Brasil Escola

No dia 12 de abril de 1961, Iuri Gagarin, a bordo do satélite artificial soviético Vostok 1, iniciava a exploração do espaço pelo homem. Exatamente vinte anos mais tarde, a 12 de abril de 1981, a nave americana Columbia, primeiro ônibus espacial e com capacidade de transbordo, tripulada por John W. Young e Robert L. Crippen, decolava de Cabo Canaveral e iniciava a era dos veículos espaciais tripulados e com capacidade para efetuar reentradas aerodinâmicas na atmosfera terrestre. Ambas as datas constituem marcos transcendentais no processo que levou o ser humano ao melhor conhecimento do espaço fora dos limites da atmosfera terrestre.Chama-se Astronáutica a ciência da navegação entre os corpos celestes. Os tripulantes das naves são os astronautas ou cosmonautas.

Os equipamentos que navegam pelo espaço, com ou sem tripulação, estão sujeitos às leis da astronomia e são designados com nomes relativos à sua trajetória ou função. Assim, dispõe-se de satélites artificiais, sondas espaciais, laboratórios orbitais, naves espaciais e módulos de nave ativos ou passivos. Todos esses engenhos são lançados ao espaço por foguetes, que utilizam combustíveis líquidos ou sólidos, ativados em uma ou várias fases.


História da Astronáutica

A conquista do espaço pelo homem é uma aventura marcada por alguns fatos decisivos. A utilização da pólvora pelos chineses, o lançamento do foguete alemão V-2, a colocação em órbita do primeiro satélite artificial, a conquista da Lua, a construção do primeiro laboratório espacial e o envio de sondas aos mais longínquos pontos do sistema solar – tudo isso são etapas de um empreendimento cuja finalidade última é o estabelecimento das condições necessárias para que seja possível a vida humana em corpos celestes distantes da Terra. Antecedentes. Pode-se remontar a origem da Astronáutica à invenção da pólvora, pelos chineses, nos primeiros anos do século IX. O alcance dos foguetes aumentou progressivamente durante os séculos XVIII e XIX; em 1806, um modelo utilizado nas guerras napoleônicas percorreu uma distância de 2,8km.

A pesquisa nesse campo evoluiu muito rapidamente ao longo do século XIX e nos primeiros anos do século XX. Os Estados Unidos tiveram seu precursor em Robert Hutchings Goddard, que dirigiu o lançamento do primeiro foguete de combustível líquido em 1926, na base de Aubern, Massachusetts. Os trabalhos que assentaram as bases da Astronáutica na Rússia devem-se a Konstantin Tsiolkovski (desde o final do século XIX) e, na Alemanha, aos engenheiros Hermann Oberth e, mais tarde, Wernher Von Braun. Este começou a trabalhar para o exército alemão em 1932. Dois anos mais tarde, seu foguete V-2 alcançou uma altura de 2,4km.

A conquista do espaço é antigo sonho da humanidade. De todos os relatos sobre o assunto, o mais conhecido é o de Júlio Verne, que influenciou numerosos pioneiros da Astronáutica, como Tsiolkovski, que sobre ele escreveu: "Durante muito tempo pensei no foguete como um meio de diversão, com algumas aplicações pouco importantes na vida diária. Não me lembro exatamente quando me veio à idéia de fazer cálculos sobre seus movimentos. Provavelmente, os primeiros germes dessa idéia foram fornecidos pelo fantástico Júlio Verne”.

Se o primeiro período da história da Astronáutica compreende todas as manifestações que iriam contribuir direta ou indiretamente para o desenvolvimento da nova ciência, o segundo é o das teorias matemáticas sobre viagens interplanetárias. Dessa fase são, além de Tsiolkovski e Goddard, o engenheiro francês Robert Esnault Pelterie e o alemão Oberth. A obra deste último foi fundamental não só pelo incentivo que deu a outros pesquisadores para estudos de navegação espacial, como também porque um de seus discípulos e assistente era Wernher Von Braun, cujas idéias, após a segunda guerra mundial, embasaram o desenvolvimento de pesquisas científicas nos Estados Unidos.

