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Foguete

Como Funciona o Foguete

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O termo foguete aplica-se a um motor que impulsiona um veículo expelindo gases de combustão por queimadores situados em sua parte traseira. Difere de um motor a jato por transportar seu próprio oxidante, o que lhe permite operar na ausência de um suprimento de ar. Os motores de foguetes vêm sendo utilizados amplamente em vôos espaciais, nos quais sua grande potência e capacidade de operar no vácuo são essenciais, mas também podem ser empregados para movimentar mísseis, aeroplanos e automóveis.

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O princípio básico para a propulsão de foguetes é a terceira lei de Newton - para cada ação há uma reação igual e oposta -, cujo efeito pode ser observado em uma mangueira de água: quando a água escapa com força pelo bocal, a mangueira é impulsionada para trás. Reduzindo-se o diâmetro de saída, esse empuxo será ainda mais forte. No foguete, quando os gases queimados escapam em um jato forte através de um bocal comprimido, o engenho é impulsionado na direção oposta. A magnitude do empuxo depende da massa e da velocidade dos gases expelidos.

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Os motores de foguetes podem utilizar combustível sólido ou líquido. Os combustíveis sólidos contém um oxidante intimamente misturado. O motor consiste em um invólucro e no combustível, com um sistema de ignição para dar início à combustão e uma cavidade central para assegurar uma queima completa e por igual. Os motores de combustível líquido são mais complexos, já que o combustível e o oxidante são armazenados separadamente e depois misturados na câmara de combustão, mas são mais controláveis do que os motores de combustível sólido. O oxigênio e o hidrogênio liqüefeitos são os combustíveis líquidos mais comuns.

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O foguete de vários estágios

A maior parte da estrutura dos veículos espaciais é destinada ao transporte de combustível e oxidante. Acontece que uma boa quantidade desse propelente é consumida no menor trecho da viagem: aquele feito dentro dos limites da atmosfera terrestre. De fato, é durante esse percurso que é consumida considerável quantidade de energia, principalmente para levantar do solo um veículo com o peso de milhares de toneladas.

Assim, vencido esse trecho, o foguete passa a carregar um peso inútil correspondente à estrutura destinada, no início, ao transporte daquele combustível. Este fato faz logo pensar num sistema que permita abandonar parte dessa estrutura. Recorre-se então ao sistema de foguete de vários estágios: o veículo é subdividido em dois, três e até quatro elementos, tendo cada um a propriedade de se destacar do restante do foguete assim que o combustível por ele armazenado chega ao fim.

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Fonte: br.geocities.com

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Princípio de Funcionamento de Veículos Propulsados a Motor Foguete

Os veículos propulsados a motor foguete, baseiam-se no príncipio da ação e reação, para movimentar-se.

O motor foguete gera uma força reatora devido à expulsão de gases em altas velocidades e perda de massa, gerando uma variação de sua quantidade de movimento traduzida na forma desta força reatora denominada empuxo.

Esta força é, para um motor foguete representada pela seguinte equação:

O motor foguete gera uma força reatora devido à expulsão de gases em altas velocidades e perda de massa, gerando uma variação de sua quantidade de movimento traduzida na forma desta força reatora denominada empuxo.

Esta força é, para um motor foguete representada pela seguinte equação:

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onde:

F - Empuxo (N)

Ve - Velocidade de ejeção dos gases (m/s)

dm/dm - Vazão mássica dos gases de combustão (Kg/s)

Pe Pressão na saída do motor (N/m2)

Pa Pressão ambiente (N/m2)

Ae Área da secção transversal na saída do motor (m2)

A performance de um motor foguete é medida por um parâmetro denominado impulso específico e é definido pela seguinte equação:

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onde

Isp - Impulso específico (s)

g0 - Aceleração gravitacional ( 9,81 m/s2)

A tabela abaixo apresenta alguns valores típico de impulsos específicos para alguns tipos de motores:

TIPO DE MOTOR FOGUETE

IMPULSO ESPECÍFICO (S)

APLICAÇÃO

"STATUS"

motor com propelente sólido (pólvora negra)

60 a 100

Fogos de artifício, espaçomodelismo

Operacional (arcaico)

motor com propelente sólido compósito ou base dupla

150 a 280

mísseis, veículos lançadores, foguetes experimentais

Operacional

motor com propelente líquido

250 a 350

mísseis, veículos lançadores, foguetes experimentais e espaçonaves

Operacional

motor com propelente híbrido

(sólido + líquido)

200 a 300

mísseis, veículos lançadores, foguetes experimentais e espaçonaves

Experimental

motor nuclear

(reator de fissão)

600 a 1000

espaçonaves

Experimental

Baseado no princípio da conservação da quantidade de movimento, a equação da velocidade de um veículo propulsado a motor foguete, livre de qualquer ação de força externa (arrasto aerodinâmico, forças gravitacionais, etc), é representada por:

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onde:

V - Velocidade do veículo (m/s)

m0 - massa inicial do veículo (Kg)

mf - massa final do veículo (Kg)

obs.: ln ( ) é o logarítimo natural

 

Outro parâmetro importante neste estudo é o impulso total fornecido por um motor foguete. O impulso total é representado pel seguinte equação:

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onde:

IT - Impulso total (N.s)

tq - Tempo de funcionamento do motor foguete

 

Elementos Básicos de um Foguete

Um foguete é constituído básicamente pelos seguintes elementos básicos:

Carga Útil

A carga útil é o elemento pelo qual o foguete é lançado, pode ser por exemplo um experimento científico, cargas militares (explosivos, etc) e tripulantes humanos ou animais. Esta carga útil pode ser lançada em trajetória balística, ou pode ser lançada para entrar em órbita da terra ou num trajetória interplanetária, conforme as necessidades da missão.

Reservatório de Propelente

O reservatório de propelente tem por objetivo armazenamento do propelente a ser convertido em gases de combustão. Normalmente o reservatório de propelente se confunde com a fuselagem do foguete.

Convém ressaltar que num motor foguete a propelente líquido temos distinção entre os reservatórios de propelente e câmara de combustão enquanto que num motor foguete a propelente sólido a câmara de combustão e o reservatório de propelente se confundem.

Câmara de Combustão

Na câmara de combustão temos a conversão do propelente, normalmente sólido ou líquido, em gases, por uma reação de combustão. O propelente é formado por substâncias oxidantes e redutoras. Numa câmara de combustão temos gases formados à elevadas pressões e elevadas temperaturas e baixas velocidades subsônicas, por exemplo nos motores do ônibus espacial mais especificamente nos SSME, cujo propelente é o oxigênio líquido e hidrogênio líquido, temos uma pressão da ordem de 200 atm e temperatura de 3500 oC .

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Tubeira (Bocal DeLaval)

A tubeira converte e direciona os gases de combustão gerados à uma alta temperatura, alta pressão e baixa velocidade, através de uma expansão isoentrópica, num fluxo de gases à temperatura e pressão mais baixa e à elevadas velocidades supersônicas.

Na entrada da tubeira, região convergente, temos os gases de combustão numa condição próxima da estagnação, na região denominada garganta, onde temos a menor área de secção transversal, os gases atingem velocidade sônica local, número de Mach igual a um, e na região divergente temos escoamento supersônico com número de Mach maior que um.

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Região

Convergente

Garganta

Divergente

Número de Mach

< 1

= 1

>1

Escoamento

Subsônico

Sônico

Supersônico

Fonte: www.foguete.org

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Introdução à História Espacial

O Nosso Sistema Solar Num Olhar

Do nosso pequeno mundo, observámos o oceano cósmico por incontáveis milhares de anos. Astrónomos antigos observaram pontos de luz que pareciam mover-se entre as estrelas. Chamaram a esses objetos planetas, o que significa "vagabundos", e deram-lhes os nomes de deuses romanos -- Júpiter, rei dos deuses; Marte, o deus da guerra; Mercúrio, mensageiro dos deuses; Vénus, a deusa do amor e da beleza, e Saturno, pai de Júpiter e deus da agricultura. Os observadores das estrelas também observaram cometas com caudas faiscantes, e meteoros ou estrelas cadentes aparentemente caindo do céu.

A ciência floresceu durante o Renascimento Europeu. Descobriram-se leis físicas fundamentais que governam os movimentos planetários, e as órbitas dos planetas à volta do Sol foram calculadas. No séc. XVII, astrónomos apontaram um novo dispositivo, chamado telescópio, para os céus e fizeram descobertas surpreendentes.

