Velocidade de escape

Velocidade de escape, em física, é a velocidade na qual a energia cinética de um corpo é igual em magnitude à sua energia potencial em um campo gravitacional. Ela é normalmente descrita como a velocidade necessária para "libertar-se" de um campo gravitacional; entretanto, isto não vale para objetos que tem propulsão própria, pois tal objeto pode libertar-se com qualquer velocidade maior do que zero, por exemplo mantendo uma velocidade constante de mesma direção que o peso, mas de sentido contrário. (Figura - Análise de Isaac Newton da velocidade de escape.)  Para um dado campo gravitacional e uma dada posição, a velocidade de escape é a velocidade mínima que um objeto sem propulsão precisa para se mover indefinidamente da origem do campo, em vez de cair ou ficar em órbita a certa distância da origem. Para isto acontecer o objeto não deve ser influenciado por nenhuma força significante exceto o campo gravitacional; em particular não pode haver propulsão (como em um foguete), nem haver fricção significativa (como entre o objeto e a atmosfera terrestre - estas condições correspondem à queda livre), e não há radiação gravitacional. Um aspecto um pouco contra-intuitivos da velocidade de escape é que ela é independente de direção, então "velocidade" é um termo incorreto; é uma quantidade escalar e seria mais bem descrita como "rapidez para escape" ou "velocidade escalar de escape". A forma mais simples de derivar a fórmula da velocidade de escape é usar a conservação de energia, assim: para poder escapar, um objeto tem que ter pelo menos tanta energia cinética quanto o acréscimo de energia potencial resultante de mover-se para uma altura infinita. Definida de uma maneira um pouco mais formal, "velocidade de escape" é a velocidade inicial necessária para ir de um ponto em um campo potencial gravitacional para o infinito com uma velocidade residual zero, relativa ao campo. Da mesma forma, um objeto que parte do repouso no infinito e cai em direção à massa que o atrai irá, em sua trajetória (até atingir a superfície), mover-se a uma velocidade igual à velocidade de escape correspondente a sua posição. Em geral, o ponto inicial está na superfície de um planeta ou de uma lua. Na superfície da Terra, a velocidade de escape é cerca de 11,2 quilômetros por segundo, o equivalente a 40 320 Km/h, cerca de 111 vezes mais rápido do que um carro de fórmula 1 em reta livre, ou cerca de 30 vezes mais rápido do que a velocidade do som a 25° C. Entretanto, a 9.000 km de altitude no "espaço", é pouco menor que 7,1 km/s. A velocidade de escape relativa à superfície de um corpo em rotação depende da direção que viaja um corpo que está escapando. Por exemplo, como a velocidade de rotação da Terra é de 465 m/s para o leste no equador, um foguete lançado tangencialmente do equador da Terra para o leste precisa de uma velocidade inicial de cerca de 10,735 km/s relativa à Terra para escapar enquanto um foguete lançado tangencialmente do equador para o oeste necessita de uma velocidade inicial de cerca de 11,665 km/s relativa à Terra. A velocidade superficial diminui com o cosseno da latitude geográfica, desta forma as estações de lançamento de foguetes são localizadas geralmente próximas do equador tanto quanto possível, como, por exemplo, o Cabo Canaveral americano na Flórida e o Centro Espacial Europeu da Guiana, somente cinco graus do equador, na Guiana Francesa (ou o Centro brasileiro de Lançamento de Alcântara, situada a 2°22'54,70"S, bem mais perto da linha do equador). De forma simplificada, todos os objetos na Terra tem a mesma velocidade de escape. Não importa se a massa é 1 kg ou 1000 kg, a velocidade de escape é sempre a mesma. O que muda de um caso para outro é a quantidade de energia necessária para acelerar a massa até a velocidade de escape: a energia necessária para um objeto de massa m escapar do campo gravitacional da Terra é GMm/r_o, uma função da massa do objeto (onde r₀  é o raio da Terra). Objetos mais massivos necessitam de mais energia para atingir a velocidade de escape. Enganos comuns -  A velocidade de escape é às vezes confundida com a velocidade com que um veículo autopropulsionado (como um foguete) deve atingir para deixar a órbita, entretanto este não é o caso. A velocidade de escape citada faz referência a velocidade que um objeto qualquer necessita para sair do efeito da gravidade na superfície do planeta. Porém a medida que a altitude aumenta, essa velocidade diminui. Um objeto autopropulsionado pode continuar a se afastar do planeta em qualquer direção a uma velocidade menor que a velocidade de escape. Se a velocidade do objeto for mais baixa que a velocidade de escape para dada altura e a propulsão for removida, o objeto irá cair ou entrar em órbita. Se a velocidade for igual ou acima da velocidade de escape naquele ponto, ele terá energia suficiente para "escapar" do campo gravitacional, e não irá voltar para a superfície.  Órbita - Se um corpo em queda livre, em qualquer posição, tem a velocidade de escape para aquela posição, o mesmo vale para a órbita completa. Se a origem da gravidade é um corpo esférico simétrico, a órbita é (parte de) uma parábola com o centro da origem como foco (trajetória parabólica), ou parte de uma linha reta que passa pela origem. Quando se afasta da fonte, é chamada órbita de escape, caso contrário é uma órbita de captura. As duas são também conhecidas como órbitas C3 = 0. Um escape real necessita que a órbita parabólica não intercepte o corpo celestial. De forma mais geral, para um corpo com forma arbitrária é necessário que a órbita não intercepte o corpo. Para corpos não-convexos, nem todos os pontos na superfície precisam ser um ponto de partida possível para a órbita. Se o corpo possuir a velocidade de escape em relação à Terra, ainda não é suficiente para escapar do Sistema Solar, assim as órbitas próximas à Terra se assemelham à parábolas, mas mais adiante elas se curvam para formar uma órbita elíptica em torno do Sol. Para deixar o planeta Terra é necessária uma velocidade de escape de 11,2 km/s, entretanto uma velocidade de 42,1 km/s é necessária para escapar da gravidade do Sol (e sair do sistema solar) na mesma posição. Devido à atmosfera não ser útil e mesmo muito difícil dar a um objeto próximo à superfície da Terra uma velocidade de 11,2 km/s, já que estas velocidades estão bem além dos regimes supersônicos para a maioria dos sistemas de propulsão e faria com que os objetos se queimassem devido ao atrito com a atmosfera. Para uma órbita de escape real uma nave é primeiro colocada em órbita baixa da Terra, e então acelerada até a velocidade de escape naquela altitude, que é um pouco menor, cerca de 10,9 km/s. A aceleração necessária, entretanto, geralmente é bem menor por que naquela órbita a nave já tem uma velocidade de 8 km/s. Algumas velocidades de escapes no sistema solar – Velocidade de escape do sol = 617,5 Km/s; Velocidade de escape de Mercúrio = 4,4 Km/s; Velocidade de escape do sol em Mercúrio = 67,7 Km/s; Velocidade de escape de Venus = 10,4 Km/s; Velocidade de escape do sol em Venus -= 49,5 K/s; Velocidade de escape da Terra = 11,2 Km/s; Velocidade de escape do sol na Terra = 42,1 Km/s; Velocidade de escape na Lua = 2,4 Km/s; Velocidade de escape do sol na Lua = 1,4 Km/s; Velocidade de escape em Marte = 5,0 Km/s; Velocidade de escape do sol em Marte = 34,1 Km/s; Velocidade de escape em Júpiter = 59,5 Km/s; Velocidade de escape do sol em Júpiter = 18,5 Km/s; Velocidade de escape de Saturno = 35,5 Km/s; Velocidade de escape do sol em Saturno = 13,6 Km/s; Velocidade de escape de Urano = 21,3; Velocidade de escape do sol em Urano = 9,6 Km/s; Velocidade de escape de Netuno = 23,5 Km/s; Velocidade de escape do sol em Netuno = 7,7 Km/s; Velocidade de escape da Via Láctea = 1000 Km/s. Editor PGAPereira.

