A curiosidade de Marte

Uma pequena amostra de solo analisada pelo robô Curiosity revela que os materiais finos na superfície do planeta contêm traços de água. Os resultados foram publicados  na revista Science neste ano  de 2013, com um artigo em uma seção especial dedicada a missão Curiosity.

Local de amostra de solo do robô Curiosity.

Segundo o  pesquisador Laurie Leshin, principal autor do artigo e decano da Faculdade de Ciências do Rensselaer Polytechnic Institute, cerca de 2 por cento do solo na superfície de Marte é constituído por água. A amostra também identificou  dióxido de carbono, oxigênio e compostos de enxofre. 

Curiosity desembarcou na cratera Gale na superfície de Marte em 2012, sendo o primeiro equipamento motorizado  em Marte capaz de coletar e processar  amostras de rocha e solo. 

SAM - Sample Analysis at Mars

O robô possui diversos equipamentos, um deles  é chamado de SAM ( Sample Analysis at Mars) formado por um conjunto de aparelhos sendo, um cromatógrafo a gás, um espectrómetro de massa e um espectrômetro a laser ajustável. Estas ferramentas permitem identificar uma vasta gama de compostos químicos e determinar as proporções das diferentes isótopos de elementos essenciais.

Curiosity foi lançado em novembro de 2011, aterrissou na cratera Gale em Marte em agosto de 2012. O robô possui vários  objetivos entre eles  investigar o clima e geologia; avaliar se a cratera de Gale já ofereceu condições ambientais favoráveis para a vida microbiana , incluindo a investigação sobre o papel da água , e se o planeta é habitável. 

A viagem a marte era o menor dos problemas para a missão, ao todo o equipamento pesava quase 4 toneladas porem boa parte visava proteger o “Curiosity” em sua descida. O processo ficou conhecido como “sete minutos de terror”, devido a dificuldade de descida na superfície de marte. 

O processo de descida era uma das coisas mais mirabolantes, consistia em uma capsula que após  a aproximação era aberto um grande paraquedas, em seguida  o paraquedas era descartado e um conjunto de retrofoguetes assumia o controle e dirigia até o local de descida. Assim que se determina o local o conjunto se estabilizava e o robô era descido por um sistema de guindaste.  Na verdade eram seis veículos, mais de 70 foguetes, meio milhão de linhas de comando no programa, e o pior, margem zero para o erro.

O Curiosity (a direita) comparado com outras sondas já enviadas a Marte.

O robô pesa quase 900 quilos e mede cerca de 2,9  metros de comprimento e 2,7 metros de  largura. Ele é alimentado por um gerador termoelétrico de radioisótopos, cuja tecnologia já foi usad em outras missões como a sonda Viking. 

Curiosity possui  dois computadores idênticos  a bordo, chamados de RCE sendo um equipamento backup do outro. Em  fevereiro de 2013, a NASA foi forçada a mudar para o computador de backup devido a um problema com a memória flash do computador, então ativo, o que resultou no computador continuamente reiniciando em um loop. 

A sonda tem uma unidade de medição inercial (IMU), que fornece informações da posição sendo usada na navegação móvel. Atividades como tirar fotos, condução e operação dos instrumentos são realizadas em uma sequencia de comandos que são enviados da equipe de controle. 

Um dos pontos importantes é a transmissão dos dados, assim Curiosity está equipado com sistemas redundantes de telecomunicações, possuindo um transmissor que comunica-se diretamente com a Terra  ou usando satélites de órbita em Marte como o MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) .

Curiosity está equipado com seis rodas acionadas e orientadas de forma independente, o que permite o veículo girar em seu próprio eixo e escalar pequenas pedras. Em sua missão de dois anos ele deverá percorrer quase 20 km a uma velocidade de 30 metros por hora. 