Mas os anos posteriores a 1959 formaram uma idade de ouro na exploração do sistema solar. Avanços em foguetes após a Segunda Guerra Mundial permitiram que as nossas máquinas quebrassem a barreira da gravidade terrestre e viajassem até à Lua e a outros planetas.

Os Estados Unidos enviaram naves espaciais automatizadas, depois expedições tripuladas por humanos, para explorar a Lua. As nossas máquinas automáticas orbitaram e poisaram em Vénus e em Marte, exploraram o ambiente do Sol, observaram cometas e asteróides, e realizaram estudos a curta distância enquanto passavam perto de Mercúrio, J?piter, Saturno,Úrano e Neptuno.

Estes viajantes trouxeram um grande avanço ao nosso conhecimento e entendimento do sistema solar. Com ajuda da vista eletrónica e de outros "sentidos" das nossas sondas automatizadas, foram dadas cores e complexidade aos mundos que durante séculos apareciam aos olhos terrestres como discos manchados ou pontos indistintos de luz. Foram descobertas dezenas de objetos anteriormente desconhecidos.

Futuros historiadores verão estes voos pioneiros através do sistema solar como alguns das mais notáveis realizações do séc. XX.

Uma Breve História dos Foguetes

O primeiro combustível sólido para os foguetes era uma espécie de pólvora, e a referência registada mais antiga sobre a pólvora vem da China do final do terceiro século antes de Cristo. Tubos de bambu cheios com salitre, enxofre e carvão eram atirados em fogos cerimoniais durante festivais religiosos, na esperança que o barulho da explosão afugentasse os espíritos malignos.

É provável que mais do que alguns destes tubos de bambu estivessem mal selados e, em vez de rebentarem com uma explosão, simplesmente saltassem do fogo, disparados pela pólvora que ardia rapidamente. Alguns observadores mais espertos, cujos nomes ficaram perdidos na história, terão iniciado experiências para produzirem deliberadamente o mesmo resultado que tinham observado nos tubos de bambu que derramavam fogo.

Certamente por volta do ano 1045 d.C. -- 21 anos antes de Guilherme o Conquistador ter chegado às praias de Inglaterra -- o uso de pólvora e de foguetes formaram um aspecto integral das tácticas militares chinesas.

Chegamos a um ponto confuso se tentarmos traçar a história dos foguetes antes de 1045. Os documentos chineses registam o uso de "setas de fogo", um termo que tanto pode designar foguetes como uma seta com uma substância inflamável.

No início do séc. XIII, a dinastia Sung chinesa, debaixo da pressão das crescentes hostes mongóis, viu-se forçada a depender cada vez mais da tecnologia para conter a ameaça. Os especialistas da artilharia chinesa introduziram e aperfeiçoaram muitos tipos de projécteis, incluindo granadas explosivas e canhões.

As setas com foguetes foram decerto usadas para repelir os invasores mongóis na batalha de Kai-fung-fu em 1232 d.C.

Os foguetes eram enormes e aparentemente bastante potentes. De acordo com um relatório: "Quando um foguete era disparado, fazia um barulho semelhante a um trovão que podia ser ouvido a cinco léguas -- cerca de 15 milhas (24 km). Quando caía na Terra, o ponto de impacto era devastado até uma extensão de 2,000 pés (600 metros) em todas as direcções." Aparentemente estes grandes foguetes militares levavam material incendiário e metralha de ferro. Estes foguetes podem ter incluído a primeira câmara de combustão, porque algumas fontes descreviam o dispositivo como incorporando um "pote de ferro" para conter e dirigir o impulso do propulsor de pólvora.

Os foguetes parecem ter chegado à Europa por volta de 1241 d.C. Escritos contemporâneos descrevem armas semelhantes a foguetes como sendo usadas pelos mongóis contra as forças húngaras na batalha de Sejo, que precedeu a captura de Buda (agora conhecida por Budapeste) em 25 de Dezembro de 1241.

Os mesmos escritos também descrevem o uso pelos mongóis de uma cortina de fumo nocivo -- possivelmente a primeira versão de armas químicas.

Os foguetes aparecem na literatura árabe em 1258 d.C., descrevendo o uso deles pelos invasores mongóis em 15 de Fevereiro para capturar a cidade de Bagdad.

Rápidos a aprender, os árabes adoptaram os foguetes nas suas próprias armas e, durante a Sétima Cruzada, usaram-nos contra a Armada Francesa do rei Luis IX em 1268.

É certo que, antes do ano 1300, os foguetes encontraram o seu caminho nos arsenais europeus, e atingiram a Itália por volta do ano 1500, a Alemanha pouco depois e, mais tarde, a Inglaterra. Um estudo de 1647 da "Arte das Armas de Fogo" ("Art of Gunnery") publicado em Londres, contém um segmento de 43 páginas sobre os foguetes. A propósito, os italianos têm o crédito de adoptarem foguetes militares para uso em fogo-de-artifício -- completando o ciclo, por assim dizer, dos bambus explosivos usados nos festivais chineses 1700 anos antes.

A Armada Francesa tradicionalmente esteve entre as maiores armadas da Europa, se não A MAIOR, e foi rápida a adoptar os foguetes em operações militares. Registos de 1429 mostram os foguetes em uso no cerco de Orleans durante a Guerra dos Cem Anos contra a Inglaterra.

Os foguetes militares holandeses apareceram em 1650 e as primeiras experiências militares alemãs iniciaram em 1668. Por volta de 1730, um coronel da artilharia de campo alemão, Christoph Fredrich von Geissler, fabricava foguetes que pesavam entre 25 e 54 quilogramas (55 a 120 libras).

No final do século XVIII, os especialistas militares europeus começaram a ter um verdadeiro interesse nos foguetes -- porque eles, tal como tinha acontecido com os húngaros 500 anos antes, se viram no ponto atingido pelas armas de foguetes.

Os franceses e os ingleses, durante o séc. XVIII, iniciaram uma luta pelo controlo das riquezas da Índia. Além de terem que lutar uns contra os outros, também se viram muitas vezes envolvidos contra as forças Mogol do Sultão Tippoo de Mysore. Durante as duas batalhas de Seringapatam em 1792 e 1799, os foguetes foram usados contra os ingleses. Um dos foguetes do Sultão Tippoo está agora em exposição no Royal Ordnance Museum no Arsenal Woolwich, perto de Londres.

O pai do Sultão Tippoo, Hyder Ally, incorporou um contingente de 1,200 homens de lançadores de foguetes na sua armada em 1788. O Sultão Tippoo aumentou esta força para cerca de 5,000 homens, cerca de um sétimo das forças totais da sua armada.

Aproveitando da sua experiência na índia, os ingleses, comandados por Sir William Congrieve, iniciaram o desenvolvimento de uma série de foguetes de barragem, que variavam desde 8 até 136 quilogramas (18 a 300 libras). Os foguetes criados por Congrieve foram utilizados contra Napoleão.

É surpreendente que Napoleão aparentemente não tenha utilizado os foguetes da Armada Francesa, mas devemo-nos recordar que Napoleão era um oficial da artilharia e pode ter sido simplesmente um obstinado tradicionalista e daí não favorecer os novos modelos de foguetes acima dos canhões mais familiares.

O propósito do uso pelos ingleses dos foguetes de Congrieve pode ser confirmado pelo ataque a Copenhaga em 1807. Os dinamarqueses foram sujeitos a uma barragem de 25,000 foguetes que queimaram muitas casas e armazéns.

Uma brigada oficial de foguetes foi criada na Armada Inglesa em 1818.

Os foguetes chegaram ao Novo Mundo durante a guerra de 1812.

Durante a Batalha de Bladensburg, em 24 de Agosto de 1814, a 85a Infantaria Ligeira Inglesa utilizou os foguetes contra um batalhão americano, de espigardas, comandado pelo Procurador Geral dos E.U., William Pickney. O Tenente Inglês George R. Gleig testemunhou a resposta americana ao novo ataque. Ele escreveu "Nunca os homens com armas nas mãos tinham feito tanto uso das pernas".

Em 4 de Dezembro de 1846, uma brigada de foguetes foi autorizada a acompanhar a expedição do Maj. Gen. Winfield Scott's contra o México. O primeiro batalhão da armada -- consistindo em cerca de 150 homens e armado com 50 foguetes -- foi posto sob o comando do Primeiro Tenente George H. Talcott.

A bateria de foguetes foi usada em 24 de Março de 1847 contra as forças mexicanas no cerco de Veracruz.

