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Viagens

Interplanetárias e

Espaço Tempo

Amanda Neves, Bianca Braga, Mônica Bauska, Noema Domingues.

Licenciatura em Ciências da Natureza – I Semestre

Disciplina: Astronomia

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

Lobo, Francisco e Crawford, Paulo - Departamento de Física e Centro de Física Nuclear da Universidade de Lisboa “Wormholes”: Túneis no Espaço-Tempo

Hawking, Stephen - O Universo numa casca de noz. 3º ed. (tradução de Ivo Korytowiski) São Paulo, Arx, 2001.

http://arquivoufo.com.br/2011/10/17/as-dificuldades-de-grandes-viagens-espaciais/http://360graus.terra.com.br Data:25/11/2013

http://corporate.canaltech.com.br/noticia/curiosidades/Primeira-viagem-de-turismo-espacial-da-Virgin-deve-acontecer-em-2013/#ixzz2lblH4dV1 Data: 25/11/2013

Pt.wikipedia.org/wiki/quartadimensão#conceitos Data: 25/11/2013

Techenet.com/2013/09- satélites e naves espaciais-construídos em órbita Data: 23/11/2013

http://www.virgingalactic.com Data:20/11/2013

http://misteriosdomundo.com/india-lanca-sua-primeira-sonda-rumo-ao-planeta-vermelho Data:20/11/2013

http://brazilianspace.blogspot.com.br/2012/11/brasil-planea-mandar-una-sona-un.html Data:20/11/2013

http://bussoladeplasma.wordpress.com/tag/efeito-doppler/ Data: 03/12/2013

http://www2.uol.com.br/sciam/artigos/o_paradoxo_dos_gemeos.html Data:02/12/2013

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/20266/08_avaliacao.htm Data:02/12/2013

Walker, Jearl - Halliday . Resnick -Óptica e Física Moderna – Fundamentos de Física – 8° Edição LTC – Volume 4

Atlas Visual de Ciências – Exploração Espacial – Editora Sol 90 - 2007 – Barcelona – Buenos Aires

http://g1.globo.com/turismo-e-viagem/noticia/2013/04/melhor-que-loteria-diz-brasileiro-que-ganhou-viagem-espacial-em-

concurso.html Data:01/12/2013

http://viagem.uol.com.br/noticias/2013/11/04/projetos-de-turismo-espacial-se-tornam-mais-comuns-mas-continuam-

caros.htm Data:01/12/2013

http://pt.wikipedia.org/wiki/Turismo_espacial Data:01/03/2013

http://www.estadao.com.br/noticias/impresso,viagens-espaciais-estao-cada-vez-mais-proximas-,1014635,0.htm

Data:01/12/2013

http://educacaoespacial.wordpress.com/recursos-2/materiais-de-estudo/conteudos/turismo-espacial/ Data:01/12/2013

http://www.portaldoastronomo.org/tema_pag.php?id=27&pag=4#sthash.vObZOE0L.dpuf Data:01/12/2013

http://www.portaldoastronomo.org/tema_pag.php?id=27&pag=4 Data:01/12/2013

http://vidaeestilo.terra.com.br/turismo/operadora-brasileira-de-turismo-lanca-pacote-de-viagens-ao-

espaco,2b4a208b0132b310VgnCLD2000000dc6eb0aRCRD.html Data:01/12/2013

http://www.virgingalactic.com/overview/spaceships/ Data:01/12/2013

http://www1.folha.uol.com.br/turismo/2013/05/1273954-turismo-espacial-deve-se-popularizar-entre-milionarios-nos-proximos-

anos.shtml Data:01/12/2013