Betelgeuse, Alfa Orionis

A grande estrela Betelgeuse é uma das duas que dominam o poderoso Orion de inverno do norte, a outra é Rigel, o par, respectivamente, também chamado Alpha e Beta Orionis. O nome Betelgeuse é uma corruptela do árabe "al jauza Yad", que significa a "mão de al-jauza," uma mulher misteriosa. Para nós, ela marca o canto superior esquerdo da figura do antigo caçador grego. Uma das duas supergigantes do céu de primeira grandeza (a outra é Antares), Betelgeuse é uma das maiores estrelas que podem ser vistas. Normalmente brilhando na magnitude visual 0,7 (ranking 11º no céu), esta classe M (M1.5) de supergigante vermelha (com uma temperatura cerca de 3650 Kelvin) é uma variável semi-regular que muda entre magnitudes 0,3 a 1,1 ao longo de vários períodos entre cerca de metade de um ano e seis anos- e, possivelmente, mais tempo (e, claro, mudando o seu rank). Isso pode explicar porque Betelgeuse é a estrela Alpha embora seja geralmente mais fraca do que Rigel. A distância da estrela é um problema e um quebra-cabeça (válido para todos os outros parâmetros também). Medida de paralaxe direta a partir do espaço, utilizando os resultados mais modernos, dá 495 anos-luz, enquanto que a paralaxe usando emissão de rádio natural da estrela dá 640 anos-luz. A uma distância de compromisso de 570 anos-luz, e permitindo uma grande quantidade de radiação infravermelha e a absorção da luz pela poeira circum-estelar, a luminosidade é 85 mil vezes maior do que a do sol, muito mais do que sai de Antares. Na distância maior, aumenta a luminosidade até 105.000 sóis. A partir destes e da temperatura, derivamos 0 respectivo raio de 3,1 e 3,4 unidades astronômicas, mais que o dobro do tamanho da órbita de Marte. A estrela é tão grande que o seu diâmetro angular é facilmente mensurável. Na verdade, foi a primeira estrela a ter tal medida de 0,047 segundo de arco, a partir do qual encontramos um verdadeiro raio entre 4,1 (distância de compromisso) e 4,6 (maior distância) UA, consideravelmente maior. No entanto, a estrela está rodeada por um enorme complexo padrão de aninhados escudos de poeira e de gás, o resultado de eras de perda de massa, que se estende a cerca de 20.000 UA de distância (Betelgeuse até agora tem perdido mais de uma massa solar). Isso, uma atmosfera estendida, e as pulsações tornam difícil localizar uma verdadeira "superfície" para dizer o quão grande a estrela realmente é. Além disso, por causa das alterações na transparência gasosa, o "tamanho" da estrela depende da cor de observação. Medidas de infravermelho de ondas longas dão um raio muito maior de até 5 UA e maior, tão grande quanto a órbita de Júpiter, enquanto a luz infravermelha de onda curta dá tão pequeno como 3 UA. Além disso, ainda as medidas de infravermelho revelam Betelgeuse estar encolhendo (em cerca de 15 por cento em 20 anos), e outras medidas mostram que a estrela não é mesmo esférica, mas de certa forma oval. Observação do Hubble também mostra pontos quentes. Não é à toa que se encontram as várias divergências. Quaisquer que sejam os números reais, Betelgeuse é claramente uma estrela altamente evoluída, aquela cujo abastecimento central de combustível de hidrogênio se esgotou. Como resultado, o núcleo tenha contraído para um estado quente e denso, e a porção externa inchou para o exterior. Nós realmente não sabemos o estado da estrela no momento, mas as chances são de que ela está agora no processo de fusão de hélio em carbono e oxigênio em seu núcleo. Da teoria, sua massa inicial deveria ter caído em algum lugar em torno de 18 ou 19 vezes a do sol. Começando a vida como quente, azul, astro da classe O a apenas cerca de 10 milhões de anos, Betelgeuse vai fundir elementos através de neônio, magnésio, sódio e silício, todo o caminho até o ferro. O núcleo, então, entra em colapso, fazendo com que a estrela exploda como uma supernova, provavelmente deixando uma estrela de nêutrons do tamanho de uma pequena cidade para trás. Se fosse explodir hoje, se tornaria tão brilhante quanto uma lua minguante, lançaria fortes sombras no chão, e seria vista facilmente em plena luz do dia. O local de seu nascimento está longe. Movimento da estrela mostra que é um membro fugitivo da associação Orion OB1, particularmente o subgrupo que envolve as estrelas acima e à direita da faixa. Novas observações mostram que Betelgeuse está produzindo uma onda de choque quando ela ara através de uma nuvem interestelar a 30 km/s, o dobro da velocidade de seus ventos. A estrela também é violentamente convectiva, não esférica, irregular e perdendo massa a um ritmo de cerca de 500/1000  massas solar por ano. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.

