Viagens Interplanetárias - if

Licenciatura em Ciências da Natureza – I Semestre
Disciplina: Astronomia
Viagens
Interplanetárias e
Espaço Tempo
Amanda Neves, Bianca Braga, Mônica Bauska, Noema Domingues.
O que são ?
Viagem interplanetária é uma viagem espacial*
realizada entre corpos celestes de um determinado Sistema
planetário.
• Viagem espacial (ou voo espacial)
• Diferente de Viagem Interestelar**
• Exploração Espacial
• Tipos: - Não tripuladas (Sondas)
- Tripuladas (Naves e ônibus espaciais)
SENDO QUE – FOGUETE – Instrumento facilitador de viagens

Sondas – não tripuladas; exploração remota de
outros planetas, satélites, asteróides ou cometas ;
Recursos: telemetria - estudo a distância;
Exemplos: Orbitadora; Sobrevoo; Impacto; Veicular;

Naves - tripulada ou não; capacidade de viajar pelo espaço
exterior; exploração e observação;

Ônibus espacial - parcialmente reutilizável; veículo lançador de
satélites, naves; utilizado para reabastecimento;
Objetivos das que já
aconteceram

O grande interesse é realmente pelos recursos que outros planetas
(e a Lua e também outros satélites) do Sistema Solar possivelmente
podem oferecer; certamente ainda veremos mineradoras espaciais
extraindo Titânio e Vanádio de nossa Lua, Ferro e outros elementos
de Marte e mais adiante a espécie humana também explorará alguns
Asteroides do Cinturão de Asteroides do Sistema Solar, extraindo
deles diversos elementos importantes para a nossa civilização.

Entre outras coisas, as viagens interplanetárias são importantes para
dar vazão a uma futura explosão demográfica. Surgiria assim uma
nova Terra com sua formação em Marte, ou seja, torná-lo um planeta
mais parecido com a Terra, para que possa ser habitável em alguns
séculos.
MARTE UMA CAIXINHA DE SURPRESAS,ALÉM
DE PETRÓLEO AGORA:
MISSÃO APOLLO
(OBJETIVOS)

O principal OBJETIVO do Projeto Apollo era levar homens à Lua e
trazê-los de volta à salvo, mas a possibilidade de não dar certo era
tão grande que o presidente dos EUA, Richard Nixon, já tinha um
discurso pronto para cada uma das situações: o sucesso ou o
fracasso da operação. Os astronautas também já estavam
preparados para o pior e levavam consigo cápsulas de cianureto
para serem ingeridas caso ficassem presos no espaço.

Ao total, foram 17 naves do Projeto Apollo. A Apollo 13 teve
problemas no abastecimento de oxigênio do módulo de comando ao
entrar na órbita lunar e não conseguiu fazer a aterrissagem.
Limitações e dificuldades

Os ônibus espaciais e foguetes
tem capacidades de velocidade
muito baixas.

Projetistas
de
satélites
são
obsessivos quanto a quantidade
de combustível suas criações
podem carregar no espaço.
O método de propulsão que eles
escolhem para manobras
tais
como mudança de órbita tem que
conseguir muitos avanços a partir
de pouco recursos.

O ser humano não pode permanecer por anos em ambiente sem
gravidade: seus ossos perdem cálcio, os líquidos tendem para a
parte superior do corpo, vai desaparecendo a noção de equilíbrio.

Há perda de massa óssea, dores musculares temporárias e
anormalidades nos nervos já eram conhecidas por atingir
astronautas no passado, os novos dados relacionados a problemas
nos olhos preocuparam muitos na NASA em relação à saúde de
seus membros enviados ao espaço.

Todas as Viagens Interplanetárias feitas até hoje causaram danos
como, por exemplo, problemas no cérebro e nos olhos – que
vieram à tona em astronautas que passaram mais de um mês no
espaço, marcando um potencial revés para os planos de realizar
missões espaciais mais longas e profundas;
ESPAÇO TEMPO
O que é esta concepção de
espaço tempo?

