Astronomia
O que são e pra quê servem
Tipos de órbitas de um satélite
Existem diferentes tipos de órbitas de um determinado satélite. Órbita é 'o jeito que ele gira', podendo ser circular, elíptica, polar ou geoestacionária. Quando um satélite é de órbita circular, ele gira em torno de 'alguma coisa' da mesma forma, ou seja, na mesma velocidade, sempre. Já na órbita elíptica (não tenho tanta certeza se usei as palavras certas, rs), ele gira em torno de 'alguma coisa' em velocidades diferentes, em determinados pontos mais devagar, ou mais rápido, pelo menos com a Terra é assim, na órbita elíptica, pois gira em torno do Sol de velocidades diferentes, ocasionando as estações do ano, etc. Um satélite em órbita polar passa sobre (ou quase sobre) ambos os pólos do planeta (ou outro corpo celestial) em cada uma de suas revoluções. Dessa forma, essa órbita tem uma inclinação igual ou próxima a 90 graus em relação ao equador. Órbitas polares são geralmente usadas para satélites de mapeamento geográfico, observação ou reconhecimento, inclusive satélites espiões, assim como alguns satélites meteorológicos. Os satélites geoestacionários são satélites que se encontram parados relativamente a um ponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do equador. Como se encontram sempre sobre o mesmo ponto da Terra, os satélites geostacionários são utilizados como satélites de comunicações e de observação de regiões específicas da Terra.
Quanto da massa total de um foguete é combustível
Tanque externo vazio = 35.500 quilos ; Propulsores (2) vazios = 84 mil quilos ; Foguete (nave) = 75 mil quilos Agora, com combustível: Tanque externo = Armazena 541 mil litros de oxigênio líquido (617 mil quilos) e 1.500.000 litros de hidrogênio líquido (102.500 quilos). Propulsores = Cada SRB armazena 500 mil quilos de combustível. O veículo completo - foguete, tanque externo, propulsores dos foguetes sólidos e todo o combustível - tem o peso total de 2.000.000 quilos no lançamento. Quanto chega em órbita (sem os propulsores nem tanque externo) fica com apenas 75 mil quilos. Chegamos a conclusão que 96,25% da massa de um foguete (ônibus espacial) é combustível e apenas 3,75% é a "nave" em si.
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Astronomia
Foguetes e Satélites: O que são, Pra quê servem, Velocidades, Controlar um Satélite em Órbita, etc
Foguetes e Satélites
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| Foguete que transporta o Satélite da Internet de alta velocidade ?Kizuna? |
Os foguetes e satélites tiveram inevitável importância no desenvolvimento da astronomia moderna (assim como em outras ciências), e sem dúvida continuarão a ter por um longo tempo. Eles continuarão dominando o lançamento de objetos ao espaço por um tempo inimaginável, pois as novas tecnologias de propulsão em desenvolvimento se aplicam melhor a naves espaciais: objetos colocados no espaço pelos foguetes, para de lá seguirem seu caminho pelo espaço e em conjunto com os satélites, eles são poderosos instrumentos de observação espacial e terrestre, além de terem muitas outras aplicações, por sua localização privilegiada. Esses objetos estão entre as invenções mais espetaculares do século XX. Os foguetes servem para enviar objetos ao espaço, sejam eles sondas, satélites, naves espaciais e até mesmo o Homem. Os satélites científicos são utilizados para observar a Terra ou o espaço ou para realizar experiências em micro gravidade. Os satélites de observação da Terra permitem estudar as mudanças climáticas, para estudar os recursos naturais, para observar fenómenos naturais, para o mapeamento de cidades e até para a espionagem (alguns foto-satélites tem o poder de aproximação de 1m de dimensão mas existem especulações de satélites secretos com maior poder de aproximação). Na Astronomia, os satélites são enviados para captar fotografias e estudar o Universo, os planetas, etc, 'mais de pertinho'.
