segunda-feira, agosto 6

Curiosities



Há menos de 24 horas terrestres que a Curiosity aterrou com sucesso em Marte, completando a viagem que iniciou na Terra em 26 de novembro de 2011. Ir a Marte é um prodígio da ciência e da engenharia e entre as tentativas  há uma lista de insucessos. O último foi o da missão russa Phobos-Grunt, lançada menos de três semanas antes da Curiosity. Um acidente informático impediu a ignição dos foguetes que desprenderiam a nave da órbita terrestre, à qual ficou amarrada mesmo depois de algumas tentativas de relançamento. O engenho viajou em torno de nós carregado de 11 toneladas de combustível altamente tóxico e despenhou-se em 15 de janeiro passado no Pacífico sul.

O esquema seguinte contém dados interessantes sobre os valores dos parâmetros da fase inicial do voo da Curiosity.
(Fotos do Mars Science laboratory da NASA.)

A aterragem efectuada, uma série de manobras de precisão e que em particular tira partido da existência de atmosfera em Marte, é um sucesso notável, e demonstração de uma impressionante capacidade técnica.

O lançamento, teorizado desde 1925 por Hohmann, é uma operação que requer igualmente grande rigor. A órbita de Hohmann  (meia elipse tangente à órbita terrestre e à de Marte) permite minimizar a energia necessária ao desprendimento da órbita terrestre. O lançamento é efectuado de modo a que a órbita de transferência tenha afélio coincidente com a posição de Marte no momento em que a nave atinge a órbita deste. O periélio é o ponto de partida, a órbita de estacionamento terrestre; a energia necessária para o desprendimento e aceleração (no sentido do movimento de translacção terrestre), traduzida em termos da velocidade V relativamente ao Sol, é calculável com base nas leis de Newton, as mesmas que garantem que a órbita subsequente tem a forma de uma elipse e que o sol faz o trabalho de transporte. Detalhes e esquemas aqui.

Na verdade as coisas são mais complicadas, incluindo um troço de órbita hiperbólica que faz a colagem suave  entre a órbita terrestre e a de transferência (e o mesmo à chegada em Marte). O parâmetro C3 que aparece no gráfico acima  representa o quadrado da diferença V-VT,  em que VT é a velocidade da Terra relativamente ao Sol, de onde a designação de "excesso hiperbólico".

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