Espaço - extensão formada por três dimensões - altura,
largura e profundidade (03 Dimensões)

Tempo – “coordenada que mostra a distância temporal
entre um acontecimento e o outro” (é a 4º Dimensão)

Espaço Tempo – referencia as 04 dimensões – “sistema
de coordenadas”

Dimensões - parâmetros utilizados para descrever os
fenômenos observados;

Esta geometria quadridimensional conhecida
como espaço-tempo foi proposta por Albert Einstein na
Teoria da Relatividade Geral
Relatividade Especial e Relatividade Geral

Teoria da Relatividade Restrita (Especial)
(gravidade quase nula)

Teoria da Relatividade Geral
(gravidade alta)

Dilatação do tempo associado a
velocidade
(relação massa e energia)

Efeito Doppler
Viagem para o Espaço
(paradoxo dos gêmeos)

“ Dois irmãos gêmeos fizeram um experimento, um deles viajou para o
espaço e o outro ficou no planeta Terra. O que foi para o espaço foi
chamado de Viajante e aquele que ficou na Terra foi chamado de Caseiro. O
que ficou na Terra utilizou um telescópio de alta precisão para verificar a
chegada do irmão em uma determinada estrela, para ele o irmão chegaria
em 10 anos luz no espaço.
Pelos dados da tabela abaixo a viagem parecia estar andando na metade
de seu tempo, pois o Viajante chegou na estrela com a duração da metade
do tempo que Caseiro estabeleceu na Terra. O Viajante demorou o dobro
do tempo que o Caseiro estabeleceu para voltar.Os relógios andavam com
velocidades diferentes.”
Tabela de Tempo: Direção para o
espaço
Caseiro (tempo em
anos)
Viajante (tempo
em anos)
Ida
16
8
Volta
4
8
Tempo de decaimento de um múon

“O tempo de decaimento de um múon confirma a existência da
dilatação do tempo. Múons estacionários têm vida média de cerca de
2 microssegundos. Quando passam por um observador em
velocidade de 0,998 c, sua vida média aumenta para 30
microssegundos, exatamente como prevê a relatividade especial”

Cálculo utilizado pela equação de Lorentz:
Torna-se
Δt = g. Δto
Δt = 15.2 = 30µs
Relação com as viagens interestelares
Imaginemos então ir além
de nosso Sistema Solar:
“Viajar à distâncias
que
nos levem a outras
estrelas
ou ainda outras
galáxias.”

"seria preciso dezenas de milhares de anos para atravessar a galáxia em
uma espaçonave que viajasse abaixo da velocidade da luz...”

principais pontos de discussão - velocidade, a relação de massa e
energia, e também a deformidade do espaço-tempo.

“... equações de Einstein tornaram dinâmicos o espaço e o tempo
descrevendo como eles eram curvados e distorcidos pela matéria e
energia do universo.”

Questão: “Haveria a possibilidade de que o espaço-tempo pudessem ser
tão deformados que você poderia partir em uma espaçonave e retornar
antes de a viagem começar?”

registros de ficção científica – uso de Buracos Negros ou Wormholes
(Buracos de Minhoca) p/ viagens rápidas:
Estudos existentes sobre o assunto

Tempo e espaço trazem como base o estudo da Relatividade Espacial
e Geral;

Além da possibilidade de buracos negros, alguns estudos
demonstram a possível existência de WORMHOLES ou "buracos de
minhoca" - atalhos hipotéticos que ligariam duas regiões do espaço;

Na década de 50, estudos diziam que esses Wormholes seriam
dinâmicos - uma vez que eram "criados", se expandiam até um valor
máximo da garganta, contraindo-se novamente até a garganta
desaparecer;

Concomitante a isto: "foram encontradas soluções das equações de
Einstein (que eram usadas em cálculos para a relatividade) com
características peculiares:
1 delas aponta que: a matéria que constituiria o WORMHOLE tem
uma massa negativa denominada Matéria Exótica;
Como seria um Wormhole?
trecho do filme Contato, de Carl Sagan:
http://www.youtube.com/watch?v=Z8axMaBL4uo
Questões mais levantadas por
estudiosos do assunto:

Seriam realmente os buracos negros uma consequência de evolução
estelar?

- Se sim, poderiam "civilizações mais avançadas" em detrimento
desta evolução construir os Wormholes?

- As leis da física permitiriam a construção destes e uma
consequente mudança topológica (geométrica) do Universo?

“Como constatar as propriedades da energia escura e verificar se
pode-se transformá-la em massa negativa, ou a massa negativa está
presente nela? ...”
Limitações
Viajando através de Buracos Negros:

Força da vizinhança do buraco negro – acelerações que comprimiriam
qualquer viajante;

HORIZONTE DE ACONTECIMENTOS - pode ser considerada como uma
"membrana" com um só sentido;
Viajando através de Buracos de Minhoca (Wormholes)

estes movimentos de expansão e contração seriam tão rápidos que
impediriam a travessia;

quando a energia é utilizada para acelerar qualquer coisa, seja uma
partícula, seja uma espaçonave, a sua massa aumenta;

Acelerar uma partícula até a velocidade da luz - consumiria uma
quantidade infinita de energia.