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| Satélite - Internet |
Velocidades dos Foguetes e Satélites
Para sair da atmosfera terrestre e ir ao Espaço, os Foguetes precisam superar a força gravitacional da Terra, que os puxa pra baixo. Exemplo: Se atirarmos uma pedra para cima ela "sobe" e depois "desce", certo? Errado! Se atirarmos um corpo qualquer para cima com uma velocidade "muito" grande, esse corpo "sobe" e se livra do campo gravitacional da Terra, não mais "retornando" ao nosso planeta. A velocidade mínima para isso acontecer é chamada de velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Então, se a gente conseguisse jogar uma pedra a 40.320 Km/h, ela não iria retornar, pois não seria mais puxada pela gravidade e se livraria dela. Então, como vimos, para um corpo, objeto, ou 'massa' se livrar da gravidade da Terra ele teria que superá-la, ou seja, se a velocidade de escape (para se livrar da gravidade) é da Terra é de 40.320 Km/h, o Foguete precisa chegar à essa velocidade. Quando se aperta o botão para o foguete 'ir para o Espaço', ele começa com uma velocidade bem fraquinha, uns 10 Km, mas até chegar lá em cima, até a última 'camada' da atmosfera terrestre, precisa alcançar 40.320 Km/h, aí sim estará livre da gravidade e ficará no Espaço. Então, a velocidade média que um foguete precisa para 'sair' da Terra é maior do que 40.320 Km/h, muito rápido mesmo! Um satélite artificial gira ao redor da Terra à altura de 35800 km (raio da Terra = 6400 km; período de rotação = 24hr. Como o satélite gira em torno da terra, o seu centro de rotação coincide (é igual) com o centro da Terra, portanto o raio de rotação será = 6400 (da Terra) + 35800 = 42.200 Km. Com essa órbita, o espaço percorrido em uma volta ao redor da Terra é de Pi x 2 x 42200 = 265150 Km. Dividido pelo período de 24 horas, a velocidade do satélite será de 11047,9 Km/h.
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| ilustração do satélite Planck Surveyor |
Como manter e controlar um Satélite em órbita
O Centro de Rastreio e Controle de Satélites do INPE é constituído pelo Centro de Controle de Satélites ? CCS, em São José dos Campos, SP, e por estações terrenas em Cuiabá, MT, e em Alcântara, MA. O CCS constitui-se no cérebro da operação das missões espaciais do INPE. Sua função principal é garantir o bom desempenho do satélite, desde o momento em que este se separa do veículo lançador até o final de sua vida útil. Os computadores do CCS são capazes de monitorar e controlar o satélite, reconfigurar seus instrumentos de bordo e executar manobras de atitude, tudo seguindo um meticuloso plano de operações de vôo. Os telecomandos gerados pelo CCS são transmitidos aos satélites pelas Estações Terrenas de Cuiabá e Alcântara. As informações acerca do estado dos equipamentos de bordo, bem como sobre a posição do satélite no espaço, são recebidas pelas Estações Terrenas e retransmitidas ao CCS. As Estações Terrenas efetuam, ainda, as medidas que permitem determinar a órbita atual do satélite.
Tipos de órbitas de um satélite
Existem diferentes tipos de órbitas de um determinado satélite. Órbita é 'o jeito que ele gira', podendo ser circular, elíptica, polar ou geoestacionária. Quando um satélite é de órbita circular, ele gira em torno de 'alguma coisa' da mesma forma, ou seja, na mesma velocidade, sempre. Já na órbita elíptica (não tenho tanta certeza se usei as palavras certas, rs), ele gira em torno de 'alguma coisa' em velocidades diferentes, em determinados pontos mais devagar, ou mais rápido, pelo menos com a Terra é assim, na órbita elíptica, pois gira em torno do Sol de velocidades diferentes, ocasionando as estações do ano, etc. Um satélite em órbita polar passa sobre (ou quase sobre) ambos os pólos do planeta (ou outro corpo celestial) em cada uma de suas revoluções. Dessa forma, essa órbita tem uma inclinação igual ou próxima a 90 graus em relação ao equador. Órbitas polares são geralmente usadas para satélites de mapeamento geográfico, observação ou reconhecimento, inclusive satélites espiões, assim como alguns satélites meteorológicos. Os satélites geoestacionários são satélites que se encontram parados relativamente a um ponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do equador. Como se encontram sempre sobre o mesmo ponto da Terra, os satélites geostacionários são utilizados como satélites de comunicações e de observação de regiões específicas da Terra.