De olho no céu de fevereiro

“Observação: Como visto do hemisfério norte. Carta do hemisfério sul.” Em baixo de Orion, o caçador, estão os seus dois cães celestes, Canis Major e Canis Minor. As duas grandes ‘estrelas caninas’ são Sirius, a estrela mais brilhante no céu e Procyon. Outros bonitos avistamentos no céu de fevereiro incluem o ‘rio’ luminoso que separa Sirius, Procyon e Canopus – outra estrela de extraordinário brilho – que alguns americanos podem ver muito bem, embora brevemente. O rio luminoso é, naturalmente, a Milky Way, a Via Lactea. Depois de gotejar por entre Perseus e Auriga, a Via Láctea de inverno corre para o sul, dividindo as mais brilhantes constelações de inverno em dois grupos. Não é particularmente brilhante comparada à extensão de verão que corre através de Cygnus e Sagittarius, desse modo você pode julgar facilmente a qualidade da noite ao notar quanto dela é visível. Taurus possui uma quantidade de objetos interessantes. Muito a frente da Via Lactea de inverno brilha uma porção de estrelas, as Pleiades. E muito acima da face do touro estão a pompa do aglomerado das Hyades e a brilhante Aldebaram, cujo nome significa ‘o discípulo’. De fato, a estrela laranja imita o percurso do aglomerado das Pleiades quando ela se desloca no céu. Os chifres do touro são impelidos na profusão da Milky Way. Beta Tauri, também chamada El Nath, alcança a alta Auriga, e a mais indistinta Zeta Tauri situa-se próxima a Nebulosa do Caranguejo. Também, exatamente acima do curso central da Milky Way está a mais surpreendente de todas as constelações, Orion. Além da faixa simétrica das três estrelas existem as estrelas brilhantes de sua estrutura, Bellatriz e Saiph, e a mais brilhante Rigel, e Betelgeuse. São os seus céus bastante bons para você traçar o esboço do escudo de Orion, que o protege do fardo do Taurus? Ou a clava de Orion, a noroeste de Betelgeuse, da qual os meteoros orionids de outubro parecem chover? Você não terá dúvida de identificar sua espada, na qual brilha a estupenda grande Nebulosa de Orion. Mas o que se situa sobre sua cabeça? É marcada por três estrelas pálidas que formam um triângulo compacto. A noroeste da clava de Orion situa-se Gemini, os gêmeos. Suas mais famosas estrelas são Castor e Pollux, estrelas que marcam as cabeças dos gêmeos. Os pés dos gêmeos são proeminentes e interessantes: o pé extremo norte é o lar para M-35, um enorme aglomerado estelar aberto que pode às vezes ser vislumbrado a olho nu, mesmo nos céus de subúrbios. Como a clava de Orion, os pés de Gemini são imersos no brilho da Via Lactea de inverno, que se torna mais brilhante nas constelações de Monoceros, o unicórnio, e Puppis, o convés do velho navio Argus.  Próximo dos pés de Gemini, diretamente a leste de Betelgeuse, situa-se uma reta diagonal de estrelas débeis que podemos imaginar ser o chifre do unicórnio. Próximo a esta reta você pode identificar o brilho fraco de um aglomerado estelar NGC-2244, em torno do qual se situa a famosa Nebulosa da Roseta. Vários outros aglomerados impressionantes situam-se na região. Fevereiro é o mês quando Sirius, a estrela mais brilhante do céu é mais bem vista. Sirius é tão brilhante que em teoria ela pode lançar trevas. Nenhuma estrela jamais cintilou tão brilhante quanto Sirius: um rudimento de supernovae pode tê-la ultrapassada, e Nova Aquilae 1918, a mais brilhante nova conhecida, no máximo de seu brilho, ficou abaixo do brilho de Sirius. É uma estrela dupla próximas cuja companheira é uma anã-branca. Portanto, quando você sair para avistar esta estrela, você terá muito que censurar. Ela está a apenas 8,7 anos-luz distante e contém muito mais massa que o sol por uma confortável margem. Entretanto sua companheira do tamanho da Terra brilha palidamente, como uma lembrança do que aconteceu no fim de uma existência estelar. Os observadores discordam sobre a cor de Sirius. Robert Burnham Jr. No Buenham’s Celestial Handbook, afirma que “a estrela é uma branca brilhante com um matiz definida de azul.” Outros observadores a ver como branco puro. Saia em uma noite calma de céu limpo e veja o que você pensa. Embora Sirius não tenha igual, este mês alguns observadores de baixa-latitude podem tomar uma olhada em sua rival mais próxima, Canopus. Visto que ela está localizada a cerca da declinação -53 graus, é possível vislumbrar Canopus tão distante do norte quanto 37 graus de latitude norte, que incluem Norfolk, Tulsa e Fresno. Se você procura a estrela lembre-se que ela situa-se não distante diretamente do sul de Sirius e quase exatamente diretamente ao sul da Beta Canis Majoris (Murzim).  Editor PGAPereira. 

