstrong no solo lunar
Neil Armstrong & Buzz Aldrin
• Todos os homens e mulheres que foram ao
espaço são considerados heróis e chegaram a
onde outra pessoas jamais chegarão perto.
• Mas para irem até lá, foi necessário um
grande esforço em engenharia para a
construção do veículo responsável para a
viagem.
Foguetes Espaciais
• Os primeiros foguetes utilizados
eram descartáveis, o que gerava um
grande custo para o lançamento de
satélites e naves.
• Por conta disso, a NASA precisava
desenvolver um foguete reutilizável.
Saturno V
• O foguete do projeto Apollo foi o maior e mais
caro foguete do mundo a ser utilizado com
sucesso.
• O Saturno V, envolveu Boeing, North American
Aviation, Douglas Aircraft Company sob
coordenação da IBM, para a sua criação.
• Funcionava em três estágios com combustíveis
diferentes. Realizou 13 missões e foi aposentado
em 14 de maio de 1973.
Missões do Saturno V
Número de série
Missão
Data de lançamento
Notas
SA-501
Apollo 4
9 de novembro de1967
Primeiro voo de teste
SA-502
Apollo 6
4 de abril de 1968
Segundo voo de teste
SA-503
Apollo 8
21 de dezembro de1968
Primeiro voo tripulado do Saturno V
e da órbita lunar
SA-504
Apollo 9
3 de março de 1969
Testes do módulo lunar (LM)
na órbita da Terra
SA-505
Apollo 10
18 de maio de 1969
Testes do módulo lunar (LM) na
órbita lunar
SA-506
Apollo 11
16 de julho de 1969
Primeira Alunissagem tripulada
SA-507
Apollo 12
14 de novembro de1969
Alunissagem perto do Surveyor 3
SA-508
Apollo 13
11 de abril de 1970
SA-509
Apollo 14
31 de janeiro de 1971
SA-510
Apollo 15
26 de julho de 1971
Missão fracassada, tripulação a
salvo
Alunissagem perto da cratera Fra
Mauro
Levou o primeiro jipe lunar
SA-511
Apollo 16
16 de abril de 1972
Alunissagem nos altos de Descartes
SA-512
Apollo 17
6 de dezembro de1972
Primeiro e único lançamento
noturno, Final do programa Apollo
SA-513
SA-514
SA-515
Skylab 1
14 de maio de 1973
Não Lançado
Não Lançado
Skylab de dois estágios
Ônibus Espacial
• Afim de diminuir os custos e melhorar a
operabilidade, a NASA desenvolveu os Space
Shuttle, os Ônibus Espaciais.
• A capacidade de se adaptarem as mais diversas
missões, fez com o que fossem utilizados até
2011.
• Seu projeto começou em 1975 com testes
acoplados a um Boing 747 adaptado, e em 1981
fez sua primeira missão.
Ônibus Espacial
• Todos os ônibus espaciais seguiram uma construção básica:
– Veículo reutilizável: também chamado de módulo, é a nave
propriamente dita. Com aspecto externo semelhante ao de uma
aeronave, tem asas delta e é capaz de planar no seu retorno e pousar
como um avião. É o local onde ficam a tripulação e a carga.
– Tanque de combustível externo: em inglês chamado de External Tank
(ET), fica fixado temporariamente no veículo reutilizável. É onde fica
guardado o combustível usado durante a decolagem.
– SRB (Solid Rocket Booster): são foguetes propulsores de combustível
sólido, não descartáveis, muito potentes, que ficam fixados
temporariamente no tanque de combustível externo. São responsáveis
por 70% da força usada para o lançamento.
ET
Módulo
SRB
Ônibus Espacial
• Quando submetidos à máxima potência, durante
o lançamento, os motores chegam a consumir
4000 litros de combustível por segundo.
• O tanque externo tem 47m de altura e 8m de
diâmetro e o tanque externo, fabricado com
estrutura de alumínio, possui 48m de
comprimento.
• São usados, em média, 2 milhões de litros de
combustíveis a cada lançamento.
Ônibus Espacial
• Os ônibus espaciais foram usados para colocar,
posicionar e reposicionar satélites, além de realizarem
sua manutenção.
• Também foram responsáveis pelo lançamento do
Hubble, além da sua manutenção e também ajudaram
no lançamento da Estação Espacial Internacional.
