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Astronomia e Astrofísica
Parte 2
SATÉLITES NATURAIS E EXPLORAÇÃO
ESPACIAL
E.E. “Profª Alcina Moraes Salles”
Bruno Lima Emidio
Leda Maria
Satélites Naturais do Sistema Solar
O sistema solar tem também como objetos astronômicos de grande
importância astronômica, os satélites influenciam e são influenciados pela
gravidade dos planetas que orbitam, alguns tem atividades geológicas
importantes, e variam de tamanhos, comparáveis, alguns a tamanhos de
planetas de nosso próprio sistema solar.
Acompanhemos nos próximos slides alguns destes satélites, onde
descreveremos os satélites, conforme a proximidade dos planetas que
orbitam do Sol, onde sabemos que Mercúrio, Vênus não possuem satélites.
Principais Satélites do Sistema Solar comparados a Terra.
TERRA
Satélite(s): Lua
Lua
A Lua é o satélite natural mais
conhecido
e
estudado
pela
humanidade. Sua influência sobre a
Terra é nítida, onde afeta o regime das
marés.
A formação da Lua ainda
continua desconhecida, mas a teoria
de formação da Lua reside no que
chamamos de “Big Splash”, onde um
objeto com o tamanho de Marte teria
se chocado com a Terra e os objetos
expulsos desta colisão teriam formado
um anel que se condensou e formou a
Lua.
Características da Lua:
Massa (kg): 7,349 x 1022
Diâmetro (km): 3474,0
Composição Atmosférica:
H – 23%
Ne – 25%
He – 25%
Ar – 20%
Temperatura Média: -53°C
MARTE
Satélite(s): fobos / deimos
Fobos
Fobos é o satélite natural
que orbita mais próximo de seu
planeta, a cerca de 6 mil metros de
distância.
Características de Fobos:
Massa (kg): 1,08 x 1016
Diâmetro (km): 26
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: ?
Deimos
Deimos é o menor satélite
do sistema solar, e um dos dois que
orbitam Marte.
Características de Deimos:
Massa (kg): 1,8 x 1015
Diâmetro (km): 15
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: ?
JÚPITER
Satélite(s): io / calisto / ganímedes / europa e outros 62 satélites
Calisto
Calisto é a terceira maior
Lua do Sistema Solar, com o tamanho
aproximado de Mercúrio. Sua
superfície é a mais antiga dentre os
satélite, cerca de 4 bilhões de anos, e
é bastante caracterizada pelo
impactos com meteoritos, fazendo a
água emergir a superfície, dando
aspecto brilhante.
Características de Calisto:
Massa (kg): 1,08 x 1023
Diâmetro (km): 2400
Composição Atmosférica:
CO² - ?
Temperatura Média: -139° C
Io
Io é a Lua de Júpiter com
maior atividade vulcânica do Sistema
Solar. Sua órbita é afetada além da
gravidade de Júpiter, por Europa, e
Ganímedes, duas outras grandes
luas.
Características de Io:
Massa (kg): 8,94 x 1022
Diâmetro (km): 1815
Composição Atmosférica:
Dióxido de Enxofre - 90%
Temperatura Média: -143° C (pode
atingir até 1700° C
Ganímedes
Ganímedes é a maior Lua do
Sistema Solar. Tudo indica que esta
lua possua quantidade expressiva de
Oxigênio e Ozônio em sua atmosfera,
bem como processo geológicos que
levam ao tectonia de placas.
Características de Ganímedes:
Massa (kg): 1,48 x 1023
Diâmetro (km): 2.631
Composição Atmosférica:
O² - ? O³ - ?
Temperatura Média: -203,2°C
Europa
Europa é única em relação a
outras luas e em relação a outros
astros pois possuí uma grossa
camada de gelo em sua superfície, e
um dos possíveis lugares em nosso
sistema solar onde possa abrigar
vida, pois acreditam que bem como
na Terra, abaixo de seu manto de
gelo, haja atividade tectônica e água
em estado líquido.
Características de Europa:
Massa (kg): 4,8 x 1022
Diâmetro (km): 1569
Composição Atmosférica:
O-?