Rover identificou compostos orgânicos em Marte

Esta imagem ilustra possíveis formas de metano que pode ser adicionado a atmosfera de Marte (fontes) e retirado da atmosfera. Curiosity Mars Rover da NASA detectou flutuações na concentração de metano na atmosfera, o que implica dois tipos de atividade está ocorrendo em Marte hoje. Curiosity Mars Rover da NASA mediu um aumento de dez vezes em metano, um composto químico orgânico, na atmosfera em torno dele e identificou outras moléculas orgânicas em uma amostra de rocha em pó coletada pela broca do laboratório robótico. "Este aumento temporário do metano - acentuadamente para cima e depois de volta para baixo - nos diz que deve haver alguma fonte relativamente localizada", disse Sushil Atreya da Universidade de Michigan em Ann Arbor. "Existem muitas fontes possíveis, biológicas ou não biológicas, como a interação de água e rocha." Os pesquisadores utilizaram análise de amostras a bordo do laboratório do Curiosity em Marte (SAM)  uma dúzia de vezes em um período de 20 meses para farejar metano na atmosfera. Durante dois desses meses, no final de 2013 e início de 2014, quatro médias registraram sete partes por bilhão. Antes e depois disso, as leituras eram de em média apenas um décimo desse nível.  Curiosity também detectou diferentes produtos químicos orgânicos marcianos em pó perfurados a partir de uma rocha apelidada de Cumberland, a primeira detecção definitiva de orgânicos em materiais da superfície de Marte. Estes produtos orgânicos marcianos poderiam ou ter se formados em Marte ou foram entregues a Marte por meteoritos. As moléculas orgânicas, que contêm carbono e hidrogênio normalmente, são blocos de construção químicos da vida, embora possam existir sem a presença de vida. As descobertas de curiosidade de analisar amostras de atmosfera e pó de rocha não revelam se Marte já abrigou micróbios vivos, mas os resultados fazem lançar luz sobre a Marte atualmente quimicamente ativa e em condições favoráveis para a vida em Marte antigantigamente. "Vamos continuar trabalhando para os quebra-cabeças desses achados presentes", disse John Grotzinger, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. "Podemos aprender mais sobre a química ativa causando essas flutuações na quantidade de metano na atmosfera? Podemos escolher alvos de rocha onde orgânicos identificáveis foram preservados?" Os pesquisadores trabalharam muitos meses para determinar se algum do material orgânico detectado na amostra Cumberland era verdadeiramente marciano. SAM, laboratório do Curiosity, detectou em várias amostras de alguns compostos de carbono orgânico que foram, na verdade, transportados a partir da Terra dentro do Rover. No entanto, testes e análise extensa rendeu confiança na detecção de compostos orgânicos marcianos. Identificar quais compostos orgânicos marcianos específicos estão na rocha é complicado pela presença de minerais de perclorato em rochas marcianas e solos. Quando aquecido dentro do SAM, os percloratos alteram as estruturas dos compostos orgânicos, assim as identidades dos produtos orgânicos marcianos na rocha permanecem incertas. "Esta primeira confirmação de carbono orgânico em uma rocha em Marte é muito promissora", disse Roger Summons, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge. "Produtos Orgânicos são importantes porque eles podem nos dizer sobre as vias químicas pelas quais eles foram formados e preservados. Por sua vez, este é informativo sobre diferenças Terra-Marte e se ou não determinados ambientes representados por rochas sedimentares do Gale Crater foram mais ou menos favoráveis para o acúmulo de materiais orgânicos. O desafio agora é encontrar outras rochas no Monte Sharp que podem ter diferentes e mais amplos estoques de compostos orgânicos." Os pesquisadores também relataram que o gosto de da água marciana do Curiosity, em minerais na rocha Cumberland  há mais de 3 bilhões de anos, indica que o planeta perdeu muito de sua água antes que formada e continuou a perder grandes quantidades depois. SAM analisou isótopos de hidrogênio a partir de moléculas de água que haviam sido trancadas dentro de uma amostra de rocha por bilhões de anos e foram libertados quando SAM a aqueceu, gerando informações sobre a história da água marciana. A proporção de isótopo do hidrogênio mais pesado, deutério, com o isótopo de hidrogênio mais comum pode fornecer uma pegada para comparação entre diferentes fases da história de um planeta. "É muito interessante que nossas medições do Curiosity de gases extraídos de rochas antigas pode nos dizer sobre a perda de água de Marte", disse Paul Mahaffy do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. A proporção de deutério e hidrogênio mudou porque o hidrogênio mais leve escapa da atmosfera superior de Marte muito mais facilmente do que o deutério mais pesado. A fim de voltar no tempo e ver como a proporção de deutério-para-hidrogênio em água marciana mudou ao longo do tempo, os pesquisadores podem olhar para a relação de água na atmosfera atual e água presa em rochas em diferentes momentos da história do planeta. Meteoritos marcianos encontrados na Terra também fornecem algumas informações, mas este disco tem lacunas. Não apresentou meteoritos marcianos estarem nem perto da mesma idade da rocha estudada em Marte, que se formou a cerca de 3.900 a 4.600 milhões de anos atrás, de acordo com as medições do Curiosity. A relação que o Curiosity encontrou na amostra Cumberland é cerca de metade da proporção de vapor de água na atmosfera marciana de hoje, o que sugere muito da perda de água do planeta ocorreram desde que o rocha se formasse. No entanto, o valor medido é cerca de três vezes maior do que a proporção no fornecimento de água original de Marte, com base no pressuposto de que a oferta tinha uma proporção semelhante à medida nos oceanos da Terra. Isso sugere muito da água original de Marte se perdeu diante da rocha formada. Editor PGAPereira. 