Período dos vôos suborbitais. Com o final da segunda guerra mundial e a derrota da Alemanha, todo o conhecimento científico e tecnológico desse país foi levado para os Estados Unidos e para a União Soviética, com a transferência dos próprios pesquisadores. Seus trabalhos se desenvolveram a partir dos V-2, engenhos que são considerados os primeiros mísseis balísticos. Em 1947, um V-2 alcançou 108 km de altura. No mesmo ano, os soviéticos efetuaram novas provas de lançamentos.

Entre 1949 e 1952 as duas potências astronáuticas efetuaram vôos suborbitais utilizando animais, macacos e ratos nos Estados Unidos, e cães na União Soviética. Na década de 1950 teve início à era dos mísseis balísticos intercontinentais, e em 1956 um foguete Júpiter-C lançado de Cabo Canaveral chegou a 1.094km de altura, traçando uma órbita não completa em que percorreu uma extensão de 4.084km. Satélites em órbita. Em 1954 a comissão organizadora do Ano Geofísico Internacional aprovou uma resolução em que salientava a importância de se lançarem satélites artificiais da Terra para pesquisas científicas. Os Estados Unidos e a União Soviética responderam anunciando o lançamento de satélites durante o evento, de julho de 1957 a dezembro de 1958. Os Estados Unidos ainda estavam desenvolvendo um foguete, projetado por cerca de 150 técnicos da equipe de Wernher Von Braun, quando a União Soviética assombrou o mundo com o Sputnik 1, em 4 de outubro de 1957. Um mês depois era lançado o Sputnik 2, que transportava a cadela Laika: a nave realizou o primeiro vôo orbital da história. Os Estados Unidos reagiram e em 31 de janeiro de 1958 colocaram em órbita o Explorer 1, que descobriu os cinturões de Van Allen. Mas a reação mais forte viria com a criação da National Aeronautics and Space Administration (NASA), em outubro de 1958. Era o início da época dos satélites. Os soviéticos, por sua vez, lançaram a série Lunik 1, 2 e 3, engenhos que entraram em órbita lunar. Os americanos iniciaram nessa época o projeto Mercury. No início de 1961 também construíram a base de lançamentos de Cabo Canaveral.

A era espacial deu formidável impulso à pesquisa científica. Até então qualquer consideração a respeito do espaço era baseada em observações feitas através da atmosfera terrestre, que distorce os fenômenos estudados. Com o advento dos foguetes, dos satélites e dos engenhos que se seguiram ao Sputnik, foi possível obter tais informações com precisão. De tão vasto, o espaço era um dificílimo campo de estudo. Praticamente, considera-se que começa a 160 km da superfície terrestre e Plutão, o planeta mais distante, está separado da Terra por 4,8 bilhões de quilômetros assim como, por exemplo, as estrelas mais próximas ficam a uma distância de aproximadamente quatro anos-luz. Não há um vácuo absoluto entre um astro e outro: existe matéria, principalmente hidrogênio, embora com uma densidade mais baixa que a de qualquer vácuo obtido na Terra. Há campos gravitacionais, campos magnéticos e raios cósmicos.

O sistema solar desloca-se através da Via-Láctea e os planetas e seus satélites movem-se a diferentes velocidades em torno do Sol. Para explorar essa vastidão e a própria Terra, muitas teorias, pesquisas e equipamentos tiveram de ser concebidos. Vôos orbitais tripulados. O vôo pioneiro de Gagarin na órbita da Terra, com 181 km de perigeu e 327 km de apogeu, durou 108 minutos, após ser lançado da base de Baikonur, na então república soviética do Cazaquistão. Ficou famosa a frase que ele exclamou no espaço: "A Terra é azul." Depois de Gagarin seria a vez de Titov, que nos dias 6 e 7 de agosto de 1961 permaneceu no cosmo 25 horas e 18 minutos. Embora a 5 de maio Alan Shepard voasse em uma cápsula Mercury lançada em Cabo Canaveral, sua trajetória foi suborbital, a uma altura de 186 km. Os Estados Unidos só colocariam no espaço uma cápsula orbital em 20 de fevereiro de 1962, quando John Glenn completou um vôo de quatro horas e 56 minutos, em três órbitas.