Em 8 de Abril os operadores de foguetes mudaram de posição, tendo sido colocados nas suas novas posições pelo Capitão Robert E. Lee (que mais tarde foi comandar a Armada Confederada da Virgínia do Norte na Guerra Entre os Estados). Cerca de 30 foguetes foram lançados durante a batalha de Telegraph Hill. Mais tarde, os foguetes foram usados na captura do forte de Chapultepec, que forçou a rendição da Cidade do México.

Numa previsão típica, assim que terminou a guerra com o México, terminou também o batalhão de foguetes e os foguetes que restaram foram guardados em armazém.

Permaneceram guardados durante cerca de 13 anos -- até 1861 em que foram levados para serem utilizados na Guerra Civil. Os foguetes foram encontrados num estado deteriorado, por isso foram feitos novos.

Foi feito o primeiro uso registado dos foguetes na Guerra Civil em 3 de Julho de 1862, quando a Cavalaria Confederada do Maj. Gen. J.E.B. Stuart lançou foguetes contra as tropas da União do Maj. Gen. George B. McClellan em Harrison's Landing, Virgínia. Não existem registos da opinião dos nortenhos desta demonstração prematura de fogo de artifício do "Quatro de Julho".

Mais tarde, ainda em 1862, foi feita uma tentativa pelo Batalhão de Nova Iorque da Armada da União -- 160 homens sob o comando do Major inglês Thomas W. Lion -- para usar os foguetes contra os Confederados na defesa de Richmond e Yorktown, Virgínia. Não foi um grande sucesso. Quando disparados, os foguetes dirigiam-se aleatoriamente pelo chão, passando entre as pernas dos animais. Um detonou por baixo de uma das montadas, fazendo levantar o animal a alguns metros e precipitando a imediata deserção da Armada Confederada.

O único uso documentado restante de foguetes foi em Charleston, S.C., em 1864. As tropas da União, sob o comando do Maj. Gen. Alexander Schimmelfennig, acharam os foguetes "especialmente práticos para a condução das vedetas da Confederação, especialmente à noite."

É interessante salientar que o autor Burke Davis, no seu livro "A Nossa Incrível Guerra Civil", conta uma história de um Confederado que tentou disparar um míssil balístico em Washington, D.C., de um ponto fora de Richmond, Va.

De acordo com o autor, o Presidente Confederado Jefferson Davis testemunhou o evento em que um foguete de combustível sólido de 3.7 metros (12 pés), transportando uma ogiva de pólvora de 4.5 quilos (10 libras) com um invólucro onde estavam inscritas as letras C.S.A., foi disparado e visto a voar rapidamente para dentro e para fora do campo de visão. Ninguém viu o foguete aterrar. É interessante especular porque é que, quase 100 anos antes do Sputnik, um satélite marcado com as iniciais da Confederação dos Estados Unidos da América (C.S.A. = Confederate States of America) terá sido lançado em órbita.

O exército parece ter ficado pouco impressionado com o potencial dos foguetes. Foram empregues no início de muitas das escaramu?as que marcaram os últimos dias tipicamente calmos do final da Era Victoriana. Se o exército era indiferente aos foguetes, outros ramos acolhê-los-iam de braços abertos.

A indústria da pesca da baleia desenvolveu harpões propulsionados a foguetes, com pontas explosivas, que eram mais efetivos contra os monstros marinhos.

Durante a Primeira Guerra Mundial, os foguetes eram primeiro lançados de aviões na tentativa de destruir balões de observação inimigos cheios de hidrogénio. O sucesso era raro e os pilotos resistiam aos pedidos para lançarem foguetes das asas dos seus biplanos, altamente inflamáveis por serem cobertas de pano e verniz. Os franceses eram os principais utilizadores de foguetes aéreos, utilizando um modelo desenvolvido pelo Tenente Naval Y.P.G. LePrieur.

A principal dificuldade dos foguetes durante este período de desenvolvimento era o tipo de combustível. Tanto aqui como no estrangeiro, faziam-se experiências para desenvolver foguetes mais potentes com combustível l?quido. Dois jovens evidenciavam-se neste esforço -- um era americano, Robert H. Goddard -- o outro alemão, Wernher von Braun.

O comentador de rádio Paul Harvey conta uma história em que o interesse do jovem von Braun nos foguetes quase o etiquetou de delinquente juvenil. Com a idade de 13 anos, von Braun mostrou um interesse em explosivos e fogos de artifício. O pai não conseguia entender o seu grande interesse num passatempo tão perigoso. Ele tinha medo que o seu filho se tornasse num assaltante. Um dia o jovem adolescente conseguiu obter seis foguetes, prendeu-os a um vagão vermelho de brinquedo e acendeu-os. Com grandes chamas e uma longa cauda de fumo, o vagão rugiu ao longo de cinco quarteirões em direcção ao centro da cidade da família von Braun, onde os foguetes finalmente explodiram.

Quando o fumo se dissipou, o vagão de brinquedo emergiu como um destroço. O jovem von Braun emergiu bem seguro por um polícia. Apesar de severamente reprimido pelo pai, o interesse do jovem não seria negado. Com a idade de 22, recebeu o seu doutoramento em física. Dois anos mais tarde dirigia o programa de desenvolvimento dos foguetes militares da Alemanha.

Von Braun e os seus colegas produziram alguns aparelhos experimentais, dos quais o mais famoso era um foguete A-4, que ganhou uma distinção na história sob outro nome -- a arma da vingança número 2 -- abreviado para V-2 (Vengeance 2). A V-2 foi o primeiro míssil balístico de longa distância bem sucedido, e von Braun foi creditado como o seu principal autor.

Quando a Segunda Guerra Mundial se aproximou do fim, von Braun dirigiu o seu contingente de diversas centenas de cientistas e engenheiros de foguetes -- todos marcados para a morte pelos Nazis para prevenir a sua captura pelos Aliados -- nas linhas americanas.

Em 1946, von Braun e a sua equipa chegaram a White Sands, N.M., onde, pela primeira vez, von Braun ouviu falar do trabalho feito pelo pioneiro americano dos foguetes Robert Goddard.

O interesse de Goddard nos foguetes começou em 1898 quando, com 16 anos, leu as últimas publicações daquele antigo escritor de ficção científica e novelista inglês H.G. Wells. O livro que tanto excitou Goddard foi mais tarde, em 1938, transformado num programa de rádio que quase provocou o pânico em toda a nossa nação (E.U.A.) quando foi emitido. A versão demasiado realista de Orson Wells da "Guerra dos Mundos" ainda causa o estremecimento de muitos.

No início do séc. XX, Wilbur e Orville Wright prepararam-se para serem os primeiros homens a voar. Goddard, no entanto, já estava a criar foguetes para sondar a atmosfera superior e penetrar no espaço. A meio mundo de distância -- no desconhecimento de Goddard -- um professor escolar russo, Konstantin Tsiolkovsky, pensava mais ou menos no mesmo. Ambos chegaram independentemente à conclusão de que, para um foguete se portar como eles sonharam, teria que ser propulsionado por combustíveis l?quidos. Os combustíveis sólidos daquele tempo simplesmente não tinham potência suficiente. Tsiolkovsky não tinha o sentido prático de Goddard. Apesar de Tsiolkovsky trabalhar em muitos princípios da astronáutica e desenhar foguetes capazes, nunca os construiu. Por contraste, Goddard era um homem técnico. Podia e construiu foguetes. Quando morreu, em 1945, Goddard tinha 214 patentes neste tema -- patentes que ainda dão rendimentos para o seu estado.

Goddard iniciou as suas experiências quando estudava para o seu doutoramento na Universidade Clark em Worcester, Massachussets.

Ele atraíu em primeiro lugar as atenções em 1919 quando publicou um jornal com o título "Um Método Para Atingir Altitudes Extremas". Neste jornal delineou as suas ideias na técnica de criação de foguetes e sugeriu, não muito seriamente, que um foguete de demonstração seria enviado para a Lua.

O público ignorou o mérito científico deste jornal -- pegando-se em vez disso à proposta de Goddard do foguete para a Lua. Nesta altura, este esforço era absurdo e muitos despediram Goddard como um "excêntrico".