Apollo 11 por Wernher Von Braun

Por Dr. Wernher von Braun - Dois homens na cabine do módulo lunar Apollo 11, andando lentamente no seu foguete, luzes azuis de sinalização piscam. Sondas penduradas 60 centímetros abaixo dos coxins em forma de disco tocaram a Lua. O piloto reduz o motor. Um momento depois, o computador a bordo diz a tripulação que desembarcaram na superfície da Lua.  Isso aconteceu no início da tarde de domingo, 20 de julho, 1969, na parte ocidental do Mar da da Tranquilidade da Lua, de acordo com os planos da NASA neste escrito.  Foto - Título original De 1969: plano de voo e desembarque na Lua da Apollo 11 é mostrado pelo diagrama. Início da manobra de frenagem com descida e pouso.  A Apollo 7 testou o Módulo de Comando e Módulo de Serviço (CSM). A viagem a Lua da Apollo 8 levou os homens para dentro e para fora da órbita lunar. Separando e encaixando o módulo lunar (LM) foi ensaiado na órbita da Terra pela Apollo 9, e sobre a Lua pela Apollo 10. Agora tudo está pronto para o próprio pouso na Lua.  A Apollo 11, até certo ponto, vai refazer a rota Lua - viagens da Apollo 8 e 10: o lançamento do Saturno V em órbita da Terra, marcado para 16 de julho; reignição do estágio topo do Saturno V, para impulsionar a nave para a Lua; e foguete de frenagem para colocar a Apollo 11 em órbita lunar, 112 km (70 milhas terrestres) acima da superfície. (O "ir" para cada grande manobra significa que a tripulação e nave espacial estão em forma perfeita até agora, se surgisse dificuldade, em qualquer lugar ao longo de "o caminho, a missão seria abortada e a equipe trazida de volta.  Em seguida, o módulo lunar com sua tripulação de dois irá separar e fazer uma travagem da queima do foguete que, em uma hora, trazê-lo para baixo a 15 km (50.000 pés) acima da Lua. Esta manobra foi antes realizada apenas pelos astronautas da Apollo 10.  De agora em diante, o Módulo Lunar da Apollo 11 vai marcar um caminho novo.  Palavras pelo rádio de Controle da Missão em Houston:  “Você deve ir para o PDI". Isso significa alimentar a Inicialização do Descent, ligar os foguetes de frenagem é tão  forte que ele arremessa o módulo lunar a uma tentativa de pouso lunar em poucos minutos.  O módulo lunar está roçando a Lua a cerca de 4.500 quilômetros por hora, quando sua tripulação dispara seu motor de descida para a frente. A retroqueima dura seis minutos a plenos 10.000 libras de empuxo e dois minutos a mais, com o LM agora iluminado pelo consumo do propulsor, a 6.000 libras de empuxo. Essa "fase de travagem" freia quase toda velocidade para a frente. Ela deixa o Módulo Lunar se aproximando do local de pouso a uma velocidade parecida com a do avião de apenas algumas centenas de quilômetros por hora.  À medida que o Módulo se posiciona na posição vertical, a superfície da Lua, antes fora da visão da tripulação, se arrasta na vista da parte inferior de suas janelas.  Um radar de pouso começou relatando altitudes e velocidades em dados tão vitais que a tentativa de pouso teria de ser abandonada se os feixes de radar não conseguissem "trabalhar" a superfície da Lua. Em um ponto chamado de High Gate, a menos de 8 km (5 milhas) de aterrissagem, o Módulo posiciona-se para baixo a 7.000 metros de altitude, e entra na Abordagem de Fase Final. Começa inclinando em direção vertical e usando seu motor de descida para verificar a sua queda.

Como se vê na posição vertical, a superfície da Lua, antes fora da vista da tripulação, arrasta-se vista no fundo das suas janelas. O que eles vêem é um plano simples e relativamente livre de crateras lunares - quase no equador da Lua, a 23 graus leste de longitude lunar.  Olhe para a Lua da Terra e este local de pouso será um pouco menos do que meio caminho do centro da Lua para a sua margem direita. No momento do desembarque, quando a Lua vai estar se aproximando no "primeiro trimestre", é pouco visível dentro da zona iluminada pelo Sol. Propositadamente o pouso é cronometrado para início da manhã lunar, de modo que longas sombras vão vividamente mostrarem-se no relevo do terreno.  A seleção de um local de pouso livre de obstáculos, a tripulação inclina toda a embarcação até que esta meta está no ponto de uma escala de vidro, cuja marcação fluorescente brilha verde e laranja no escuro zero. Em seguida, ela aciona um botão para fixá-la. Isso define o seu sistema inercial de orientação para conduzir seu caminho de descida automaticamente.  Em um ponto a menos de 1.000 metros de altura, o chamado Baixo Gate, dão-se início as finalizações da Abordagem da Fase Final e da Fase Landing (Aterrissagem). A tripulação pode escolher um modo "auto" que faz tudo automaticamente; um modo semi-automático, em que o piloto do LM controla a velocidade de descida; ou um modo totalmente manual para uma aterrissagem de estilo helicóptero por olho. A opção mais provável é o modo semi-automático.  O Módulo Lunar pairando desce em direção a um touchdown em 91 cm/s, três pés por segundo. Qualquer velocidade horizontal restante será ainda menor. Mantê-lo a um mínimo, e evitando obstáculos e terrenos inclinados, são importantes para evitar um desastre. O LM é muito indulgente sobre um menos-que-perfeito pouso, mas, mesmo assim, será um momento tenso quando coxins das pernas de aranha fixam-se no solo lunar.  Após a notícia dramática que a tripulação está em segurança na Lua, um pouco de tempo decorrido antes de outros eventos, para os astronautas não surge de uma só vez. Leva algum tempo para verificar o seu Módulo, e, em seguida, lutar pela sobrevivência na Lua com mochilas de suporte à vida, mesmo que tenham de renunciar a um período de descanso antes de suas atividades extenuantes externas.