• Apesar de seu sucesso nas operações, foram
aposentados pela NASA em 2011, devido aos altos
custos de manutenção e por serem considerados muito
velhos.
Ônibus Espacial
• Mesmo tento acabado as missões dos Space
Shuttles, as missões espaciais não acabaram.
• Hoje em dia é usada a nave espacial soviética
Soyuz. Ela pode acomodar três cosmonautas e
tem capacidade de levar suprimentos.
• A Soyuz é a nave espacial com maior período de
uso na história da exploração espacial e é
considerada até hoje muito eficiente e segura,
não ocorrendo acidentes fatais desde 1971.
Ônibus Espacial
• Possuiu diversos modelos durantes os anos da Guerra Fria,
sempre sendo adaptada para usos específicos, mostrandose muito versátil.
• A Soyuz TMA-M é a última versão da nave e foi projetada
para se adequar tanto as necessidades dos russos quanto
dos americanos, que hoje, pegam “carona” nela.
• A primeira missão tripulada, a Soyuz 1, aconteceu em 23 de
abril 1967, mas terminou com um acidente devido a uma
falha de paraquedas, matando o cosmonauta Vladimir
Komarov.
Soyuz TMA-9
• Com o homem tendo conseguido viajar até o
espaço, foi necessário criarmos uma maneira
melhor e mais segura para ficarmos lá.
• Para isso, foram criadas as Estações Espaciais.
Grandes módulos que foram colocados em
órbita servindo de laboratório e moradia para
diversos astronautas.
MIR
• A primeira estação espacial modular criada pelo
homem, operou entre 1986 e 2001. Foi criada pela
União Soviética e montada em órbita entre os anos
1986 e 1996.
• Funcionou como laboratório de pesquisa de
microgravidade, onde foram realizados experimentos
sobre biologia, biologia humana, física, astronomia e
meteorologia, além do desenvolvimento de sistemas e
tecnologias necessárias para a ocupação humana
permanente do espaço.
MIR
• Foi a primeira estação de pesquisa continuamente habitada
em órbita, e estabeleceu o recorde de presença humana
contínua no espaço, com 14 meses.
• Valeri Polyakov passou 437 dias e 18 horas a bordo da MIR
em sua segunda missão. Somando o tempo total de suas
duas missões, o cosmonauta passou 678 dias, 16 horas e 33
minutos fora da Terra.
– Soyuz TM-6 / Soyuz TM-7 – 28 de agosto de 1988 a 27 de abril, 1989 –
240 dias, 22 horas, 34 minutos
– Soyuz TM-18 / Soyuz TM-20 – 8 de janeiro de 1994 a 22 março, 1995 –
437 dias, 17 horas, 58 minutos
Valeri Polyakov
MIR
• Os módulos que compunham a estação eram
construídos em solo e depois mandados até o
espeço pelas naves Soyuz. Mais tarde houve
missões realizadas com os Ônibus Espaciais.
• A MIR começou a ter problemas técnicos no final
dos anos 90. Alegando falta de verba, o Governo
da Rússia decidiu "afogá-la" no Oceano Pacífico
em Março de 2001. Sendo substituída pela
Estação Espacial Internacional.
MIR
Estação Espacial Internacional
•
A Estação Espacial Internacional (ISS, em inglês) é a atualmente a mais moderna estação
espacial em funcionamento. Sua montagem em órbita começou em 1998 e acabou
oficialmente em 8 de Junho de 2011. Devido ao seu grande tamanho (109 metros de largura,
73 metros de comprimento, 20 metros de altura), e sua órbita baixa (entre 340km e 353km),
é possível vê-la a olho nu.
•
A construção e manutenção da ISS envolve diversos programas espaciais, sendo um projeto
conjunto da Agência Espacial Canadense (CSA/ASC) , Agência Espacial Europeia (ESA), Agência
Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) , Agência Espacial Federal Russa (ROSKOSMOS) e
Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) dos Estados Unidos.
•
O Brasil assinou um acordo exclusivo e direto com a NASA para produzir equipamentos
específicos, em troca, teríamos acesso aos equipamentos norte-americanos e permissão para
enviar um astronauta brasileiro à estação. Entretanto, o Brasil está atualmente fora da
Estação Espacial Internacional devido à incapacidade de fornecer os componentes.
Estação Espacial Internacional
Estação Espacial Internacional
•
A ISS completou em 27 de junho de 2008, 55000 órbitas em torno da Terra desde
o lançamento do módulo Zarya, o primeiro a ser lançado para o espaço.