A experiência deu a Goddard uma grande lição -- que provocou o seu afastamento tímido de oportunidades futuras para publicar o seu trabalho. A publicidade estava longe das ideias de Goddard na manhã do dia 16 de Março de 1926. Nesse dia, cerca de um ano depois do fiasco do vagão do foguete de Wernher von Braun, Goddard lançou um foguete com combustível l?quido que ele próprio criou e construiu num campo coberto de neve da quinta da sua tia Effie Goddard em Auburn, Massachussets. O foguete voou apenas 46 metros (152 pés) -- aproximadamente a mesma distância do primeiro vôo tripulado dos irmãos Wright -- mas voou! Foi o primeiro vôo na história de um foguete com combustível l?quido.

Quando Goddard foi contatado pela Sociedade Interplanetária Americana em 1930 para publicar o seu trabalho, Goddard recusou. A sociedade, ao descobrir que ninguém nos Estados Unidos, além de Goddard, trabalhava com foguetes, virou a sua atenção para a pesquisa no mesmo tema que estava a ser desenvolvida na Europa.

Na Primavera de 1931, dois membros fundadores da sociedade Americana, o casal Edward e Lee Pendray, foram de férias para a Alemanha onde contataram com a Sociedade de Foguetes Alemã, que tinha sido formada em 1927. Deram aos visitantes americanos uma previsão do futuro quando um membro da Sociedade Alemã de Foguetes -- Prof. Willy Ley -- levou o casal à base de testes de foguetes alemã nos subúrbios de Berlim.

De regresso a casa, os Pendrays fizeram um relatório entusiástico da sua visita, instigando a sociedade americana a construir o seu primeiro foguete. A primeira tentativa de um vôo de teste em Novembro de 1932 terminou com a criação americana firmemente no chão. Infelizmente os Pendray nunca conheceram um outro futuro especialista em foguetes que era também membro da sociedade alemã. O romeno Hermann Oberth escreveu, em 1923, um livro altamente profético: "Os Foguetes no Espaço Interplanetário". O livro encantou muitos que tinham sonhos de voar pelo espaço, incluindo o precoce jovem alemão, Wernher von Braun, que leu o livro em 1925. Cinco anos mais tarde, von Braun juntou-se a Oberth e auxiliou-o nas experiências com foguetes.

Por volta de 1932, a Armada Alemã começou a mostrar interesse nos esforços da Sociedade Alemã de Foguetes, e em Julho do mesmo ano, em foguete "Mirak" foi lançado como demonstração para o chefe do grupo recém-formado de pesquisas sobre foguetes da Armada Alemã, Capit?o (mais tarde Major General) Walter Dornberger.

O Mirak não conseguiu impressionar Dornberger.

Mas Von Braun conseguiu-o.

Três meses depois do vôo de demonstração, von Braun foi contratado para trabalhar com foguetes com combustível l?quido para a Armada. Uma grande parte da Sociedade Alemã de Foguetes seguiu von Braun para o serviço nacional, e a sociedade desfez-se.

Por volta de Dezembro de 1934, von Braun conseguiu o seu primeiro sucesso com um foguete A2 cujo combustível era etanol e oxigénio líquido. Dois anos mais tarde, quando os planos para o foguete A3, que sucedeu o A2, estavam a ser finalizados, iniciaram os primeiros planos para o A4, -- um foguete que seria, segundo as palavras de Dornberger, uma arma prática e não uma ferramenta de pesquisa. Conforme referido anteriormente, muitos conhecem o A4 por outro nome -- o V-2.

Os pesquisadores depressa excederam as suas capacidades em Kummersdorf, nos arredores de Berlim, e em 1936 as operações foram transferidas para uma ilha remota na costa báltica alemã -- Peenemuende.

Entre 1937 e 1941, o grupo de von Braun lançou cerca de 70 foguetes A3 e A5, cada um com componentes de teste para uso nos propostos foguetes A4.

O primeiro foguete A4 foi lançado em Março de 1942. O foguete apenas atingiu algumas nuvens baixas antes de se despenhar no mar a meia milha do ponto de lançamento.

O segundo lançamento foi em Agosto de 1942 e viu o A4 subir a uma altitude de 11 quilómetros (7 milhas) antes de explodir.

O terceiro foi um sucesso! Em 3 de Outubro de 1942, outro foguete A4 saiu de Peenemuende, seguiu a sua trajetória pré-definida na perfeição, e aterrou no alvo a 193 quilómetros (120 milhas) de distância. Pode-se dizer que este lançamento marcou o início da era espacial. O A4, o primeiro foguete balístico com sucesso, é o antecedente de praticamente todos os foguetes lançados atualmente no mundo.

O produção do A4 começou em 1943 e os primeiros A4, agora chamados de V2, foram lançados contra Londres em Setembro de 1944.

A ofensiva V-2 chegou tarde demais para afetar o curso da guerra. Por volta de Abril de 1945, a Armada Alemã estava em completa retirada por toda a parte, e Hitler tinha-se suicidado no seu "bunker" em Berlim.

Numa estalagem perto de Oberjoch, Haus Ingeburg, von Braun e mais de 100 dos seus especialistas em foguetes esperavam um fim. Tinha sido dada a ordem por Hitler para executar toda a equipa para evitar a sua captura. O irmão de Wernher von Braun, Magnus, no entanto, conseguiu contatar as forças americanas que estavam perto antes dos seguidores SS de Hitler conseguirem chegar à equipa dos foguetes. Em 2 de Maio, o mesmo dia em que Berlim caiu sob a Armada Soviética, von Braun e a sua equipa entraram nas linhas americanas e na liberdade.

Quando a guerra terminou, von Braun e a sua equipa foram fortemente interrogados e protegidos dos agentes russos, numa forma ciumenta. Os foguetes V2 e os respectivos componentes foram montados. Os técnicos alemães foram cercados. Em Junho, o General Eisenhower sancionou a última série de lançamentos V2 na Europa. Observando cada um dos três V2 que levantaram da base em Cuxhaven, estava um coronel da Armada Russa, Sergei Korolev. Dez anos mais tarde, Korolev seria aclamado como o desenhador-chefe das naves espaciais na União Soviética, e o responsável pela criação das naves espaciais Vostok, Voshkod e Soyuz que, desde 1961, transportaram os cosmonautas soviéticos para órbita.

Poucos membros da equipa de von Braun participaram nos lançamentos de Cuxhaven. Muitos tinham já começado a instalar estabelecimentos em Fort Bliss, perto de El Paso, Texas. Empilhados no deserto perto de Las Cruces, Novo México, estavam componentes suficientes para construir 100 V2. Von Braun e a sua equipa depressa se mudaram para perto de White Sands Proving Ground, onde começaram a montar e lançar os V2. Por volta de Fevereiro de 1946, já se tinha reunido toda a equipa de von Braun de Peenemuende em White Sands e, em 16 de Abril, o primeiro V2 foi lançado nos Estados Unidos. O programa espacial dos E.U. estava a começar!

Até 1952, foram lançados 64 V2 em White Sands. Instrumentos, e não explosivos, ocupavam os cones dos mísseis. Uma variante do V2 viu o míssil tornar-se no primeiro dos dois andares de um foguetão denominado Bumper. A metade superior era um foguetão WAC Corporal. A necessidade de mais espaço para disparar rapidamente os foguetões depressa se tornou evidente e, em 1949, o Joint Long Range Proving Ground foi estabelecido no remoto e deserto Cabo Canaveral, Florida. Em 24 de Julho de 1950, um foguetão Bumper de dois andares tornou-se no primeiro de centenas a serem lançados do "Cabo".

A transferência das operações de lançamento para o Cabo coincidiram com a transferência do programa dos mísseis da Armada de White Sands para um posto próximo da cidade do norte do Alabama, chamada Huntsville. Von Braun e a sua equipa chegaram em Abril de 1950. Tornou-se na sua casa para os 20 anos seguintes, um período durante o qual a população da cidade aumentou 10 vezes.

A equipa de von Braun trabalhou no desenvolvimento do que era essencialmente um foguetão super-V2, denominado segundo o arsenal da Armada dos E.U. onde estava a ser criado -- o Redstone (Pedra Vermelha).

Em 1956, A Agência de Mísseis Balísticos da Armada (Army Ballistic Missile Agency) foi estabelecida no Arsenal de Redstone, sob o comando de von Braun para desenvolver o míssil balístico Júpiter de alcance intermédio. Uma versão do foguetão de Redstone, denominado de Júpiter C, foi utilizado em 31 de Janeiro de 1958 para lançar o primeiro satélite americano, Explorer I (Explorador 1). Três anos mais tarde, o Mercury de Redstone lançava Alan Shepard e Virgil I. "Gus" Grissom num vôo espacial suborbital, abrindo o caminho para o primeiro vôo orbital de John Glenn.