Os soviéticos com as cápsulas Vostok e os americanos com a série Mercury conseguiram mostrar ao mundo que o espaço cósmico não era um ambiente hostil à curiosidade humana. Os soviéticos conseguiram, com as Vostok, permanecer no espaço por períodos cada vez maiores: a Vostok 2 deu 17 voltas em órbita terrestre; a Vostok 3, 64 voltas em 94 horas; esta última e a Vostok 4 voaram em formação. A Vostok 5 deu 81 voltas em órbita terrestre. Enquanto isso, a Mercury 7 conseguiu 22 órbitas em 34 horas. Todas essas missões foram realizadas nos primeiros anos da década de 1960.

Vôos espaciais tripulados. As informações obtidas pelos cientistas os animaram a aprofundar as pesquisas. Mas as naves que possuíam, dos programas Vostok e Mercury, eram acanhadas em tamanho físico e carentes de tecnologias mais refinadas. Nasceu, então, na antiga União Soviética o projeto Voskhod e nos Estados Unidos o Gemini.
Em outubro de 1964 a União Soviética lançou a Voskhod 1 com tripulação de três cosmonautas, os cientistas Konstantin Feokistov (médico) e Boris Iegorov (físico), e o comandante Vladimir Komarov. Iniciava-se assim o processo que, com a Voskhod 2, tripulada por Aleksei Leonov e Pavel Beliaiev, permitiria que o homem realizasse o primeiro passeio ou caminhada espacial a 18 de março de 1965. Leonov, em pleno vôo, saiu de sua cabine. Manteve-se ligado à nave espacial por tubos que lhe levavam oxigênio e eletricidade.

Em junho, a Gemini 4, da NASA, repetiria a façanha, quando Edward White, companheiro de vôo de James McDivitt, deixou sua cabine e ficou por 21 minutos no espaço. Em dezembro de 1965 o projeto Gemini colocou uma cápsula em órbita por 330 horas. Em março de 1966 a Gemini 8 atracou na nave não tripulada Agena, experimento que se repetiria consecutivamente em junho, julho, setembro e novembro do mesmo ano.
A essa época os soviéticos interromperam os vôos tripulados para desenvolverem o projeto Soiuz, com um foguete lançador bem maior que os até então existentes, na preparação do que se chamou, à época, de viagens automáticas. No início de 1967 ficaram prontos os projetos do foguete Saturno 5 da NASA, com 3.500t de empuxo, e do Proton-Soiuz, com 1.500t de empuxo. Paralelamente ficaram prontos os projetos das naves que poderiam levar o homem à Lua: a Apolo e a Soiuz. Os dois países já estavam prontos para empreenderem a descida na Lua e realizarem as observações in loco, recolherem material para pesquisas e explorar o sistema solar mediante viagens interplanetárias.

Conquista da Lua. Os cientistas estudavam qual seria o melhor método para se proceder à alunissagem. Inicialmente se pensou em utilizar o método chamado direto, onde a missão seria cumprida por uma nave lançada por foguete gigantesco. A nave, por sua vez, teria um sistema próprio de propulsão que faria a desaceleração ao se aproximar da superfície lunar, permitiria a alunissagem e ainda a nova decolagem para a viagem de retorno a Terra. Em seguida uma outra alternativa foi considerada. Chamada de técnica de acoplamento em órbita da Terra, consistia em dois foguetes menores que disparariam duas naves, as quais, acopladas enquanto girassem em torno da Terra, partiriam para a Lua como um veículo único. Entretanto, prevaleceu uma terceira opção, a técnica do acoplamento em órbita da Lua. Um único foguete Saturno 5 lançaria a nave que, pesando 45t, seria tripulada por três homens. Após dois dias e meio a nave se colocaria em órbita lunar com seu próprio sistema de propulsão. Uma parte da nave, denominada módulo lunar, com dois homens a bordo, se separaria da nave-mãe e desceria na Lua. Enquanto isso, o terceiro tripulante, na parte da nave chamada de módulo de comando, ficaria em órbita. Em solo lunar os dois astronautas deixariam o módulo e procederiam aos trabalhos de reconhecimento e observações científicas, além de coleta de material e amostras. Terminada essa fase do trabalho decolariam novamente para uma nova acoplagem ao módulo de comando em órbita lunar, quando então partiriam para a viagem de retorno a Terra.