•
A estação foi atendida principalmente pelos ônibus espacial e pelas naves Soyuz e
Progress. O último voo de um ônibus espacial, o Atlantis, foi realizado em 8 de
julho de 2011.
•
Assim como a MIR, a ISS é utilizada continuamente para realização de experiências
científicas nas mais diversas áreas, como o estudo de vegetais sendo cultivados em
microgravidade, até aplicações tecnológicas no desenvolvimento de mecanismos
para dissipação de calor.
•
O prazo de validade para a Estação Espacial vai até 2020, data estimada para
encerrar as atividades, já que alguns módulos já terão mais de 20 anos. Porém, a
NASA verificou que elementos-chave da estação podem operar até pelo menos
2028. Estender a utilização da ISS dependerá se os benefícios vão compensar os
gastos, caso contrário, o plano é desorbitar a ISS na atmosfera da Terra, em algum
lugar sobre o Oceano Pacífico.
Brasil no Espaço
• Infelizmente, o Brasil não tem ainda uma expressiva história de
conquistas espaciais, mas já evoluímos muito na área aeroespacial.
• Programas como a Missão Espacial Completa Brasileira (MECB) visa
o projeto, desenvolvimento, construção e operação de satélites de
fabricação nacional, a serem colocados em órbitas baixas por um
foguete projetado e construído no país e lançado de uma base
situada no país.
• Esse projeto ainda está rendendo frutos e em 1° de setembro de
2014, lançamos com sucesso nosso primeiro foguete de propulsão
líquida, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara.
Brasil no Espaço
•
Talvez a mais famosa missão espacial
brasileira tenha sido a feita pelo
tenente-coronel da Força Aérea
Brasileira, Marcos Cesar Pontes.
•
Ele foi o primeiro, e por enquanto
único, astronauta brasileiro e o
primeiro sul-americano a ir ao
espaço.
•
Em 30 de março de 2006, partiu em
direção
à
Estação
Espacial
Internacional (ISS) a bordo da nave
russa Soyuz TMA-8, com oito
experimentos científicos brasileiros
para execução em ambiente de
microgravidade. Retornou no dia 8 de
abril a bordo da nave Soyuz TMA-7.
Sondas Espaciais
• Além dos animais, estações e astronautas que
enviamos ao espaço, também mandamos
diversas sondas, satélites e robôs para lugares
que ainda são impossíveis de alcançar para nós.
• Já enviamos sondas para todos os planetas do
Sistema Solar, além do próprio Sol, da Lua e de
alguns cometas.
• Com isso, o homem deixou sua marca ao menos
na sua vizinhança cósmica.
Sondas Espaciais
•
Todas as sondas tem como objetivo o estudo do astro alvo. Elas podem ser
separadas em seis tipos principais.
•
Sobrevoo (flyby): As sondas sobrevoo passam próximas dos objetos de
estudo, obtendo imagens de perto ou analisando-os com seus
instrumentos. As primeiras sondas espaciais eram desse tipo.
•
Orbitador (orbiter): sonda que entra em órbita de um astro, passando a
funcionar como um satélite artificial do astro.
•
Impacto: Uma sonda desse tipo colide com o corpo celeste, analisando-o
durante a aproximação ou o impacto. O impacto também pode ejetar
matéria do astro a ser estudado por telescópios ou outras sondas.
Sondas Espaciais
• Aterrissadora (lander): sonda que pousa em um
astro para analisá-lo in loco, ou seja, diretamente
nele. Muitas vezes levam uma sonda veicular.
• Veicular (rover): sonda com capacidade de
locomoção para analisar uma área maior de um
astro.
• Observatório: sonda com capacidade telescópica.
Também são clasificadas como telescópios.
New Horizons (Sobrevoo) – 9 anos até chegar a Plutão. Foi a
primeira sonda a sobrevoar Plutão, e a fotografar suas pequenas
luas. Atualmente está a 5.013×109 km ou 4,6 horas-luz da Terra.
Messenger (Sonda Orbitadora) – Orbitou Mercúrio. Lançada em 3 de Agosto de 2004, encerrou sua
missão em 30 de Abril de 2015.
Perfil de Mercúrio registrado pela Messenger.
LCROSS chocou-se na superfície lunar, em 2009, levando à descoberta de água entre o material
levantado pelo impacto.