Temperatura Média: -171° C
Leda
É a menor Lua de Júpiter,
muito pouco ainda é conhecido
sobre este corpo celeste.
Características de Leda:
Massa (kg): 5,68 x 1015
Diâmetro (km): 8
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: ?
SATURNO
Satélite(s): titã / reia / japeto / dione e outros 57 satélites
Titã
É a segunda maior Lua do
Sistema Solar, e aquela com maior
densidade atmosférica, inclusive
maior que a de nosso Planeta.
Possivelmente, pode abrigar vida, de
acordo com a sonda CassiniHyugens, que tirou imagens de lagos
de metano e azoto
Características de Titã:
Massa (kg): 1,35 x 1023
Diâmetro (km): 2.575
Composição Atmosférica:
N² - 95% CH4 – 5%
Temperatura Média: -179°C
Reia
Reia é a segunda maior lua de
Saturno, e possuí uma atmosfera tênue
de dióxido de carbono e Oxigênio.
Apesar de estar fora da Zona Habitável
do Sistema Solar, pode abrigar alguma
forma de vida extraterrestre, de acordo
com cientistas. É o único satélite a
possuir um tênue anel.
Características de Reia:
Massa (kg): 2,49 x 1021
Diâmetro (km): 1530
Composição Atmosférica:
O – ? CO² - ?
Temperatura Média: -174°C
Japeto
Japeto é uma das maiores
luas de saturno, e tem algumas
características únicas, entre elas a
diferença do albedo (refletância) dos
dois
hemisférios,
onde
um
predomina uma concentração de
gelo a base de água, metano, e
outros gelos, e no outro por matéria
ainda desconhecida de coloração
escura.
Características de Japeto:
Massa (kg): 1.88 x 1021
Diâmetro (km): 1460
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: -158°C
Dione
É uma das maiores luas de
Saturno, sua geologia também
surpreende, pois detém em sua
superfície penhascos de gelos
oriundos
de
movimentações
tectônicas, e é uma das luas
presentes em um dos anéis de
saturno.
Características de Dione:
Massa (kg): 1,05 x 1021
Diâmetro (km): 1120
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: -186,56°C
URANO
Satélite(s): Titânia / oberon e outros 25 satélites
Titânia
Titânia é a maior lua de
Urano, e possuí grande quantidade
de gelo e rocha.
Características de Titânia:
Massa (kg): 3,49 x 1021
Diâmetro (km): 1576
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: ?
Oberon
É a segunda maior Lua de
Urano, tem marcas em sua superfície
de
crateras,
provavelmente
derivadas de origens tectônicas.
Características de Oberon:
Massa (kg): 3,03 x 1021
Diâmetro (km): 1520
Composição Atmosférica:
?
Temperatura Média: -198°C
NETUNO
Satélite(s): Tritão e outros 12 satélites
tritão
Tritão é a maior lua de
Netuno, e possuí grandes rachaduras
sobre sua superfície, por conta de
sua temperatura extremamente fria
(o astro mais frio do Sistema Solar), e
violentas erupções vulcânicas.
Características de Tritão:
Massa (kg): 2,15 x 1022
Diâmetro (km): 2707
Composição Atmosférica:
N² – 99,9% CH4 – 0,1%
Temperatura Média: -238°C
EXPLORAÇÃO ESPACIAL
Exploração do Espaço
O ser humano por séculos sonhou em conquistar o espaço, criando
veículos, e equipamentos para seguir rumo a esta conquista. A conquista
primeiramente do voo por Alberto Santos Dumont, em 1907, foi o primeiro
passo. Mais a diante, com a evolução rápida da física e da química, levaram a
criação dos primeiros foguetes rumo ao Espaço, na década de 1920,
Alemanha, Estados Unidos, e União Soviética, foram pioneiros.
A Alemanha, com Hitler tomou a dianteira na década de 1940, com o
final da 2ª Guerra Mundial, num desespero total, pela construção de uma
arma de destruição em massa. Com a capitulação alemã, Estados Unidos
capturam Wernher von Braun, e o introduzem no desenvolvimento de seu
programa espacial, contudo quem sai na frente é a URSS.