Definido o sistema de propulsão e o de alunissagem, a NASA marcou o primeiro vôo tripulado da Apolo, que seria em volta da Terra, para fevereiro de 1967, mas um acidente ocorrido a 27 de janeiro não permitiu sua realização. Durante um treinamento de contagem regressiva para lançamento, um incêndio irrompeu dentro da cabine e espalhou-se rapidamente devido à grande concentração de oxigênio. Morreram três astronautas: Virgil I. Grissom, Edward H. White e Roger B. Chafee. Também em 1967, do lado soviético, um acidente mataria o astronauta Vladimir M. Komarov, no dia 23 de abril, quando, ao fim de uma missão da Soiuz 1, as linhas do pára-quedas principal se emaranharam, na descida na Sibéria, e a nave despencou. Os dois projetos sofreriam algum atraso, mas em novembro do mesmo ano a NASA lançou o Saturno 5, que colocou em órbita uma Apolo não-tripulada. Duas outras Apolos também sem tripulação voaram com sucesso. Em 11 de outubro de 1968 a Apolo 7, com três astronautas, testou o módulo de comando em um vôo orbital. Em dezembro de 1968 o mundo se surpreenderia com imagens ao vivo, por televisão, do vôo da Apolo 8, lançada no dia 21. Entrou em órbita da Terra, foi impulsionada para uma rota de transição e colocou-se em órbita lunar, fazendo dez evoluções e trazendo, finalmente, os três cosmonautas de volta a Terra.

As Apolos 9 e 10 fizeram viagens complementares preparando o vôo da Apolo 11, que partiu de Cabo Canaveral a 16 de julho de 1969, com três tripulantes: Neil A. Armstrong, Edwin E. Aldrin, Jr. e Michael Collins. Até a órbita lunar o vôo foi uma repetição do ocorrido com a Apolo 10. Naquele ponto, Aldrin e Armstrong se transferiram para o módulo lunar. A alunissagem foi completada no dia 20 de julho, às 20:17 pela hora de Greenwich (17:17 em Brasília). Mas Armstrong só pisou o solo lunar às 2:56 pela hora de Greenwich (23:56 em Brasília). O astronauta, em sua mensagem a Terra, dizia que a superfície lunar era fina e poeirenta, que ele afundava, aproximadamente, 3,17mm quando andava, e que uma fina camada do material aderia as suas botas. Em seguida Aldrin juntou-se a ele e durante duas horas os dois fotografaram o local, colheram 21,7kg de solo lunar e fincaram uma bandeira dos Estados Unidos. Uma câmara colocada a certa distância do módulo lunar transmitiu as imagens para a Terra. Os astronautas permaneceram na Lua por 21 horas e 36 minutos, quando retornaram à nave e acionaram o módulo lunar para subida e posterior acoplamento com o módulo de comando. A operação foi concluída com sucesso e os astronautas retornaram a Terra sem maiores problemas, descendo no oceano Pacífico a 24 de julho.

Em 14 de setembro de 1969 foi lançada a Apolo 12, que realizou um vôo semelhante ao da Apolo 11. A 19 de novembro o módulo lunar desceu na Lua, no Oceanus Procellarum. Os astronautas colocaram vários instrumentos de pesquisas sob a superfície lunar, recolheram 34kg de amostras lunares e inspecionaram o veículo não tripulado Surveyor 3 que alunissara dois anos e meio antes. A exploração da Lua continuou com a Apolo 14, quando os astronautas trouxeram para a Terra mais 43kg de rochas lunares e colocaram em posição outro pacote de experiências. Os astronautas ficaram ali por mais de nove horas. A Apolo 15 foi lançada a 26 de julho de 1971 e regressou a 7 de agosto. Alunissou no hemisfério oeste do lado visível da Lua, perto da região denominada montes Apenninnus. A nave levava a bordo um jipe elétrico, que permitiu extensa exploração do território e possibilitou aos astronautas trazerem para a Terra 77kg de material. A Apolo 16 foi lançada em 16 de abril de 1972 e alunissou na região Descartes. Essa missão trouxe para a Terra 98kg de material lunar entre rochas e solo. A última nave da série foi a Apolo 17 que, lançada a 17 de dezembro de 1972, quebrou todos os recordes de tempo de exploração lunar, de distância viajada e também de quantidade de amostras recolhidas, num total de 116kg.