Phoenix Mars (Aterrisadora) – Pousou em Marte em 25 de Maio de 2008. Estuda o
solo próximo em busca de sinais de vida.
Curiosity (Veicular) – Pousou em Marte, com a ajuda de
um guindaste voador, em 6 de Agosto de 2012. Estuda o
solo marciano.
Turismo Espacial
• Com a rápida evolução da exploração espacial, o
interesse do público em geral aumentou.
• A vontade de conhecer o espaço e poder ter uma
vista privilegiada passou a ser um desejo comum
entre aqueles que admiram as estrelas.
• Naturalmente, o turismo espacial começou a
surgir.
Turismo Espacial
• A empresa Virgin Galactic oferece atualmente
passagens para voos sub-orbitais, em espaçonaves
próprias.
• A passagem custa 580 mil reais e é necessário entrar
na fila de espera, tendo que passar por rigorosos
exames médicos e podendo ser reprovado.
• Alguns brasileiros já fizeram reservas, entre eles o expiloto de Fórmula 1, Rubens Barrichello.
Virgin Galactic
Espaço Privado
• Outra evolução natural na exploração do espaço é o interesse
privado de empresas.
• Com custo que passam vários milhões de dólares, voos e missões
espaciais são um grande custo mesmo para governos de países
como os EUA.
• Empresas privadas que fazem viagens de entrega para a ISS tem
surgido, sendo a mais conhecida a Space X.
• Fundado por Elon Musk, cofundador do PayPal, em 2002, em25 de
Maio de 2012, entrou para fez história sendo a primeira empresa
privada a realizar um de reabastecimento para a Estação Espacial
Internacional.
Space X
O Futuro
• O futuro da exploração espacial é empolgante e com
certeza, as próximas décadas serão excitantes para
cientistas e turistas.
• Novas sondas, satélites, telescópios e foguetes
prometem nos levar ainda mais longe, com a promessa
de novas descobertas e perguntas.
• Já existem planos para uma missão tripulada até Marte
e mesmo turismo na Lua, mas todas essas atividades
demandam muita evolução de engenharia e
tecnologia, e com certeza, não aconteceram tão cedo.
Links Interessantes
•
Livros da NASA com a história e várias fotos do Hubble: https://hubble25th.stsci.edu/resources/7
•
Notas de aula da UNB sobre os tipos de telescópios:
http://www.fis.unb.br/observatorio/notasdeaula/aula010.pdf
•
Slides sobre radiotelescópios e micro-ondas do IAG:
http://www.astro.iag.usp.br/~jorge/aga5802_2012/10_Radio_e_Microondas_Fernando.pdf
•
Lista de vários telescópios espaciais (inglês):
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_space_telescopes
•
Infográfico contando sobre a ISS: http://noticias.terra.com.br/ciencia/infograficos/iss/
•
Os oito experimentos brasileiros levados à ISS:
http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u14400.shtml
•
História da ISS: http://canaltech.com.br/materia/ciencia/Tudo-sobre-a-Estacao-EspacialInternacional/
•
Todas as sondas Espaciais em operação: http://spaceprob.es/
Links Interessantes
•
Resumo com as principais Sondas Espaciais: http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2012/08/conheca-sondasenviadas-pela-nasa-e-outras-agencias-ao-espaco.html
•
Vídeo com a evolução das imagens de Plutão (Inglês):
http://www.slate.com/articles/video/video/2015/07/pluto_pictures_history_1930_discovery_to_new_horizons_images_vid
eo.html
•
Como avistar a ISS a olho nu: http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2014/09/saiba-como-avistar-estacaoespacial-internacional-olho-nu.html
•
Infográfico sobre a sonda Pheonix (Inglês): http://archive.azcentral.com/ic/pdf/0525marspage.png
•
Simulação do pouso da Sonda Curiosity em Marte: https://www.youtube.com/watch?v=a4YqNoLkmxE
•
Galeria de fotos do Telescópio Hubble: http://hubblesite.org/gallery/album/entire/
•
APP ISS onLive para ver as câmeras da ISS ao vivo (Android):
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.polilabs.issonlive&hl=pt-BR
•
APP ISS onLive para ver as câmeras da ISS ao vivo (iPhone): https://itunes.apple.com/us/app/isslive/id502032954?mt=8
Obrigado
Espero que tenham gostado do
curso. =)