Passos na Lua! -  Finalmente vem o ponto alto do programa - uma missão cheia de ação de duas horas e 40 minutos de "moonwalking" (caminhar). Descendo a escada da escotilha para a frente, o comandante Armstrong foi o primeiro a pisar na Lua. O seu primeiro ato é pegar um saco de solo lunar solto, e entregá-lo a Aldrin para o encaixar. Se alguma coisa devesse obrigar uma decolagem prematura, essa fase da missão poderia ser abortada. (Você pode ter certeza que planejadores estivessem pensando em nada tão fantasioso como uma recepção hostil por poucos ETS, mas em tais contingências imagináveis ​​como um vazamento no sistema de propulsão na subida, ou problemas com equipamentos de suporte de vida.) Então, depois de Armstrong testou andar na Lua, e inspecionou o exterior da nave para se certificar de que não sofreu danos durante o pouso, Aldrin se junta a ele do lado de fora.  Telespectadores na Terra irão compartilhar pela TV a cena lunar estranha confrontá-la a um deserto cinza gritante, sem ar e sem vida, sem cores, duramente pintada pelo Sol com destaques gritantes e sombras escuras. O alto céu preto suspende a terra remota. O ser humano estava apenas mais perto que Collins no CSM, que eles vêem ao navegar cada duas horas. Sua nave-mãe olha para eles como uma estrela, exceto que ele está se movendo rapidamente em todo o céu, uma vez na órbita da Lua.  Viseiras escuras em capacetes vermelhos revestidos de ouro – os exploradores da Lua  protegem seus olhos do brilho do Sol. Eles usam "galochas lunar anti-térmicas"; sob os pés, o solo da Lua ainda é frígido após o frio extremo de 14 dias de longa noite lunar, embora ele se tornará mais quente do que água fervente durante o igualmente longo dia lunar.  Seus pontos de vista de TV e suas vozes, através de seus walkie-talkies, são transmitidos à Terra por uma antena de rádio em forma de guarda-chuva de cabeça para baixo, o que eles têm erigido sobre o solo lunar. Eles pulam fora com filmadoras, também.  Usando colheres de cabo longo, pinças e pás para recolher rochas lunares, uma vez que não pode curvar-se em seus trajes, eles terminam de encher duas "caixas de rochas", com amostras lunares cuidadosamente selecionadas, embaladas individualmente em sacos de plástico.

Pacote de Ciência da Lua - Criação de três experimentos científicos, dos quais dois são deixados na Lua, conclui programa que ocuparam os exploradores lunares.  O "detector de sismos - moonquake", alimentado por painéis solares, é esperado relatar qualquer atividade sísmica em terra por rádio por um ano. Ele é tão sensível que pode transmitir o som dos passos dos astronautas enquanto se afastam.  Um conjunto de 100 refletores de quartzo em forma de disco, inclinado para a Terra, enviam raios laser a estações terrestres. Através de sua utilização, os cientistas esperam medir a distância Terra-Lua ( a Lua afasta-se da Terra 4 cm por ano) com precisão sem precedentes e também para medir com precisão a distância entre as estações de laser na Terra, para fins como testar teorias da deriva continental.  Uma folha de papel de alumínio simples, que os tripulantes do LM espalhou no chão quando eles deixaram o LM e pegá-lo novamente quando voltarem, é uma experiência para levar para casa. Mais tarde, ela irá revelar a composição do "vento solar", quando testada para hélio aprisionado, neônio, e outros gases raros.  Juntos, os três experimentos chamados EASEP, para primeiros experimentos científicos Apollo Payload  pesando 171 quilos de solo lunar, ou menos de 14,69 kg (30 libras) na Lua. Levou menos de 10 minutos.  No tempo limitado de sua incursão na superfície lunar, os exploradores mantinham uma distância de 50 a 100 metros de sua nave espacial. Voltando a ele, eles passam o resto de suas 22 horas na Lua no descanso de suas tarefas exigentes. "Fogo no buraco" -  A primeira decolagem tripulada da Lua ocorreu ao meio-dia da segunda-feira 21 de julho. A segurança dos astronautas e suas preciosas amostras dependerá do sucesso do "FITH", lançamento da fase de subida da sua nave espacial. FITH significa Fire in the Hole (fogo no buraco), e significa que não há separação da fase que antecede a ignição do seu motor de subida, nem existe um defletor de jato de qualquer espécie. Tendo servido ao seu propósito, o estágio de descida, agora dispensável serve como uma plataforma de lançamento para o estágio de subida, e os danos a ele do jato de fogo do motor de subida não importa.  Para os primeiros oito segundos, o estágio de subida sobe verticalmente, com 1713 kg (3.500 libras) de impulso de seu motor. Em seguida, ele abruptamente arremessa para baixo cerca de 50 graus. Com segurança acima das montanhas lunares e sem atmosfera para limitar a velocidade, ele acumula velocidade horizontal o mais rápido possível.  Sete minutos e 16 segundos após a decolagem, o módulo lunar está acelerando quase horizontalmente em quase 3,400 mph, 18,29 km (60 mil pés) acima da superfície lunar. É seguramente inserido em uma órbita elíptica com um alto ponto de 83,69 km (52 milhas terrestres). Se alguma coisa correr mal, o Módulo de Comando e Serviço pode vir em socorro da tripulação do LM.  Uma hora depois, o palco de subida do LM circunscreve sua órbita no ponto alto, adicionando um pouco de velocidade com seus pequenos propulsores de controle de reação. Em seguida, uma cutucada menor com eles ajusta a altura de colocar o LM apenas a 27,76 km (17 e 1/4 de milhas) abaixo do CSM, e corrige qualquer pequena diferença em seus planos orbitais. Agora, por trás e abaixo, o estágio de subida faz o seu encontro e-docking com o CSM. O resto do início para a terra, a longa viagem através do espaço, a alta velocidade de reentrada e splashdown no Pacífico - será uma repetição da Apollo 8 e 10, até a recuperação dos astronautas e do módulo de comando. Em quarentena -  Em seguida, vem a missão estranha dos heróis da Lua e suas amostras lunares por pelo menos três semanas, conclusão da quarentena no Lunar Receiving Laboratory em Houston [PS, outubro, 68]. É uma precaução contra a possibilidade que poderia ter trazido de volta organismos vivos, provavelmente desconhecido na Terra e, possivelmente prejudiciais aos seres humanos, animais ou plantas daqui, embora os cientistas consideram que é muito mais provável que a Lua não tem qualquer vida qualquer que seja. Em algumas semanas podemos ter a primeira evidência concreta, a favor ou contra.  O voo da Apollo 11 foi apenas um começo, uma expedição de reconhecimento. Mais 9 aterrissagens da Apollo em diferentes locais da Lua foram realizadas pela NASA; Mas o primeiro pouso tripulado na Lua foi uma conquista - a épica conquista do maior desafio de engenharia que já enfrentamos. Por PGAPereira, Químico Industrial. 