Em 1958, foi criada a NASA e, dois anos mais tarde, von Braun, a sua equipa e toda a Agência de Mísseis Balísticos da Armada (ABMA) foram transferidos para a NASA para formarem o núcleo do programa espacial da agência.

O Comando dos Mísseis da Armada (Army Missile Command), a que pertence o Arsenal Redstone, continuou a sua missão vital de defesa nacional após a transferência da ABMA para a NASA, marcando um grande número de programas bem sucedidos para aumentar o poder terrestre dos americanos. Os sucessos de MICOM incluem os Pershing II, os sistemas de armas NIKE, os sistemas HAWK, HAWK Melhorado, Corporal, Sergeant, Lance e Chaparral, para referir apenas alguns.

Seguindo um caminho diferente -- o do desenvolvimento dos foguetões para exploração espacial -- o último quarto de século do Centro de Vôo Espacial Marshall (Marshall Space Flight Center) tornou-se uma época de superlativos.

Em 1961, quando Alan Shepard ainda se estava a secar de ter caido no Oceano Atlântico após ter conduzido um foguete Redstone do Marshall num vôo suborbital que o tornou no primeiro americano no espaço, o Presidente Kennedy encarregou esta nação para ser a primeira na Lua. O Centro Marshall da NASA foi encarregada de desenvolver a família de foguetões gigantes que lá nos iria levar.

Os foguetões Saturno criados no Marshall para suportar o programa Apollo e para honrar a promessa do President Kennedy foram, na altura, os veículos de lançamento para o espaço mais potentes que algumas foram inventados.

Engenheiros, cientistas, empreiteiros e outro pessoal de suporte trabalharam bem. Em 20 de Julho de 1969, uma transmissão do Mar da Tranquilidade, na Lua, informou: "A Águia (Eagle) poisou."

Os foguetões Saturno do Marshall levaram-nos primeiro à volta da Lua, depois para a sua superfície de crateras. Os veículos de excursão lunar desenvolvidos pelo Marshall -- os toscos Rovers Lunares (Moon Buggies) -- levaram os astronautas em excursões de longa distância na procura de amostras do solo e rochas lunares.

Mais próximo de casa, a equipa do Marshall desenvolveu a primeira estação espacial americana -- o Skylab. Criada para substituir o andar superior do foguetão lunar Saturn V, o módulo Skylab foi posto em órbita, com sucesso, no início do dia 14 de Maio de 1973.

Pôr o Skylab em órbita marcou uma grande transição na história da indústria dos foguetões. Antes do Skylab, o foguetão era uma estrela -- a atracção. O foco estava apontado para a subida e para a descida -- lançamento e recuperação. O Skylab roubou o espetáculo. Pela primeira vez, o espaço tornou-se num local para viver e trabalhar. Voar a bordo de um foguetão era aproximadamente o equivalente terrestre de conduzir um carro para o trabalho. Tal como ter que conduzir o carro era um incidente necessário para o trabalho -- voar a bordo de um foguetão tornou-se secundário para o trabalho realizado quando o Skylab era atingido. O foguetão, falando num modo simples, tornou-se num meio para atingir um fim -- sendo o fim neste caso a oportunidade de aprender a viver e a trabalhar no espaço.

Uma quantidade de avarias atacaram os primeiros dias do Skylab -- problemas que testaram os recursos de toda a equipa da NASA. Os problemas foram solucionados, no entanto, e o Skylab continuou até se tornar um dos empreendimentos mais orgulhosos do Marshall.

O Saturno I-B, desenvolvido pelo Marshall, também levou a metade americana do primeiro empenho espacial E.U.-Soviético, o projeto Apollo-Soyuz.

Depois de Apollo, a equipa no Marshall começou a trabalhar na criação de um sistema nacional de transporte espacial, que veio a ser conhecido simplesmente por "O Vai-vem Espacial" (The Space Shuttle).

É tudo menos simples!

Os principais motores do vai-vem espacial estão entre os dispositivos mais potentes e mais sofisticados alguma vez inventados. Representam um salto quantitativo no avanço da tecnologia sobre os motores que propulsionaram o Saturno V. Cada um dos três motores principais na cauda do vai-vem tem capacidade para quase meio milhão de libras de potência de aceleração, uma potência igual à produzida por todos os oito motores do primeiro andar do Saturno I. Ao contrário de muitos dos motores prévios de foguetões, que foram desenhados para serem utilizados apenas uma vez -- e apenas por alguns minutos -- os motores principais do vai-vem espacial são desenhados para serem usados várias vezes seguidas, até 7.5 horas. A razão peso-potência destes motores é a melhor do mundo -- cada motor pesa menos de 7,000 libras mas produz a potência equivalente a sete grandes barragens!

Vinte e quatro vôos bem sucedidos do vai-vem fizeram acalmar a América para uma forma de condescendência. Os lançamentos do vai-vem tornaram-se em rotina -- um simples acontecimento rotineiro que n?o merece mais do que uma notícia com 10 cm de altura na página 2 de uma publicação.

Então chegou o desastre do Challenger....

O tempo desde a perda do Challenger foi o mais trabalhoso em toda a história do Centro de Vôo Espacial de Marshall. Organizaram-se equipas de especialistas para descobrir e corrigir os problemas que levaram ao acidente. A investigação depressa levou a uma junta defeituosa nos motores do vai-vem espacial. Os especialistas na propulsão dos foguetões criaram diversas modificações no desenho do motor para remediar a falha.

Foi executado um programa de testes vigoroso para mostrar que os problemas tinham sido resolvidos.

O hiato, forçado pelo desastre, nas operações do vai-vem deram ao Marshall -- e a outras instalações da NASA -- uma oportunidade para reverem outros assuntos relativos ao vai-vem. Grandes passos foram dados para melhorar a confiança e segurança nas lâminas das turbinas e nas bombas turbo dos motores principais do vai- vem. Foi criado um sistema de escape para a tripulação do vai-vem. Foram introduzidos melhoramentos no sistema de poiso e nos travões.

Quando a América voltou aos vôos tripulados em 1988, fê-lo num veículo espacial que era muito mais seguro e mais capaz.

A NASA está também a examinar a possibilidade de utilizar veículos de lançamento caros em missões que não necessitam das capacidades únicas do vai-vem, e está a procurar desenvolver uma nova geração de pesados veículos de lançamento.

Este será o próximo capítulo da história dos foguetões -- uma história cujo primeiro capítulo foi escrito há mais de 2,400 anos.

Ninguém pode dizer onde o nosso caminho nos levará ou quando -- esperemos que nunca -- será escrito o último capítulo desta história.

Selecção e Treino dos Primeiros Astronautas

Homens do Espaço em Ficção - a viagem de Júlio Verne à Lua, ou os heróis de banda desenhada Flash Gordon e Buck Rogers - eram personagens familiares em meados do séc. XX, mas ninguém podia descrever num modo correto um verdadeiro astronauta. Não havia astronautas.

Então em 1959 a Administração Nacional de Aeronáutica e do Espaço (National Aeronautics and Space Administration - NASA) pediu aos serviços militares dos Estados Unidos para fazer uma lista dos seus membros que correspondessem a qualificações específicas. Estava em curso uma pesquisa de pilotos para um novo e excitante programa de vôo espacial tripulado.

Na procura dos seus primeiros pilotos espaciais, a NASA acentuava a necessidade de experiência de vôo em aviões de jato e formação em engenharia, e exigia condições de estatura física de acordo com o pequeno espaço disponível na cabina da cápsula Mercúrio que estava em construção. Basicamente, os requisitos de 1959 eram: Menos de 40 anos de idade; menos de 5 pés e 11 polegadas (1,80 m) de altura; condição física excelente; grau de bacharelato ou equivalente em engenharia; piloto de jato qualificado; graduado na escola de piloto de teste, e pelo menos 1500 horas de vôo.

Qualificaram-se mais de 500 homens. Foram examinados registos militares e médicos; foram feitos testes psicológicos e técnicos; foram efetuadas entrevistas pessoais por especialistas psicológicos e médicos. No final da primeira selecção, muitos candidatos foram eliminados e outros decidiram que não queriam continuar a ser considerados.

Seguiram-se outros exames físicos e psicológicos ainda mais rigorosos, e em Abril de 1959 a NASA anunciou a sua selecção de sete homens como sendo os primeiros astronautas americanos. Eram o Tenente da Armada M. Scott Carpenter; Capitães da Força Aérea L. Gordon Cooper, Jr., Virgil I. "Gus" Grissom e Donald K. "Deke" Slayton; Tenente Coronel da Marinha John H. Glenn, Jr. e Tenentes Comandantes da Armada Walter M. Schirra, Jr. e Alan B. Shepard, Jr.