Com a experiência das Soiuz, a União Soviética conseguiu, em abril de 1971, que a décima missão da série se atracasse ao laboratório espacial Saliut 1. Em junho, a nave Soiuz 11 repetiu a manobra e permitiu que três astronautas permanecessem na Saliut 1 durante 22 dias. Tinha início à época dos laboratórios tripulados.

Os soviéticos continuaram seus experimentos com laboratórios desde o Saliut 2, de 1973, até o Saliut 7, de 1982, com capacidade de alojamento de cinco pessoas. Em 1978, pela primeira vez, duas naves Soiuz atracaram simultaneamente no Saliut. As grandes naves de transporte Progresso, não tripuladas, solucionaram o problema de reabastecimento.
Os Estados Unidos lançaram em 1973 o laboratório Skylab, que realizou quatro missões até 1979.
A missão conjunta. Seis anos após a chegada do homem à Lua, russos e americanos se uniram numa mesma experiência espacial batizada como ASTP (Apollo-Soyuz Test Project). A 15 de julho foram lançadas duas naves, a Apolo 18 (com três cosmonautas americanos) e a Soiuz 19 (com dois russos). Dois dias depois as naves realizaram manobras de aproximação e se acoplaram em órbita terrestre por meio de um módulo construído nos Estados Unidos. As duas tripulações se confraternizaram em pleno cosmo, sinal evidente de abrandamento nas relações entre os dois países.
As duas naves realizaram em conjunto pesquisas sobre a Terra e também experiências nos campos da astronomia, medicina e tecnologia. Quando a missão terminou, a Soiuz retornou a Terra e a Apolo ficou em órbita mais cinco dias. Com a ascensão do conservador Ronald Reagan à presidência dos Estados Unidos em 1981, o projeto de cooperação estagnou-se. Em 1995, o atracamento do ônibus espacial americano Endeavour na estação orbital russa Mir marcou uma nova fase de cooperação entre os dois países. Nessa época iniciou-se também a construção da estação espacial internacional, uma iniciativa conjunta dos Estados Unidos, Europa, Rússia, Japão e Canadá.

Problemas técnicos da Astronáutica

Componentes dos veículos espaciais. Foguetes-sondas, satélites artificiais e sondas espaciais foram os principais veículos criados para que o homem viesse a expandir seus conhecimentos sobre o espaço. Enquanto os primeiros têm alcance limitado, os satélites são utilizados para cumprir, em órbita, missões científicas ou de tecnologia aplicada, caso específico das comunicações, da pesquisa da Terra ou da navegação. Já as sondas espaciais são veículos que superam a força da gravidade terrestre com o objetivo de alcançar pontos mais distantes.

As diferenças entre os veículos são muito acentuadas: podem ser tripulados ou não, ativos (que transmitem sinais de rádio), ou passivos, e também variam de forma, peso ou função. Em comum, entretanto, está o fato de contarem com nove subsistemas.

O subsistema de abastecimento de energia alimenta todos os outros. Essa energia pode ser fornecida por baterias, painéis solares, dispositivos de isótopos nucleares ou outras fontes. O subsistema de autopropulsão destina-se a alterar a rota, reduzir a velocidade ao reentrar na atmosfera terrestre etc. O subsistema de comunicações, que utiliza freqüências muito altas, na faixa de cem a três mil megahertz, liga o veículo a Terra, via rádio. O subsistema de controle da posição do veículo denomina-se subsistema de controle de atitude e suas funções principais são as de estabilização e direcionamento.
O subsistema de controle ambiental, importante particularmente nos veículos tripulados, evita que fatores como o vácuo extremo, temperaturas solares extremas, radiações ultravioleta cósmicas e raios X afetem os instrumentos ou os equipamentos de comunicação. Também é responsável pelo sistema de ar condicionado capaz de renovar o oxigênio, remover substâncias tóxicas e ainda controlar a temperatura e a pressão ambientes.

O subsistema de direção e controle é o que mantém o veículo no rumo certo e regula a velocidade. Nos veículos lunares esse subsistema é responsável por outras funções, como a de controlar a nave, juntamente com o subsistema de controle de atitude (posição) nas operações de alunissagem, subida e descida.

O subsistema de processamento de dados dos primeiros satélites enviava as informações para o controle terrestre. Depois, com a miniaturização dos computadores, eles passaram a ser instalados nos próprios veículos espaciais.