EXPLORAÇÃO DO ESPAÇO
A exploração do espaço foi iniciada pelos soviéticos, em 1957, com
as espaçonaves Sputnik, para lançar o primeiro satélite de comunicação
Sputink I. Em 1961, os soviéticos logo lançam Yuri Gagarin ao espaço, na nave
Vostok I, em que ele diz a famosa frase “A Terra é Azul!”.
Os Estados Unidos não ficaram para trás muito tempo, em 1958,
lançaram o satélite Explorer I, e em 1961 lançaram a nave Mercury, com o
primeiro primata ao espaço, pouco antes da chegadade Yuri Gagarin.
Em 1969, os Estados Unidos enviaram com sucesso o primeiro
homem a Lua, retornando lá diversas vezes. A URSS jamais conseguiu enviar
homens a Lua, mas enviou sondas, e construiu com sucesso maior que seu
rival os Estados Unidos, uma estação espacial MIR, que durou por 25 anos.
EXPLORAÇÃO DO ESPAÇO
Outros países também lançaram importantes missões ao espaço,
veículos espaciais, mas talvez alguns poucos mereçam tanto destaque quanto
a China, França, Japão, Índia, e Brasil.
A China já enviou até astronautas, via foguete Longa Marcha, além
de lançar diversos Satélites de Comunicação, Sensoriamento Remoto, e etc.
França lidera junto da Alemanha a ESA (European Space Agency), construiu
diversos veículos espaciais, entre eles o programa SPOT para lançar satélites
de Sensoriamento Remoto ao Espaço.
Brasil, Índia e Japão, apesar de ainda não ter lançado por seus
próprios meios astronautas, já enviaram diversos satélites. O Brasil em
conjunto com a China construiu o CBERS. A Índia lançou o IRS (Indian Remote
Sensing Satellite), e o Japão o JERS (Japan Earth Resource Satellite), todos
para Sensoriamento Remoto que são destacados em todo o mundo.
Vejamos nos próximos slides alguns dos principais programas
espaciais de alguns países:
Estados Unidos
Criação: Década de 1930
Ano do lançamento do Primeiro
Foguete: 1958
Principais Programas Espaciais:
- Explorer
- Mercury
- Gemini
- Apollo
- Ônibus Espaciais
- Hubble
- Landsat
Programa Explorer
O Programa Explorer foi o
primeiro lançado pelos Estados
Unidos para se contrapor a evolução
do programa da União Soviética.
Este programa foi lançado
em 1958, em conjunto com a classe
de foguetes Redstone.
A missão deste programa
era detectar os raios cósmicos no
espaço.
Programa Mercury
O programa Mercury foi
desenvolvido para colocar o primeiro
homem dos Estados Unidos em
órbita da Terra, como forma de
contrapor a chegada do primeiro
homem ao Espaço pela União
Soviética.
Suas experiências serviram
como base para os programas Apollo
e Gemini.
Programa Gemini
O Projeto foi um passo além
do projeto Mercury, onde treinaram
as primeiras manobras no espaço,
para apoiar a construção de veículos
espaciais, estações, e acoplamentos.
O projeto foi lançado em
1961 e cessou em 1966, com o
lançamento de 12 missões, sendo
duas delas não tripuladas.
PROGRAMA APOLLO
O projeto Apollo foi aquele
que fez os Estados Unidos superar a
União Soviética na Corrida Espacial.
Tinha como objetivo lançar novas
tecnologias e fazer os Estados Unidos
tomar a dianteira na exploração
Espacial, bem como promover a
conquista
e
desenvolver
a
capacidade de
trabalhar
em
ambiente lunar.
Ônibus Espaciais
Os
ônibus
espaciais
sucederam as naves Apollo, para
levar os Estados Unidos, e seus
aliados ao Espaço.
Foram iniciadas as primeiras
viagens em 1981, e encerradas em
2011, após o retorno de Endeavour,
e a política de redução de custos
após a Crise Financeira NorteAmericana.
Eram cinco os ônibus
espaciais usados pela NASA:
Columbia, Challenger, Endeavour,
Discovery, e Atlantis.