Todos voaram no projeto Mercúrio excepto Slayton, que foi desclassificado devido a um problema cardíaco anteriormente desconhecido. Depois de os médicos certificarem que o problema tinha desaparecido, Slayton realizou a sua ambição de voar no espaço 16 anos depois de ter sido seleccionado. Ele foi um membro da tripulação americana no Projeto de Teste Apollo Soyuz em Julho de 1975, o primeiro vôo espacial internacional tripulado.

Outros Recrutamentos

Três anos depois da primeira selecção, a NASA fez outra chamada para o treino de astronautas para o Gemini e o Apollo. Ainda era exigida experiência no vôo em aviões de alta qualidade, tal como na formação. O limite de idade foi baixado para os 35 anos, a altura máxima levantada para os 6 pés (1,83 m), e o programa aberto a civis qualificados. Este segundo recrutamento trouxe mais de 200 candidatos. Da lista foram seleccionados 32, e finalmente restaram 9 em Setembro de 1962.

Outros 14 candidatos foram escolhidos para treino para astronautas de cerca de 300 em Outubro de 1963. Nessa altura, o principal requisito mudou da experiência de vôo para qualificações académicas superiores. Em Outubro de 1964 foram aceites novos candidados unicamente segundo a formação base. Eram os cientistas-astronautas, assim chamados porque os mais de 400 candidatos que corresponderam às condições mínimas tinham o doutoramento ou experiência equivalente em ciências naturais, medicina ou engenharia.

Estas candidaturas foram remetidas para a Academia Nacional de Ciências em Washington para avaliação. Dezasseis foram recomendados à NASA e seis foram seleccionados em Junho de 1965. Apesar do pedido de voluntários não especificar experiência de vôo, dois dos candidatos eram pilotos de jato qualificados e não necessitaram do ano de treino básico de vôo dado aos outros.

Outros 19 pilotos astronautas entraram no programa em Abril de 1966, e 11 cientistas-astronautas foram acrescentados a meados de 1967. Quando o programa do Laboratório Orbital Tripulado da Força Aérea foi cancelado em 1969, sete astronautas em treino foram transferidos para a NASA.

Naves Espaciais Automatizadas

As naves espaciais automatizadas da Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço (National Aeronautics and Space Administration - NASA) chegam em muitas formas e tamanhos. Enquanto são desenhadas para corresponder a objetivos de missões separadas e específicas, as naves têm muito em comum.

Cada nave espacial consiste em vários instrumentos científicos seleccionados para uma missão particular, suportados por subsistemas básicos para a energia eléctrica, controle da trajetória e da orientação, bem como para processamento de dados e comunicação com a Terra.

A energia eléctrica ? necessária para operar os instrumentos e os sistemas da nave espacial. A NASA usa tanto a energia solar obtida por filas de células fotovoltaicas como pequenos geradores nucleares para alimentar as suas missões no sistema solar. Baterias recarregáveis são empregues para o caso de falhas e para energia suplementar.

Imagine que uma nave espacial viajou com sucesso pelo espaço durante milhões de milhas, mas ao chegar próximo de um planeta tem as câmaras e os restantes instrumentos apontados para o lado errado enquanto passa a toda a velocidade pelo alvo! Para ajudar a evitar um erro destes, é usado um subsistema de pequenos aceleradores para controlar a nave espacial.

Os aceleradores estão ligados a aparelhos que mantêm um olhar fixo em estrelas seleccionadas. Tal como os primeiros navegantes terrestres usavam as estrelas para navegar pelos oceanos, as naves espaciais usam as estrelas para manterem o seu rumo no espaço. Com o subsistema bloqueado em pontos fixos de referência, os controladores de vôo podem manter os instrumentos científicos de uma nave espacial apontados para um corpo alvo e as antenas de comunicação apontadas diretamente para Terra. Os aceleradores também podem ser usados para definir mais pormenorizadamente o rumo de vôo e a velocidade da nave espacial para garantir que o corpo alvo é encontrado na distância planeada e na trajetória devida.

Entre 1959 e 1971, as naves espaciais da NASA foram enviadas para estudar a Lua e o ambiente solar; também pesquisaram os planetas interiores além da Terra --Mercúrio, Vénus e Marte. Estes três mundos, e o nosso, são conhecidos por planetas terrestres porque têm a mesma composição de rochas sólidas.

Para as primeiras missões de reconhecimento planetário, a NASA empregou uma série de naves espaciais que obtiveram grande sucesso, chamadas Mariner. Estes vôos ajudaram a planificar as missões seguintes. Entre 1962 e 1975, sete missões Mariner conduziram as primeiras vistas sobre os nossos vizinhos planetários no espaço.

Todas as Mariner usaram painéis solares como principais fontes de energia. A primeira e a última versões da nave espacial tinham duas asas cobertas com células fotovoltáicas. Outras Mariner eram equipadas com quatro painéis que se estendiam dos seus corpos octogonais.

Apesar das Mariner variarem da sonda Mariner 2 para Vénus, que pesava 203 quilogramas (447 libras), até à Orbital de Marte Mariner 9, que pesava 974 quilogramas (2,147 libras), o seu desenho base mantinha-se semelhante ao longo do programa. A sonda Mariner 5 para Vénus, por exemplo, era originalmente uma sonda de apoio para o vôo por Marte da Mariner 4. A sonda Mariner 10 enviada para Vénus e para Mercúrio usou componentes deixados do programa da Orbital de Marte Mariner 9.

Em 1972, a NASA lançou a Pioneer 10, um sonda para Júpiter. O interesse deslocava-se para os quatro planetas exteriores --Júpiter, Saturno,Úrano eNeptuno -- bolas gigantes de gás denso muito diferentes dos mundos terrestres que já tinhamos observado.

No total, quatro sondas da NASA -- duas Pioneer e duasVoyager -- foram enviadas nos anos 1970 para percorrer as regiões exteriores do nosso sistema solar. Por causa das distâncias envolvidas, estes viajantes demoraram qualquer coisa entre 20 meses e 12 anos para atingirem os seus destinos. Excluindo sondas mais rápidas, eventualmente tornar-se-iam nos primeiros objetos humanos a viajarem até às estrelas distantes. Por motivo de a luz do Sol ser tão fraca no sistema solar exterior, estes viajantes não usam a luz solar mas operam com energia eléctrica gerada pelo calor do decaimento de radioisótopos.

A NASA também criou naves espaciais altamente especializadas para revisitar os nossos vizinhos Marte e Vénus no meio e final dos anos 1970. Módulos de poiso gémeos Viking foram equipados para servir como estações sísmicas e de tempo e como laboratórios de biologia. Duas orbitais avançadas -- descendentes da nave Mariner -- transportaram os módulos Viking da Terra e estudaram as formações marcianas.

Duas sondas Pioneer em forma de tambor visitaram Vénus em 1978. A sonda orbital Pioneer Vénus foi equipada com um radar que permitia "ver" através da densa coberta de núvens do planeta para estudar as formações da superfície. A Microsonda Pioneer Vénus transportou quatro sondas que foram largadas através das núvens. As sondas e o corpo principal -- todos contendo instrumentos científicos -- enviaram informações por rádio sobre a atmosfera do planeta durante a sua descida em direcção à superfície.

Uma nova geração de sondas automatizadas -- incluindo Magalhães,Galileu, Ulisses, Observador de Marte e Cassini -- está a ser desenvolvida e enviada para o sistema solar para fazer exames detalhados que aumentem o nosso conhecimento da nossa vizinhança e do nosso planeta.

Fonte: www.solarviews.com

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Recentemente, a destruição do terceiro exemplar da série de veículos lançadores de satélites (VLS) fez com que fossem colocadas dúvidas sobre o prosseguimento do programa espacial brasileiro. Apesar dos desmentidos oficiais, cremos que há, de fato, um certo risco para a iniciativa de pesquisa desenvolvida no Brasil. E falamos desse risco sem querer fazer uma crítica aos condutores do projeto, nem aos escalões políticos decisórios, a quem cabe liberar os recursos para as atividades de pesquisa – apesar dos recursos disponibilizados não estarem a altura dos investimentos que são necessários para colocar o Brasil no grupo de países que dominam a tecnologia espacial.