Quanto às vestimentas dos astronautas no espaço

Este vestuário do extraterrestre de H. R. Giger é um esboço da roupa de astronautas que deve vir em breve. Somando os prós- e os contras-, temos um exemplar interessantíssimo. O vestuário está inflado obviamente para manter uma pressão estabilizada de 1 atm, espaçosa, ideal a pele do organismo humano no espaço por sentir-se desgarrada de apetrechos, qualquer que seja ele. O contato com a pele humana é mínimo, isso para evitar alergias provocadas pelo material do vestuário, além disso, para evitar escape de gases com oxigênio reforçaram-no de várias camadas sintéticas. No espaço, os órgãos do corpo humano trabalham caoticamente privados de exposição da circulação atmosférica que causam pequenas ondulações dos ventos, ocasionando derivação de pressão; exposição aos raios solares benéficos com vitaminas ‘d’; variação da temperatura atmosférica na intercalação de dias e noites, e de sucessão de verão e inverno e oxigenação quando próximo a campos verdes do planeta Terra. Até hoje os vestuários de astronautas da NASA são compactos e apertados, desconfortáveis para longas viagens no espaço. O bojo afunilado para a cabeça do astronauta merece mais atenção nessa imagem. Os olhos ficarão embutidos com lentes especiais para proteção de luz UV, lentes de aumento do campo de visão semelhante às de máquinas fotográficas caras, e com circulação de ar internamente ao vestuário. Aos ouvidos devem ser acoplados receptores de ondas de rádio, única forma de comunicação entre astronautas no espaço. Um microfone interno próximo à boca para comunicação com outros astronautas. Parafernálias de instrumentos devem constar na confecção da vestimenta especial. Quando já estamos nos preparando para colonizar Marte na próxima década, poucos experimentos estão sendo concluídos na Estação Espacial Internacional: plantação de vegetais e frutas, além de oxigenação por ramagens trepadeiras das cápsulas espaciais. Em Marte só estão funcionando os 2 robôs para tirar fotos e fazer análises do solo. Painés solares já deviam posicionar-se no solo do Planeta Vermelho para fornecimento de eletricidade, bem como motores compactos para coleta de água e de oxigênio da atmosfera marciana. Um local apropriado para fixação de permanência ainda não foi escolhido, as cápsulas que funcionarão como vivendas já deviam estar aguardando os novos inquilinos em Marte. Portanto, tudo leva a crer que a tão sonhada colonização do sistema solar vai demorar séculos.  por PGAPereira. Imagem da coleção de H. R. Giger.    

Os dados das Voyager 1 e 2 sobre Júpiter

A Voyager 1 durante sua aproximação ao planeta gigante por 30 dias no ano de 1979 coletou os seguintes dados: lapso de tempo das nuvens que giravam em turbilhão na atmosfera do planeta; as faixas marrons e as zonas brancas de Júpiter; faixas de nuvens coloridas com milhares de km de largura circulando o planeta a latitude constante; a Grande Mancha Vermelha que é uma tempestade secular do tamanho da Terra parecia estacionária, mas que girava no sentido contrário aos ponteiros de relógio. Pequenas manchas eram arrastadas para dentro da Grande Mancha vermelha, circulavam por semanas e depois se dividiram;  outras mancha se formaram, misturaram-se e se dividiram em poucos dias nas outras faixas do planeta gigante; o caos imperava num diâmetro menor que 1.000 km e, as estruturas maiores retém suas colorações. Há ordem no caos? Os movimentos na atmosfera de Júpiter restringem-se a uma fina camada iluminada de 100 ou 200 km de espessura onde as nuvens se formam e com pressão atmosférica poucas vezes a do nível do mar na Terra? Ou os movimentos se estendem dezenas de km para baixo da zona de hidrogênio metálico com uma pressão 3.000 vezes maior?