Entre 2009 e 2011 a NASA deu a oportunidade para que todas as pessoas enviassem seus nomes a Marte. Mais de 1,2 milhões de pessoas da comunidade internacional participaram, e seus nomes foram gravadas em silício e colocado em um microchip está  instalado no convés do Curiosity. Em outra parte do robô esta  o autógrafo de Clara, a menina de 12 anos do Kansas , que deu seu nome Curiosity em um concurso de redação, escrevendo "a curiosidade é a paixão que nos move através de nossa vida cotidiana".

Em 6 de agosto de 2013 Curiosity reproduziu a canção " Feliz Aniversário", em homenagem a ao aniversário de desembarque em Marte. Esta foi a primeira vez que a música foi tocada em um planeta estranho, tornando "Happy Birthday", a primeira música reproduzida  em um outro planeta. 

Primeira fotografia panorâmica do Curiosity.

James Webb: A visão do futuro e do passado.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), será o telescópio espacial otimizado para observações em infravermelho e sucessor científico do Telescópio Espacial Hubble. As principais características técnicas são o espelho de 6,5 metros e sua órbita que permitirá uma resolução sem precedentes cujos principais objetivos científicos, a principio, sejam atingidos que são: o estudo do nascimento e evolução das galáxias e a formação de estrelas e planetas.

Comparação do tamanho do espelho do telescópio Hubble e o James Webb

Seu planejamento começou em 1996, sendo um projeto com colaboração internacional de cerca de 17 países  liderada pela NASA , e com contribuições significativas da Agência Espacial Europeia e da Agência Espacial Canadense.  Seu nome, James E. Webb, é uma homenagem ao administrador da NASA, que desempenhou um papel fundamental no programa Apollo.

A missão esteve sob revisão por parte do Congresso dos Estados Unidos em 2011, depois de cerca de 3 bilhões de dolares já tinham sido gastos,  e mais de 75 por cento do seu hardware pronto e em fase de testes.

Representação dos pontos de  Lagrange

A órbita do JWST será uma órbita elíptica  está a 1,5 milhão quilômetros da Terra, no ponto conhecido com ponto L2 de Lagrange. Descobertos pelo matemático italiano Joseph-Louis de Lagrange os pontos de Lagrange são pontos especiais próximos de um sistema orbital de dois corpos. Estes ocorrem porque as forças gravitacionais das massas cancelam a aceleração centrípeta.  As posições que marcam esses locais de intersecção gravitacional são cinco, e estão localizados a  cerca de 4 vezes mais longe do que a distância entre a Terra à Lua, o que já torna um gigantesco desafio colocar o telescópio em órbita. 

Região de órbita do telescópio James Webb

Normalmente, um objeto que circunda o Sol mais longe do que a Terra levaria mais de um ano para completar sua órbita. No entanto, o saldo de atração gravitacional bem como  a atração extra da Terra, irá fazer com que o  telescópio JWST se mantenha na órbita junto com a Terra, uma vez que giram em torno do sol.  

Para conseguir cumprir seus objetivos, o novo telescópio vai utilizar uma combinação de 18 segmentos individuais de espelhos capazes de se dobrar — algo necessário para que eles coubessem em um foguete espacial. No espaço, as diversas partes que constituem o dispositivo vão se rearranjar em um espelho com 6,5 metros de diâmetro.

Espelho do telescópio James Webb

Dentre os instrumentos do telescópio estão a NIRCam: a principal câmera do JWST, responsável pela detecção de galáxias, o MIRI: um instrumento capaz de explorar variedades de comprimentos de ondas infravermelhas, o NIRSpec:  um espectrografoa, o NIRSpec: para observação de  estrelas e galáxias,  e o FGS/NIRISS: uma câmera de alta velocidade que ajuda a mudar o posicionamento do telescópio.

A superfície de reflexão esta sendo feita com berílio , um metal forte e leve, porém corrosivo e revestido com uma camada de ouro fina, responsável por aprimorar a reflexão de raios infravermelhos. 