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Veículo Lançador de Satélites em Alcântara-MA

Nossa dúvida é uma baseada na história da atividade de pesquisa espacial no País. Lendo livros ou textos que tratam dos órgãos de pesquisa científica, como o próprio sítio do Centro Tecnológico da Aeronáutica na Internet, parece que a atividade de pesquisa no campo espacial teve início na década de 60 e prosseguiu aos trancos e barrancos até os dias de hoje, centrandose, é claro, naquela entidade e na sua congênere civil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Mas seria essa toda a verdade? É fato que o atual estágio de desenvolvimento de pesquisa espacial é resultado exclusivo de uma aliança entre o INPE – responsável pelo desenvolvimento dos instrumentos de pesquisa, inclusive o Brasilsat – e o CTA, encarregado da pesquisa e desenvolvimento técnico dos veículos lançadores, os foguetes, sob a coordenação da Agência Espacial Brasileira, de origem mais recente.

Mas, se hoje esses são os únicos órgãos por trás dos resultados alcançados isso nem sempre foi assim. De fato, a atual situação, onde há uma complicada aliança entre um órgão civil (INPE) com um militar (CTA), cada um deles responsável por uma etapa do processo de pesquisa, é talvez única no mundo, mesmo dando bons resultados aparentes. E se chegou a essa situação através de diversos percalços – houve muitas pedras no meio do caminho. Muito conhecidos são os efeitos da “reforma” administrativa do Governo Collor, que teve fortes impactos tanto no financiamento como na formação de pesquisadores, deixando seqüelas até os dias de hoje. Mais tarde, o governo Fernando Henrique tomou a decisão de colocar todo o programa sob o controle civil, da Agência Espacial Brasileira, sem remover o CTA da equação (o que seria impossível), mas fazendo o máximo para desvincular o programa espacial de um possível uso militar do mesmo. Tudo implicando em problemas, exacerbados pelos sucessivos fracassos dos lançamentos do VLS.

Problemas menos conhecidos foram as interrupções nas fases anteriores de pesquisa espacial – cortadas de nascença, sem a apresentação de tantos resultados como os obtidos pela Aeronáutica/INPE. Esses programas anteriores foram suprimidos usando-se a desculpa da otimização da aplicação dos recursos, mas isso teve suas conseqüências negativas, no corte da atividade de desenvolvimento militar. E frisamos, esse argumento da “otimização” pode servir de desculpas para futuros cortes. Afinal, em um país carente de recursos financeiros, a tentação de pessoas de visão curta é de interromper um programa de pesquisas, “aplicando melhor” o dinheiro, em atividades “mais importantes” – não importa que isso implique em perdas a longo prazo. Como colocou um autor: “Ao contrário do que se poderia supor, tais conquistas [do programa espacial brasileiro] não fruto de um programa espacial bem concebido e executado pelo governo. Elas resultaram da pertinácia de indivíduos que exerceram liderança no INPE e em equipes de engenharia do Centro Técnico Espacial e da EMBRATEL” Fonte: CARLEIAL, A. B. O Brasil no Espaço Cósmico. Revista Ciência Hoje, v. 14 n. 84. Citado em COSTA FILHO. Observamos que a Embratel, sintomaticamente, foi privatizada para o capital externo sem previsão de manter seus desembolsos para a área de pesquisa., estando agora afastada do programa espacial brasileiro.

Em nossa opinião, cortes, como os que já aconteceram, são um risco real e cremos que o conhecimento do que já foi feito no passado pode servir de exemplo de como não se deve conduzir um programa de desenvolvimento de foguetes, seja para pesquisa, seja para uso militar.

Primórdios

A primeira fase da história dos foguetes brasileiros acompanha a história mundial desse tipo de artefato, que está associado à história bélica – como muitas das novas tecnologias desenvolvidas ao longo dos anos. Desde as primeiras armas de fogo, os atiradores devem ter observado que, se a bala ia para um lado, a arma ia para o outro (o coice) e isso certamente deve ter indicado o caminho para a produção dos primeiros foguetes. Giovanni da Fontana escreveu já em 1418, apenas 90 anos depois do aparecimento da primeira referência escrita sobre armas de fogo, o Bellicorum Instrumentorum Liber (livro sobre artefatos bélicos), obra que já trás ilustrações do que podem ser foguetes, inclusive um inegável carro de propulsão a jato. Os aspectos de uso civil dos artefatos pirotécnicos (como os foguetes eram chamados), logo se desenvolverem, ligados à diversão, como nos fogos de artifício. Mesmo nos primórdios da história dos foguetes, há referências a artefatos de grande complexidade, como foguetes de múltiplos estágios, com motores auxiliares (boosters) e com variadas cargas úteis, algumas delas até com primitivos pára-quedas, mostrando o desenvolvimento teórico do assunto. O uso de foguetes como armas era uma conclusão lógica a se chegar e há referências claras a eles no século XVI.

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Carro de propulsão a jato, do livro de Giovanni de Fontana, Bellicorum
Instrumentorum Liber, séc. XV.

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“Setas de fogo” chinesas, do Tratado do equipamento militar (Wu Pei Chih),
escrito por Mao Yuan-i, 1628.

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Fogos de artifício no século XVIII, o principal uso de foguetes até a introdução da
arma de Congreve em 1805.

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Uso de foguetes contra cidades, 1598

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Foguetes de diversos tipos ilustrados pelo polonês Casimir Simienowicz no seu
livro The Great Art of Artillery, 1650. Mostram foguetes de diversos estágios, com
propulsores auxiliares, estabilizados por aletas, etc. Precursores – pelo menos em
conceito – dos modernos foguetes de pesquisa de hoje.

Contudo, os primeiros artefatos pirotécnicos não foram desenvolvidos até o limite de suas possibilidades. O seu uso militar não foi difundido, pois a generalização da pólvora negra granulada, em substituição ao polvorim, permitiu a criação de canhões mais eficientes, pelo menos em relação aos foguetes mais primitivos, de forma que eles desapareceram de uso militar aos poucos, ficando restritos ao seu uso em entretenimento e na comunicação, atividades onde não havia necessidade de uma performance extrema, como seria no campo militar.

No final do século XVIII o interesse dos europeus voltou-se novamente para os foguetes. Isso devido ao seu amplo uso em um país que era visto como atrasado por eles – a Índia. Na última década daquele século as tropas da Companhia das Índias Orientais inglesa estavam engajadas em combater governantes locais e quase todos eles usavam foguetes, destacando-se os príncipes de Mysore – Haidar Ali e seu filho Tipoo Sahib. Estes dispunham de foguetes mais modernos do que os conhecidos na Europa, além do fato de que os usavam em grandes números: o primeiro governante citado tinha tropas de 2.000 fogueteiros, enquanto o segundo elevou o número para 5.000 (de uma força total de 48 mil homens, mostrando o forte papel dos fogueteiros na formação da artilharia de Tipoo Sahib).

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Com todas essas vantagens, não é de se estranhar que os artefatos hindus tivessem causado uma certa impressão, tendo diversos exemplares sido enviados para o então o museu da Artilharia Real em Woolwich, que fora criado em 1778 pelo Capitão William Congreve, da Artilharia Real. Estes exemplares, talvez junto com os relatos dos veteranos das batalhas da Índia, serviram para que o filho de Congreve, William Jr., baseasse sua proposta de criação de uma “nova” arma de guerra na Europa, os “foguetes a Congreve”.

Em 1805 o primeiro ministro inglês, acompanhado pelos secretários da guerra e dos negócios estrangeiros assistiram a um teste com os novos projéteis de Congreve. Muito impressionados – talvez pelo fato de que parte dos testes foi feita à noite –, os políticos determinaram a fabricação dos novos e impressionantes projéteis. Usando esses primeiros modelos (ainda com os tradicionais invólucros de papel, que limitavam a potência dos motores), foi feito um ataque em novembro de 1805 contra navios franceses ancorados em Boulogne, com a condução do Comodoro Sidney Smith. Esta operação foi um fracasso, mas a amizade de Smith com Congreve e a perseverança dos dois fizeram com que novas tentativas fossem executadas. A mais famosa delas – e que traria fama mundial para a arma de Congreve, foi o bombardeio de Copenhagem em 1807, quando o efeito incendiário e moral dos foguetes foi considerado terrível pelos próprios dinamarqueses.

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Bombardeio a uma cidade, do livro de Congreve, Details of the Rocket System (1814).