Aceleração provoca energia, mas também aumenta a massa;
Com isso:

1º - Será necessário descobrir as propriedades da matéria exótica
(massa negativa);

2º - Levar em conta a interação que pode ocorrer entre essa matéria
exótica e a normal;

3º Imagina-se a impossibilidade de mudança na geometria do espaço
tempo, justamente por que o universo não é estático, está sempre em
movimento.

LOGO, verificamos que até o presente momento, ainda que existam
soluções físicas que possibilitam a visualização destas viagens no
Espaço-tempo, ainda não foram realizados estudos mais palpáveis
que determinem algum método; - Além da escassez de recursos, há
desconhecimento acerca daquilo que tornaria possível
o
experimento dos fatos.
Curiosidades e Atualidades
NASA lança sonda que vai estudar mistério da atmosfera de Marte
- sonda robótica, chamada de MAVEN, foi lançada através de um foguete no dia 18 de
Novembro de 2013
-coletar dados sobre como o clima marciano mudou ao longo do tempo;
-estudar a atmosfera superior do planeta, investigando o ambiente do vento solar e
outros fatores que poderiam ter influenciado a perda da atmosfera do planeta;
Índia lança sua primeira sonda rumo ao Planeta Vermelho
-sonda Mars Orbiter;
-- deve terminar no dia 24 de setembro de 2014;
-EXPLORAR características da superfície do planeta vermelho e sondar sua atmosfera
para procurar por sinais do gás metano, que pode ou não ser proveniente da atividade
de microrganismos;
“Brasil pretende lançar sonda em 2017”

sonda Aster, levará 02 anos para
chegar ao corpo pretendido

Orbitar em Asteróide Triplo, e
posteriormente pousar no maior
deles (2001-SN263 - 2,8
quilômetros de diâmetro)

Este asteróide dá uma volta ao Sol
a cada 2,8 anos;

Descoberto em 2001 – identificado
como Asteróide em 2008;

Em 2019 estará a cerca de 150
milhões de quilômetros da Terra
Turismo Espacial

Tipos de Viagens: 1) Suborbital
2) orbital
Naves da empresa Virgin Galactic :
-
1) SPACESHIPONE
-
2) SPACESHIPTWO
-
3) LAUNCHERONE
O carbono é utilizado na fabricação das Naves.
Vista aérea do Spaceport America, aeroporto espacial localizado no Novo México
(EUA), que será usado pela empresa Virgin Galactic para levar turistas ao espaço;
primeira viagem pode acontecer no final deste ano.
Conclusão

Houve um crescimento relacionado ao conhecimento detalhado sobre os
astros e o Sistema Solar, desde o envio das primeiras naves espaciais
para explorações no espaço até o momento atual. Atualmente empresas
também utilizam esse recurso para atração turística.

O estudo de espaço e tempo ainda é teórico, situações problemas são
analisadas através da geometria e de teorias (relatividade geral e
relatividade restrita). Alguns experimentos foram comprovados
cientificamente que são possíveis de acontecer , em condições ideais.
Referências

http://www.zenite.nu/ Data:28/11/2013

http://astro.if.ufrgs.br/ Data:28/11/2013

http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/milky-way-collide.html Data:28/12/2013
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Lobo, Francisco e Crawford, Paulo - Departamento de Física e Centro de Física Nuclear da Universidade de Lisboa
“Wormholes”: Túneis no Espaço-Tempo
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http://arquivoufo.com.br/2011/10/17/as-dificuldades-de-grandes-viagens-espaciais/http://360graus.terra.com.br
Data:25/11/2013
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http://www2.uol.com.br/sciam/artigos/o_paradoxo_dos_gemeos.html Data:02/12/2013
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http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/20266/08_avaliacao.htm Data:02/12/2013
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Walker, Jearl - Halliday . Resnick -Óptica e Física Moderna – Fundamentos de Física – 8° Edição LTC – Volume 4
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Atlas Visual de Ciências – Exploração Espacial – Editora Sol 90 - 2007 – Barcelona – Buenos Aires
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