Júpiter tem massa de 318 a da Terra ou cerca de 1‰ da massa do Sol. De onde coletou sua gigantesca massa? Foi acumulando a matéria deixada na órbita ao redor do Sol logo após ele se formar? Qual a abundância relativa de seus elementos? Por que Júpiter consiste principalmente de hidrogênio e hélio e são eles os responsáveis pela baixa densidade de volume de apenas 1,33 g/cm³ às pressões e densidades que caracterizam o planeta. Nas temperaturas do sistema solar externo oxigênio, carbono e nitrogênio combinam-se com hidrogênio para formar água (H2O), metano (CH₄) e amônia (NH₃). Há um equilíbrio hidrostático entre a pressão direcionada para o exterior e o empuxo da gravidade direcionado para dentro do planeta. O nivelamento é completado pela força centrífuga dirigida para o exterior que resulta da rotação do planeta e que é igual ao quadrado da distância da massa do eixo de rotação. Daí, planetas que rotacionam tornam-se achatados, seu raio polar é menor que seu raio equatorial. O grau de achatamento depende da distribuição interna de massa: se a matéria concentra-se próxima ao centro – menos achatado - ou mais afastado dele – mais achatado. O período rotacional de Júpiter é cerca de 10 horas. O achatamento de Júpiter faz com que seu raio equatorial seja 6,5% maior que seu raio polar. Júpiter tem núcleo denso que consiste de hidrogênio e hélio comprimidos e outros elementos, mas sua pressão interna não é suficientemente grande para produzir densidades centrais exigidas de uma mistura desses dois elementos leves. Evidentemente Júpiter tem um núcleo de rocha e gelo com 4% de sua massa. No núcleo de Júpiter sob grande pressão, os elétrons vagueiam livremente entre prótons numa mistura eletricamente neutra e o hidrogênio torna-se metal. A transição do hidrogênio molecular para metálico faz-se sob pressão crítica de 3 milhões de atmosfera e cerca de 0,75 a 0,80 da distância do centro do planeta. Júpiter libera como radiação infravermelha uma potência cerca de 1,5 a 2,0 vezes maior que a quantidade que ele absorve como luz do Sol. Obviamente ele tem fonte interna de calor. Nenhum planeta do sistema solar é suficientemente mássico para a autocompressão gravitacional ter iniciado a fusão nuclear e se tornar uma estrela (nós não temos ainda certeza desse fenômeno). O seu calor interno provém da conversão da energia potencial gravitacional disponível pela contração de suas nuvens de gases que começou há 4,6 bilhões de anos. Qual é sua temperatura? Pela termodinâmica sabemos que o calor flui dos locais mais quentes para os mais frios. A mistura de H e He no núcleo de Júpiter não pode conduzir calor para o exterior do mesmo, só ocorrendo com um grande gradiente de temperaturas entre camadas, limitada pela convecção – movimento de parcelas de flúido quente movendo-se sobre os frios. O gradiente de temperatura no interior de Júpiter está próxima a adiabática e a 20.000 e 30.000K e, que nessa temperatura a mistura de H metálico e He não se solidifica, ela encontra-se no estado líquido. Mas a 3 milhões de atm, porção do H torna-se molecular, mesmo assim líquido; sob pressão maior o líquido molecular espalha-se em um gás molecular – a atmosfera de Júpiter. Júpiter tem 10% de He acima do H metálico - o Sol tem 11%. Júpiter tem vapor de água, H₂O, e sulfeto de hidrogênio, H₂S, fosfina (PH₃) germano (GeH₄), cianeto de hidrogênio, HCN, e monóxido de carbono, CO, além de etano, C₂H₆, e acetileno, C₂H₂ na sua atmosfera. As cores da atmosfera de Júpiter não se correlacionam com a de seus compostos. O Sol aquece os trópicos mais que os pólos do planeta gigante, isso faz com que os ventos adquirem suas energias. O ar quente desloca-se sobre o ar frio e converte a energia potencial gravitacional em energia cinética. Quanto ao gradiente de temperatura horizontal sobre Júpiter é menor que 3°C, quando na Terra é de 30°C e compensada por uma distância do equador ao pólo 10 vezes menor. A atmosfera de Júpiter obtém apenas metade do calor do interior do planeta, portanto, assemelhando-se a de uma estrela. A atmosfera de Júpiter tem apenas 1/1.000.000 – um milionésimo – da massa   e portanto 1 milionésimo da capacidade de transporte de calor do interior do planeta. A Grande Mancha Vermelha desloca-se poucos metros por segundo para o oeste mas, os ventos ao seu redor estão a 100 m/s, cada rotação levando poucos dias. Essa oval pode durar por séculos. O interior de júpiter consiste de 3 camadas: a camada mais externa é uma mistura de H molecular e He; a camada mais interna é um núcleo de rocha e gelo; na camada que se situa entre as outras o H sob uma pressão de 3 milhões de atm desmembra-se em uma mistura de líquida de prótons e elétrons que se repelem. Na camada média o hidrogênio é um metal. A Grande Mancha vermelha foi observada por 3 séculos da Terra. Ela gira no sentido contrário aos ponteiros do relógio e tem 25.000 km de comprimento. Além dela, observamos várias manchas brancas menores sobre Júpiter. Quanto às reações químicas que estão ocorrendo no núcleo de Júpiter são verdadeiras incógnitas. O temor dos humanos está concentrado na transformação de júpiter em uma estrela como já temos fotografado anãs marrons de pouca massa existir na nossa galáxia. Estamos torcendo para que isso ocorra muitos séculos depois quando a humanidade já tenha colonizado Marte e deserdado do sistema solar. Você acha isso uma aventura impossível? por PGAPereira.