O subsistema estrutural é o que protege todos os outros subsistemas. Sua estrutura normalmente é de alumínio ou magnésio, para se tornar leve e resistente no momento do lançamento. Nos veículos que devem voltar à atmosfera terrestre, são usados revestimentos antitérmicos. O subsistema instrumental é o que reúne todos os instrumentos que possam fornecer dados sobre a situação do veículo. Nos vôos tripulados, a própria saúde dos astronautas é monitorada por bioinstrumentos. Lançamento e reentrada. A gravidade da Terra era um dos grandes obstáculos para tornar realidade o vôo espacial. As observações e os cálculos de Copérnico, Galileu e Kepler, e as leis universais do movimento formuladas por Newton foram levadas em conta pelos primeiros desenhistas de foguetes. Contudo, a aplicação prática de tais princípios dependia da criação de um foguete lançador capaz de projetar um veículo no espaço à altitude necessária a imprimir-lhe ainda a velocidade indispensável para cumprir seu objetivo.

O lançamento de um satélite ou de uma aeronave ao espaço implica uma ascensão vertical para ganhar altura e alcançar a velocidade tangencial ou velocidade orbital de 8km/s. O foguete não pode alcançar as velocidades vertical e tangencial desde o início da decolagem, pois a estrutura que contém o combustível líquido não suportaria o correspondente esforço mecânico. A maioria dos foguetes lançadores existentes tem três estágios, método que foi estudado separadamente por Tsiolkovski, Goddard e Oberth. O primeiro estágio levanta o conjunto do solo e o acelera até que se esgote o combustível; em seguida é alijado. Aciona-se então imediatamente o foguete do segundo estágio. O procedimento é semelhante ao do primeiro e, quando o combustível se esgota, seu reservatório se desprende e cai. O veículo, já mais leve, passa a ser a nave espacial propriamente dita. Uma vez livre da carga, a nave adquire velocidade tangencial. Se for impulsionada a uma velocidade maior que a orbital circular, a chamada primeira velocidade cósmica, a nave entra em órbita elíptica. Se, ao contrário, alcança a denominada segunda velocidade cósmica, ou velocidade de escape, a trajetória é parabólica.

Graças ao método desenvolvido por aqueles cientistas, o conjunto, ao cumprir sua missão, vai perdendo peso e ganhando aceleração progressivamente, de modo que o veículo passa a locomover-se com o problema da gravidade já superado, pelo menos em grande parte. Por exemplo, a 160km de altitude a força da gravidade só é um por cento mais fraca que na superfície da Terra, mas a 2.700km cai para a metade e a 97.000km está reduzida a cinco por cento. Para efeito de vôo espacial, a gravidade terrestre só se torna insignificante a milhões de quilômetros de distância, a menos, porém, que o veículo entre na faixa de influência da gravidade da Lua. Trajetória espacial. Um veículo espacial pode seguir quatro tipos de trajetória: a de foguetes-sondas, a de órbita da Terra, a de órbita extraterrestre e, finalmente, a planetária. Em 1945 foram lançados os primeiros foguetes-sondas. Tinham apenas um estágio, e atingiram velocidades de 4.800 a 8.000km/h e altitudes de até 160km.

Eram lançados verticalmente. Quando o combustível se esgotava, eles caíam. A trajetória em órbita terrestre obtém-se quando se faz um lançamento vertical e em seguida se inclina a trajetória até se tornar paralela à superfície da Terra, uma vez alcançada a velocidade orbital à altura desejada. Nesse momento desligam-se os motores e ocorre um equilíbrio entre a força da gravidade terrestre e a força centrífuga do veículo em movimento inercial, cuja resultante é praticamente zero. Como na região em que o veículo viaja (cerca de 200km acima da superfície terrestre) as forças contrárias existentes -- como o atrito, por exemplo --, são muito fracas, ele pode manter-se em órbita terrestre durante um longo período. Nessa altitude, o tempo que gasta para fazer uma volta em torno da Terra, ou seja, seu período orbital é de cerca de noventa minutos. Quando a altitude aumenta, a velocidade diminui e, por conseqüência, o período orbital também aumenta. Quando entra no período orbital igual ao período de rotação da Terra, o satélite parece parado no céu e sua órbita se diz geoestacionária, ou seja, estacionária em relação à Terra. Nesse caso, a órbita do satélite situa-se a uma altitude de 35.700km e sua velocidade cai para 11.300km/h, assim como seu período orbital se prolonga por 24 horas. Essa é a solução usada para satélites meteorológicos, que dessa forma podem transmitir informações sobre cada região da Terra. Deve-se ressaltar que os exemplos acima se referem a órbitas circulares, que na prática são difíceis de conseguir. A maioria dos satélites tem órbita elíptica.