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| Combustível do foguete pode ser sólido ou líquido |
Quais são os combustíveis utilizados nos foguetes e nos satélites
O combustível utilizado em foguetes e lançadores de satélites dependerá da sua massa. Quanto maior a massa mais energia é requerida do combustível para colocar o objeto no espaço. No caso do ônibus espacial, que tem a maior massa de todos usa-se hidrogênio líquido e oxigênio líquido. A mistura dos dois forma água e desprende grande quantidade de energia que é usada para elevar a massa do ônibus para o espaço. Foguetes mais leves podem usar combustíveis líquidos como hidrazina ou metil hidrazina (combustível) e tetróxido de nitrogênio (oxidante). Alguns lançadores usam um combustível sólido só para sair do solo e só então "ligam-se" os motores com os combustíveis líquidos, pois o empuxo causado pelo combustível líquido por ser muito grande pode provocar uma trajetória errática junto ao solo. Uma vez no espaço os satélites (massa muito menor do que os foguetes) usam hidrazina para girar em torno de seu eixo (sem o comburente). Isso é normalmente realizado para direcionar os coletores solares que captam energia solar para alimentar os seus instrumentos em direção ao sol. Para movimentar um satélite no espaço usa-se uma mistura de hidrazina ou metil hidrazina e tetróxido de nitrogênio (as vezes é necessário tirar um satélite de uma órbita e transferi-lo para outra).
Quanto da massa total de um foguete é combustível
Tanque externo vazio = 35.500 quilos ; Propulsores (2) vazios = 84 mil quilos ; Foguete (nave) = 75 mil quilos Agora, com combustível: Tanque externo = Armazena 541 mil litros de oxigênio líquido (617 mil quilos) e 1.500.000 litros de hidrogênio líquido (102.500 quilos). Propulsores = Cada SRB armazena 500 mil quilos de combustível. O veículo completo - foguete, tanque externo, propulsores dos foguetes sólidos e todo o combustível - tem o peso total de 2.000.000 quilos no lançamento. Quanto chega em órbita (sem os propulsores nem tanque externo) fica com apenas 75 mil quilos. Chegamos a conclusão que 96,25% da massa de um foguete (ônibus espacial) é combustível e apenas 3,75% é a "nave" em si.
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| Satélite meteorológico norte-americano Noaa |
O uso de satélites meteorológicos e de sensoriamento remoto
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| Satélite Sino-Brasileiro de. Sensoriamento Remoto - CBERS |
Um satélite meteorológico é um tipo de satélite artificial que é primariamente usado para monitorar o tempo e o clima da Terra. Estes satélites, porém, vêem muito mais do que nuvens e formações de nuvens. Luzes das cidade, queimadas, efeitos de poluição, aurora, tempestades de raios e poeira, superfícies cobertas por neve e gelo, os limites das correntes oceânicas, etc. são outros tipos de informações ambientais coletadas através dos satélites meteorológicos. As imagens dos satélites meteorológicos ajudam no monitoramento das nuvens liberadas por vulcões como o Monte Santa Helena e da atividade de outros vulcões como o Etna. A fumaça da queimada de florestas também pode ser monitorada. Sensoriamento Remoto é o conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvos na superfície terrestre (objetos, áreas, fenômenos), através do registro da interação da radiação eletromagnética com a superfície, realizado por sensores distantes, ou remotos. Geralmente estes sensores estão presentes em plataformas orbitais ou satélites, aviões e a nível de campo. A NASA é uma das maiores captadoras de imagens recebidas por seus satélites. No Brasil, o principal órgão que atua nesta área é o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, então, Um satélite de sensoriamento remoto é aquele que registra informações na superfície da Terra, objetos, fenômenos, etc por meio de sensores 'imbutidos' nele.
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A distância média da Lua em relação à nosso planeta é de 384 400 km, mas e se ela estivesse, digamos, a mesma distância da Estação Espacial Internacional (cerca de 350 km)? A imagem que teríamos de nosso satélite natural seria similar à isso:...