Espelho do telescópio James Webb

As diversas tecnologias somadas ao tempo e dinheiro necessários para construir o telescópio demonstram o risco do projeto, algo sem precedentes que envolvem diversas agencias espaciais. 

A aposta e os desafios tecnológicos obrigam o telescópio a funcionam sem erros pois como ele estará a uma distância de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, missões de manutenção estão totalmente fora de cogitação. A previsão do lançamento é em 2018.

Réplica em tamanho natural do telescópio James Webb.

Biohome

 No final da década de 1960, Bill Wolverton era um cientista ambiental trabalhando com os militares dos EUA em um centro de testes na Flórida, descobriu que algumas plantas do pântano tinham capacidade de eliminar o Agente Laranja (usado em guerras químicas) , que tinha entrado nas águas locais por meio de testes do governo americano. Após este sucesso, ele mudou-se para o Centro Espacial Stennis da NASA.

Ele foi financiado pela Agência Espacial para pesquisar habilidades naturais do ambiente para eliminar produtos do ambiente. O primeiro passo para a pesquisa de Wolverton era continuar o trabalho de usar plantas para limpar águas residuais no  NASA Center que  em seguida, foi direcionada  para o uso de plantas com objetivo de melhorar a qualidade do ar.

Em 1973, cientistas da NASA identificaram 107 compostos orgânicos voláteis no ar dentro da estação espacial Skylab. Materiais sintéticos, usados para a construção de Skylab , emitiam baixos níveis de produtos químicos. Foram identificados  compostos orgânicos voláteis , tais como o formaldeído , benzeno e tricloroetileno, todos os irritantes conhecidos e potenciais agentes cancerígenos . Quando estes produtos químicos são presos sem circulação , como era o caso com o Skylab , os habitantes poderiam inalar os compostos químicos devido a falta de a depuração natural.

Biohome da NASA

O Biohome no Centro Espacial Stennis da NASA era um ambiente de 45 metros de comprimento, onde se utilizava plantas comuns como purificadores de ar. Na época o pais vivia a sua grande crise energética e as construções eram herméticas visando manter o ar com temperatura controlada reduzindo a circulação do ar. Combinado com o uso moderno de materiais sintéticos, tais fatores acabaram contribuindo para o que ficou conhecido como Síndrome do Edifício Doente , onde as toxinas encontradas em materiais sintéticos concentravam-se no interior de edifícios fechados , fazendo com que as pessoas se sentissem doentes.

A solução de Wolverton visava encontrar uma solução que restaurasse os ambientes.  A resposta, de acordo com um relatório publicado era que Se o homem quer estar em ambientes fechados  na Terra ou no espaço, ele deve dotar o ambiente de uma sistema de suporte a vida e neste caso algumas plantas poderiam auxiliar. 

Um dos experimentos da NASA testados era a Biohome , um experimento no início o que a agência chama de sistemas ecológicos de suporte de vida em ambientes  fechados. 

O Biohome , um edifício hermeticamente fechado construído inteiramente de materiais sintéticos , foi concebido como adequado para uma pessoa viver no , com uma grande parte do interior ocupado por plantas de interior. Antes de se colocar as plantas quem entrava na instalação recém-construída tinha sintomas como  olhos ardentes e dificuldades respiratórias. Uma vez que as plantas foram introduzidas no ambiente, a análise da qualidade do ar indicaram que a maioria dos compostos orgânicos voláteis foram removidos, e os sintomas desapareceram.

Wolverton publicou suas descobertas sobre o uso de plantas para melhorar a qualidade do ar interior em dezenas de trabalhos técnicos, além do livro voltado ao público, "How to Grow Fresh Air “, onde apresenta diversas plantas que purificam sua casa ou escritório.  Nele o autor explica em linguagem de fácil compreensão, como as plantas emitem vapor de água cuja ação permite um bombeamento capaz de “puxar” o ar contaminado ao seu redor para as raízes da planta. Assim ele  passa a explicar que as plantas podem remover a maioria das toxinas . O livro já foi traduzido para 12 idiomas e tem sido encontrado nas prateleiras das livrarias há quase 10 anos. 