Comparativo Visual dos Ônibus Espaciais
Telescópio Espacial Hubble
Foi desenvolvido desde a
década de 1970, mas somente
colocado em órbita em 1990, com o
intuito de pesquisar novas galáxias,
sistemas, planetas e estrelas no
universo.
Detém sensores do tipo
infravermelho, raios-x, raios-gama,
luz visível.
Estados Unidos
SATÉLITES IMPORTANTES
LANDSAT
O Programa Landsat foi
desenvolvido por um conjunto de
agências estatais dos Estados Unidos,
como a USGS (Geologia), NASA
(Espacial), e NOAA (Meteorologia e
Oceanografia).
Seu objetivo era conseguir
obter informações por Sensores
Remotos via Satélites posicionados
na órbita da Terra.
Sua distância para terra é de
cerca de 705 km.
NAVSTAR GPS
Este
programa
foi
desenvolvido com finalidade militar,
e em 1973 teve inaugurado seu uso.
Para isto a NASA enviou
uma série de satélites que formam
uma constelação geoestacionária.
Aparelhos GPS são capazes
de recepcionar ondas de rádio
emitidas por estes satélites, e contar
os ciclos de onda para determinar a
sua posição na superfície da Terra.
Estes
satélites
ficam
distantes em cerca de 20.000km da
Terra.
União Soviética - rússia
Criação: Década de 1930
Ano do lançamento do Primeiro
Foguete: 1957
Principais Programas Espaciais:
- Sputinik
- Proton
- Zond
- Buran
- Glonass
Programa SPUTNIK
O Sputnik foi o primeiro
programa desenvolvido pela URSS,
como forma de se estudar a
propagação de ondas no espaço,
bem como importantes dados sobre
a atmosfera terrestre.
Sua importância foi tal que
impulsionou a corrida espacial, e
levou a URSS a dianteira do
programa espacial.
Programa PROTON
O programa Proton foi
desenvolvido primeiramente como
míssil balístico intercontinental,
contudo, jamais usara com esta
finalidade.
Levou vários equipamentos
ao espaço, entre eles, vários
daqueles que compuseram a MIR
(Estação Espacial Russa).
Programas Zond e VOSTOK
Este foi o projeto usado na
exploração lunar e de alguns astros,
entre eles Vênus e Marte.
A partir de Zond 3, começou
a visualizar a superfície lunar. Mas o
fracasso da missão, em especial a
Soyuz 1, e o N1, que falharam
cabalmente ao tentar se lançar ao
espaço.
O foguete Vostok foi o
primeiro a levar um astronauta ao
espaço, Yuri Gagarin.
PROGRAMA BURAN
O ônibus espacial Buran,
muitos falam que era uma réplica,
contudo,
seus
sistemas
computacionais
nunca
tanta
memória, e sucesso como seu rival
estadunidense.
Teve apenas 3 horas de voo
no total, em duas missões
suborbitais, e jamais pode lançar
homens ao espaço.
Programa Soyuz
Foi um conjunto de foguetes
e naves espaciais que a URSS lançou
para conquistar o espaço após o
programa Zond.
Sucedeu também a família
de foguetes Vostok. Também apoiou
a formação da MIR, em conjunto
com a sonda Zond.
Foram muito importantes
para o lançamento de diversos
satélites e veículos espaciais.
MIR
A MIR começou a ser
desenvolvida no início década de
1980, iniciou suas atividades em
1986, e sobreviveu até ao fim da
URSS, com sua desativação em 2001.
Lançou as bases para
construção da ISS (Estação Espacial
Internacional), que atualmente tem
vários elementos da antiga MIR.
URSS
SATÉLITES IMPORTANTES
GLONASS
É um programa com
finalidade similar ao sistema
NAVSTAR GPS.
Tem uma constelação de
Satélites que apoiam aparelhos que
estão na Terra, que calculam a
distância
aos
satélites
geoestacionários, para determinar
nossa posição no espaço geográfico.
China
Criação: 1956
Ano do lançamento do Primeiro
Foguete: 1965
Principais Programas Espaciais:
- Longa Marcha
- Cbers (Cooperação com Brasil)
- Beidou (GPS)
PROGRAMA LONGA MARCHA
É a mesma família de
foguetes desenvolvida desde a época
da URSS, contudo foram se
modificando, até poder lançar
satélites, e levar pessoas ao espaço.