Os foguetes lançadores de satélite, diferentemente dos primeiros foguetes-sondas, têm seu curso inclinado para leste logo após o lançamento, para tirarem partido do movimento de rotação da Terra, que também se dá naquela direção, a uma velocidade aproximada de 450m por segundo, à altura da linha do equador. Se o foguete fosse inclinado para o oeste, após o lançamento precisaria de uma velocidade adicional de 600m por segundo para alcançar a mesma órbita.

Para se colocar em órbita extraterrestre e escapar à gravidade da Terra, requer-se uma velocidade aproximada de quarenta mil quilômetros por hora. Nesse caso, ocorrem duas possibilidades: ou o veículo entra na órbita do Sol, como se fosse um pequeno planetóide, ou fica sob a influência gravitacional de outros corpos celestes.

É possível colocar um veículo numa trajetória que o leve à Lua com a precisa sincronização do vôo. Pode-se exemplificar o fato com o projeto Apolo, que em oito vôos à Lua colocou ali doze astronautas, em seis alunissagens.

Devido às numerosas influências a que se submete um veículo espacial, a navegação nunca se faz em velocidade constante ou linha reta. A qualquer momento um computador determina se a viagem transcorre na rota certa. Esta, se necessário, pode ser alterada, uma vez que em terra, ou dentro das próprias naves, vários computadores fazem o controle das sucessivas posições dos veículos. Quando tripulados, os veículos espaciais dispõem de tela para controle dos tripulantes.

As manobras de aproximação entre veículos de uma missão conjunta são programadas com precisão, pois há uma diferença entre a velocidade da nave que está em órbita e a da nave que foi lançada posteriormente. Como o primeiro já está voando em alta velocidade, o lançamento do segundo faz-se bem antes que o primeiro passe acima do local de lançamento. Quando o segundo é lançado, ultrapassará o primeiro, pois este, como está em órbita mais alta, voa mais devagar em relação à Terra. Quando o segundo veículo se adianta em relação ao primeiro, acionam-se os sistemas que o elevarão para que passe a voar na mesma órbita e com a mesma velocidade do outro. Essa manobra de aproximação, de um modo geral, dá-se com uma distância de cem metros. A operação pode ser completada com a manobra de acoplamento. Componente indispensável nas alunissagens do projeto Apolo, o acoplamento também é fundamental nos projetos de estações espaciais. Enquanto nos Estados Unidos o método desenvolvido foi o de aproximação e acoplamento realizados pela tripulação, na União Soviética a opção foi pela solução automática. Isso foi demonstrado em janeiro de 1959, quando as naves Soiuz 4 e 5 se acoplaram.

Os tripulantes da Soiuz 5 passaram para a Soiuz 4 e retornaram à Terra. Como as operações no espaço são limitadas pelo volume de carga útil dos foguetes, a solução de acoplamento dos módulos foi a mais simples, prática e eficiente encontrada pelos técnicos. O planejamento de reentrada na atmosfera também é feito levando-se em conta que a camada gasosa que envolve a Terra contribui para frear os veículos espaciais, devido à força de arrasto. Entretanto, o atrito do veículo contra as moléculas de nitrogênio e oxigênio da atmosfera provoca temperaturas altíssimas. O ângulo de reentrada deve ser suficientemente agudo para que o atrito diminua. Por outro lado, tal ângulo não pode ser tão agudo que possa levar o veículo a sair da atração gravitacional da Terra. Os veículos também são revestidos de material antitérmicos. No caso das naves do projeto Apolo, o revestimento era feito para enfrentar temperaturas até 3.000o C. A recuperação dos veículos americanos dá-se no mar, onde são resgatados por equipes com navios, helicópteros etc., e no ar, onde são apanhados por equipes da Força Aérea enquanto descem de pára-quedas. A Sibéria é o local onde descem os veículos e tripulantes das missões russas.

Produzido por Klicia Mendonça
1 de novembro de 2006

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