Hubble

Telescópio Hubble em órbita.

Galileu e todos  os astrônomos compartilham e compartilharam um único objetivo ver mais, ver mais longe, e ver mais fundo.

O lançamento do Telescópio Espacial Hubble, em 1990, acelerou a humanidade a um dos seus maiores avanços nessa jornada. Hubble é o primeiro telescópio que orbita a Terra. A sua posição acima da atmosfera, que distorce e bloqueia a luz que atinge o nosso planeta, lhe dá uma visão do universo que normalmente ultrapassa de longe o de telescópios terrestres.

Hubble é uma das missões científicas mais bem-sucedidas e de longa duração da NASA. Foram transmitidas centenas de milhares de imagens de volta à Terra, lançando luz sobre muitos dos grandes mistérios da astronomia. Seu olhar ajudou a determinar a idade do universo, a identidade dos quasares, entre outras descobertas.

Ilustração da Missão STS 31 (Hubble)

O Telescópio Espacial Hubble é a solução direta para um problema que os telescópios têm enfrentado desde os primeiros dias de sua invenção: a atmosfera. O dilema é duplo: Mudando bolsões de ar na atmosfera da Terra distorce a visão dos telescópios no chão, não importa quão grande ou cientificamente avançado esses telescópios são.  Esta "distorção atmosférica" é a razão que as estrelas parecem piscar quando você olha para o céu.

A atmosfera também bloqueia parcialmente ou absorvem certos comprimentos de onda da radiação, como ultravioleta, gama e raios-X, antes que eles possam chegar à Terra.

Video da Missão Discovery STS 31 reponsável por colocar o Hubble em órbita.

A maneira mais eficaz para evitar os problemas da atmosfera é colocar o seu telescópio para além dela. Ou, no caso do Hubble, 353 milhas (569 km) acima da superfície da Terra.

A história do Hubble

Em 1975, a Agência Espacial Europeia começou a trabalhar em conjunto com a NASA em um plano que acabaria por se tornar o Telescópio Espacial Hubble. Em 1977, o Congresso aprovou o financiamento para o telescópio.

Pouco tempo depois que o Congresso aprovou o financiamento para o telescópio, propostas de empresas e  universidades  foram apresentadas. Marshall Space Flight Center, em Huntsville, Alabama, iria lidar com design, desenvolvimento e construção do telescópio e seus sistemas de apoio. Goddard Space Flight Center iria cuidar do design, desenvolvimento e construção dos instrumentos de ciência, e também realizar o controle de solo.

Espelho primário do Hubble.

A Perkin-Elmer Corporation foi contratada para resolver o conjunto de telescópio, incluindo os espelhos e sensores de Orientação, necessários para apontar e direcionar o telescópio. Lockheed Missiles  foi contratada para construir a estrutura e os sistemas de apoio. 

Em 1981, o Space Telescope Science Institute foi criada em Baltimore,  para avaliar as propostas do telescópio e gerenciar o programa. O telescópio espacial foi nomeado o Telescópio Espacial Hubble, em homenagem ao astrônomo americano Edwin Hubble.

Depois de alguns atrasos, o lançamento do Hubble foi agendado para Outubro de 1986. Mas em 28 de janeiro de 1986, o ônibus espacial Challenger explodiu pouco depois de ser lançado e os vôoes foram suspensos por dois anos. Em 24 de abril de 1990, Hubble finalmente lançado em órbita a bordo do ônibus espacial Discovery. 

Missão de reparo do Hubble.

Quase imediatamente após Hubble entrou em órbita, ficou claro que algo estava errado. Enquanto as fotos eram mais claras do que as de telescópios terrestres, eles não foram as imagens imaculadas prometidas. Eles estavam borradas.