Em 2003, levou sua primeira
missão com astronautas chineses ao
espaço.
Desde 1999, é a série de
foguetes que levou os satélites da
série Cbers, que é feita em conjunto
com o Brasil, ao espaço.
Brasil
Criação: 1956
Ano do lançamento do Primeiro
Foguete: 1993
Principais Programas Espaciais:
- Cbers (Conjunto com a China)
- SCD (Saci)
- VLS
PROGRAMA SCD
É um satélite usada para
coleta de dados meteorológicos, e
atmosféricos.
Foi desenvolvido no início
da década de 1990, e lançado em
1993, nos Estados Unidos pelo
foguete Pegasus, sua duração era
estimada em 1 ano, mas continua
até hoje em órbita e captando dados,
que são muito úteis por órgãos como
INPE e CPTEC.
O SCD-2 foi lançado em
1998,
e
também
continua
operacional,
trazendo
também
conjunto de dados atmosféricos e
meteorológicos.
VLS
O Programa do VLS (Veículo
Lançador
de
Satélites),
foi
desenvolvido para dar soberania ao
país no quesito de lançamento de
satélites e componentes ao espaço,
contudo falhou sistematicamente até
2003.
O VLS-1 e o 2 explodiram no
ar destruindo respectivamente os
satélites SCD-2a, e SACI-2, e o VLS-3
explodiu ainda em testes levando a
morte de vários cientistas brasileiros
presentes na base.
Atualmente o programa
continua ativo, testando as partes do
VLS, até o lançamento definitivo em
2014 e 2015, com satélites
experimentais.
BRASIL E CHINA
SATÉLITES IMPORTANTES
CBERS
O Programa Cbers (Chinese
Brazilian Earth Resources Satellite), é
um satélite desenvolvido para
monitorar o uso de recursos
terrestres, tem a mesma aplicação
que os satélites do tipo Landsat, dos
Estados Unidos.
Foi
desenvolvido
em
cooperação entre os dois países, e
possuí recursos para monitorar
desde problemas ambientais, até
urbanos, pois possuí câmeras, de
média resolução (20m) e alta
resolução (5m) em pan-cromática.
Voa a cerca de 778km da
Terra. Já foram lançados três destes
satélites (1, 2, e 2B).
Imagens de Satélites
Meteorológicos
NOAA -19
GOES
Imagens de Satélites Ambientais
LANDSAT
CBERS
Imagens de Satélites de Alta
Resolução
IKONOS
QUICKBIRD
ASTROFÍSICA E
ASTRONÁUTICA
Astrofísica e Astronáutica
As fases da luas tradicionalmente são quatro: Cheia,
Minguante, Nova, Crescente. Mas pelos cientistas, são 29,5
dias de duração que variam conforme o percentual iluminado
da face voltada a Terra. Quando é completado um ciclo lunar
completo chamamos isto de LUNAÇÃO.
Astrofísica e Astronáutica
Astrofísica e Astronáutica
Astrofísica e Astronáutica
Como calcular a latitude?
Através do ângulo da sombra no dia nos dias de equinócio podem
revelar a real latitude do lugar que
você vive, no exemplo ao lado uma placa
em Campinas, onde temos a perspectiva da
Sombra da placa ao meio dia, horário
aproximado, em que a sombra é menor.
Diferença entre os Satélites
SATÉLITES
RAIO ORBITAL
TIPO DE ÓRBITA RESOLUÇÃO
METEOROLÓGICOS
35800 Km
Geoestacionária 1 Km
GPS
20200 Km
Geoestacionária - - - - -
AMBIENTAL
705 Km
Polar-Síncrona
20m
ALTA RESOLUÇÃO
450 Km
Polar-Síncrona
>1m
Espectro Eletromagnético
Bibliografia
Website de Astronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
http://astro.if.ufrgs.br/
Website da AEB http://www.aeb.gov.br/
Website do INPE http://www.inpe.br/
Agradecimentos especiais aos professores Leda e André.