Missão de reparo no Hubble

O espelho primário do Hubble, polido com tanto cuidado e carinho ao longo de um ano inteiro, tinha uma falha chamada de "aberração esférica". O pequeno erro fazia com que a luz que refletida no centro do espelho se concentrava fora do foco.  A pequena falha de centésimos de milímetros era suficiente para distorcer a visão.

A solução era uma série de pequenos espelhos que poderia ser usada para interceptar a luz refletida no espelho, corrigir a falhar e direcionar a luz para os sensores do telecópio. O “Optics Corretive Space Telescope Axial Replacement”, ou COSTAR, poderia ser instalado no lugar de um dos outros instrumentos do telescópio, a fim de corrigir as imagens produzidas pelos instrumentos restantes e futuros. 

Mock-up do Hubble usado em treinamento
(maquete em tamanho real)

Os astronautas da NASA passaram quase um ano por treinamentos para uma das missões espaciais mais complexas e jamais tentada.  Além da natureza crítica da missão, o reparo deveria ser feito no espaço.

Em 2 de dezembro de 1993, o ônibus espacial Endeavor levou uma tripulação para uma missão que envolveria cinco dias de caminhadas espaciais e reparos. Eles deveriam remover um dos equipamentos do telescópio, um fotômetro, e  substituiu-o com COSTAR. 

Quando a NASA divulgou as primeiras imagens novas de óptica fixa do Hubble em 13 de janeiro de 1994. As fotos eram bonitas, a sua resolução, excelente. Hubble foi transformado no telescópio que tinha sido originalmente prometido.

O telescópio Hubble vai acabar, com o passar dos anos os componentes do Hubble vão lentamente degradando  ao ponto em que o telescópio parar de funcionar.

Galáxia M100 antes e depois do reparo com o Costar

Quando isso acontecer, o Hubble vai continuar a orbitar a Terra até sua queda. Embora a NASA originalmente esperava trazer Hubble de volta à Terra para exibição em um museu, o seu transporte seria feito pelos ônibus espaciais, mas a aposentadoria do mesmo sacramentou o fim do Hubble, que no futuro será guiado em sua re-entrada na atmosfera para um mergulho no oceano.Porém o legado do Hubble é eterno, cientistas da Agencia Espacial Européia e da Nasa ainda constarão ainda por muitos anos com suas imagens do universo.

Skylab

Skylab foi a primeira estação espacial operada pelos Estados Unidos. Ele passou seis anos em órbita da Terra até sua órbita até a sua reentrada na atmosfera. Os detritos foram espalhados ao longo do Oceano Índico e alguns em áreas pouco povoadas  Austrália Ocidental.

Três equipes viveram com sucesso a bordo da estação por vários meses. A última equipe passou 84 dias em órbita,  um recorde que permaneceu até a era do ônibus espacial. 

Croqui do Skylab

A NASA tinha varias ideias propostas  para uma estação espacial no entanto, a agência estava focada na corrida espacial à lua, fato este que dominou a consciência do público na década de 1960, assim o dinheiro, para outros empreendimentos, não estava disponível.

No inicio dos anos 70 o programa Apollo começou a desacelerar e  a NASA iniciou o Programa de criação da estação espacial a partir de partes do foguetes não utilizados no programao, em especial o foguete Saturno V cujos estágios (parte do foguete) poderia ser re-aproveitado para a construção  da estação. Assim uma parte do foguete Saturno V (o estágio III) foi utilizado para construção da nova estação espacial.

O Skylab finalmente foi lançado ao  espaço em 14 de maio de 1973. No entanto, um escudo meteoróide  acidentalmente foi danificado alem de um dos painéis solares não abrir em orbita deixando o Skylab em uma situação grave.

Lançamento do Skylab

O acidente do  escudo acabou atrapalhando a abertura dos painéis solares bem como a dificuldade de estabilizar a estação espacial, assim foi necessário colocar a estação em uma atitude que iria minimizar o superaquecimento, e lidar com a situação de redução da energia da estação devido ao problema com os painéis solares e para complicar a temperatura interna subiu de forma muito rápida.

Assim o comando da Missão resolveu criar uma solução de emergência. Inicialmente a proposta era de lançamento de dois foguetes um seguia com o Skylab e o outro, no dia seguinte, levaria a tribulação que era responsável pela ativação da estação. Devido ao acidente o segundo lançamento foi adiado por 10 dias, para que se criasse uma solução para o problema. Os técnicos da NASA desenvolveram um escudo refletor provisório que seria levado pela missão tripulada.

Protótipo da matriz refletora que seria instalada no Skylab

A temperatura no interior do Skylab era superior aos 50 graus, e a solução proposta era uma engenhoca cujo protótipo desenvolvido em alguns dias. O modelo escolhido era o proposto por Jack Kinzler, um engenheiro do Centro Espacial Johnson e vizinho de astronauta Pete Conrad, comandante do segundo pouso lunar e, agora, comandante da primeira tripulação do Skylab. O protótipo era uma engenhoca feita com varas de pesca telescópicas que ao ser armada formava uma matriz quadrada. Quase um guarda-chuva quadrado. A ideia era entrar na estação espacial e passar o equipamento por uma pequena escotilha e depois armá-lo como se passasse um guarda chuvas por um orifício e depois abri-lo do lado de fora.

Skylab, onde é possível observar o manto refletor instalado (dourado) e o painel depois de aberto (a direita). 

Coube ao grupo  liderado pelo comandante Pete Conrad (Apollo 12) começar o trabalho de implantação do refletor  e após algumas tentativas mal sucedidas conseguiram implantar com sucesso permitindo o inicio do trabalho na estação. 

Assim que o problema foi resolvido a equipe fez um EVA (Extravehicular Activity) encontrando um pedaço de alumínio que impedia a abertura do painel solar. Após o corte, o painel abriu e a estação pode finalmente ser colocada em atividade.

Interior do Skylab

Com o pior dos problemas deixados para trás, a NASA colocou sucessivamente três equipes focadas em assuntos relativos ao voo espacial de longa duração. Tudo, desde o tempo de exercício da tripulação, de exigências nutricionais, entre outras atividades. Dentre as missões um telescópio solar foi montado na estação permitindo aos astronautas  observar tempestades solares em ação. 

A última tripulação do Skylab deixou a mesma em fevereiro de 1974, deixando a estação em órbita. A NASA tinha planejado levar outras tripulações em órbita, mas as preocupações financeiras e o preparo para o programa do ônibus espacial acabou mudando os rumos  do projeto. 

Órbita decadente

Skylab em reentrada na atmosfera

A órbita da estação espacial se deteriorou mais rápido do que o esperado devido à intensa atividade solar. A NASA, então fez o ajuste para o inevitável e assim em 11 de julho de 1979 a estação espacial acabou fazendo a sua re-entrada na atmosfera sendo que, boa parte acabou no Oceano Indico e algumas partes na Austrália, mas felizmente ninguém ficou ferido.

Fragmentos do Skylab em um museu na Austrália.

ABC da astronomia

Depois de um breve período sem postagens o assunto hoje é a abordagem da astronomia nas escolas. Para tal gostaria de dar uma sugestão. A TV escola montou uma série de video aulas.Série de 30 episódios apresentando os principais conceitos da Astronomia. A cada programa, o professor e Astrônomo Walmir Cardoso, apresenta um tema derivado de uma letra do alfabeto.  Animações, fotos espaciais e imagens de arquivo complementam a viagem espacial que traz como grande diferencial o ponto de vista do hemisfério sul.

Oo episódio de abertura da série que fala das definições gerais da ciência, e principalmente da evolução histórica da Astronomia. Desde os primeiros olhares do homem até a Astronomia Extragaláctica. Dos Zigurates mesopotâmicos, ao Hubble,  um convite ao universo.Assista o vídeo

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