Daí em diante, o foguete foi ganhando reconhecimento mundial, através das diversas batalhas onde os ingleses usaram-no, como a Campanha da Península, onde espanhóis e portugueses o viram em ação (um exemplo é a batalha de Bidossoa), no Báltico, onde Danzig foi cercada por tropas armadas com foguetes (1813) e na famosa Batalha das Nações, em Leipzig (1813), quando um esquadrão de artilharia a cavalo inglesa que estava equipada com foguetes destacou-se sob as ordens do rei sueco, fazendo com que toda uma brigada de infantaria francesa (2.500 homens) entrasse em pânico e se rendesse.

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Imagem do livro de Congreve, Details of the Rocket System (1814), mostrando o
fogo de uma bateria inglesa contra um regimento de Cavalaria Francês nas
Guerras Napoleônicas.

Primórdios no Brasil

No Brasil, a história dos foguetes de guerra foi precoce. O Almirante Sidney Smith, aquele que tinha usado os artefatos pela primeira vez na expedição contra Boulogne, interessavase por novidades militares inglesas. Assim, em sua estadia no Rio de Janeiro, ele tentou fazer adotar aqui a arma de Congreve, organizando em 1809, uma demonstração na Quinta da Boa Vista, na presença de Sua Alteza, o Príncipe Regente, D. João VI. Infelizmente, o projétil se comportou da forma errática que era comum aos artefatos primitivos e, em vez de se dirigir para a Praia Grande, fez um giro de 180º, explodindo nos jardins do Palácio Real. Sidney Smith ofereceu fazer um novo teste, mas o Príncipe não quis saber da nova – e aparentemente incontrolável – arma.

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Capitão Sidney Smith no cerco de Acre. Posteriormente, seria encarregado do
comando da frota que comboiou a família real portuguesa para o Brasil,
adquirindo grande influência junto ao Príncipe Regente.

É interessante observar que Smith pediu ao secretário do almirantado inglês o envio de foguetes para reforçar dois navios do Capitão James Lucas Yeo, que iriam combater corsários. Este capitão foi o comandante naval da expedição anglo-brasileira que tomou Caiena. Será que havia foguetes nos navios ingleses? Não sabemos.

De qualquer forma, essa primeira experiência não levou a um sucesso que justificasse a adoção da nova arma, apesar de o francês De Montgéry mencionar que em 1825 o Brasil adquirira foguetes a Congreve. Dois anos depois, segundo o Coronel Moreira Bento, teria ocorrido o primeiro uso de foguetes militares, quando o capitão alemão Siegner, um veterano de Waterloo, supostamente tentara usar das novas armas em Bagé, ferindo-se mortalmente na tentativa falhada. Estes artefatos certamente eram de fabricação local, já que no mesmo ano de 1827, o embaixador brasileiro em Londres escrevia ao Ministro da Guerra que não tinha podido comprar os foguetes com o inventor, pois este detinha a patente do sistema e a legação não dispunha do valor de 5.000 libras pedido por Willian Congreve para a venda do "segredo".

Foguete
Foguetes de Congreve, em diversos calibres e alguns dos seus acessórios, inclusive
um pára-quedas para iluminação, a ser disparado por foguete.

Certamente a grande redução que o Exército sofreu nos primeiros anos da Regência, quando teve seu efetivo cortado em mais de 85%, com um correspondente corte no orçamento, implicou uma paralisação de qualquer atividade de pesquisa, desenvolvimento e até aperfeiçoamento das Forças Armadas. Neste "período negro" para as forças armadas, complicado ainda mais pelas muitas revoltas internas, dificilmente poderíamos esperar que os poucos recursos existentes fossem gastos com armas novas e que não tinham o seu valor reconhecido – especialmente considerando que elementos fundamentais, como as fortificações costeiras, tiveram que ser abandonados por falta de recursos para mantê-las. Desta forma, não existem menções quanto ao uso de foguetes de guerra no país, apesar de se saber que as reconhecidas vantagens das armas não passaram ignoradas. Os artefatos foram usados pelos ingleses contra os argentinos em uma ação que certamente foi de conhecimento de oficiais brasileiros e, na bibliografia, existem passagens sobre o uso de “foguetes de ar” (fogos de artifício) contra a cavalaria farroupilha, função na qual eles certamente teriam um grande efeito, considerando a formação e treinamento das milícias gaúchas. A manutenção do antigo Laboratório Pirotécnico do Morro do Castelo também significa que a capacidade instalada de fabricação de artefatos de iluminação e comunicação se manteve. Isso significa que a distribuição destes para as tropas em operação deve ter continuado, tal como vinha sendo feita desde pelo menos o século XVIII.

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Ingleses disparam foguetes a congreve contra posições argentinas em San Lorenzo, no rio da Prata, 1846.

A década de 1850 veria uma mudança nessa situação, assim como veria a introdução em larga escala tanto dos já conhecidos foguetes a Congreve como de uma nova arma – o foguete de Halle.

Em 1843, William Halle começou a estudar de forma prática a questão dos foguetes e pensou em aperfeiçoar a idéia de Congreve, dispensando a massa inerte da haste estabilizadora. Foguetes sem haste, estabilizados por aletas, já eram conhecidos havia muito tempo – alguns deles foram ilustrados no livro A grande arte de artilharia, de Casimir Simienowicz, publicado pela primeira vez em 1650. Entretanto, Halle procurou um novo método de assegurar uma trajetória regular para os artefatos, adaptando a idéia das armas raiadas – da estabilização giroscópica pela rotação do projétil. A rotação seria obtida pelo do escape direcionado de gases, feito através de pequenos “eventos”, o que hoje em dia se chama de “tubeira”, ou seja, furos colocados radialmente ao evento principal do motor e com um pequeno ângulo, de forma a fazer o foguete girar com a saída dos gases da queima do propelente.

Halle patenteou sua invenção na Inglaterra em 18 de janeiro de 1844, conseguindo também registrar seu invento na Holanda, na França e na Suíça. Além disso, aperfeiçoou uma prensa hidráulica para comprimir o propelente (pólvora) dos motores. Esta simples medida reduziu uma das grandes causas da imprecisão dos artefatos pirotécnicos produzidos até então: a queima irregular do propelente, devido à compressão manual da pólvora, feita por prensas ou marteletes manuais.

Dois anos depois da obtenção da patente, Halle conseguiu vender os direitos de fabricação da nova arma para os EUA, pela imensa quantia de 20 mil dólares de então. Neste país, a nova invenção logo teve uso prático, pois os americanos entraram em guerra com o México (1846-1848), usando-os em combate na batalha de Veracruz, entre outras. Pouco depois, Halle tentou vender o segredo da fabricação para a França e os oficiais daquele país gostaram dos resultados dos experimentos, mas não estavam dispostos a pagar o valor de 200 mil francos pedidos pelo inventor para o segredo (ou patente, como se usa hoje em dia).

Na sua campanha de vendas, o filho do inventor passou pelo Rio de Janeiro, vindo dos EUA, e conseguiu vender alguns foguetes para o governo. Não sabemos se foi por isso que estes artefatos foram conhecidos como “foguetes americanos” ou, o que consideramos mais provável, que Halle Jr. certamente mencionou a sua compra e uso pelo exército norte-americano como uma forma de propaganda. O fato é que a colocação do foguete como “americano” (junto com as denominações foguetes tangenciais, foguetes de rotação ou foguetes sem cauda) é constante nos documentos brasileiros, o que é curioso, já que Halle era inglês.

Apesar dessa venda de artefatos, certamente os direitos de fabricação não foram adquiridos pelo Brasil, pois não há menção a gastos avultados com o pagamento desses direitos nos relatórios do Ministério da Guerra. Provavelmente os Halle não consideravam o Brasil capaz de reproduzir ou foram um pouco ingênuos, acreditando que o país respeitaria uma patente estrangeira (não encontramos na documentação do Arquivo Nacional referências a uma patente brasileira, o que nos faz crer que esta não tenha sido dada, ou sequer requerida). Seja qual for a opinião dos estrangeiros sobre o Brasil nos anos da década de 1850, o fato é que as Forças Armadas estavam se modernizando rapidamente e isso teria uma influência sobre a história da tecnologia militar no país.

Adler Homero Fonseca de Castro

Fonte: www.ecsbdefesa.com.br

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Tsiolkovsky

(1857-1935)

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Primeiras teorias sérias sobre vôos espaciais.

Equação do foguete (1903).

Teórico.

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Oberth
(1894-1989)

Divulgou a idéia de foguetes para vôos espaciais.

Livro: “O Foguete no espaço interplanetário”.

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Goddard
(1882-1945)

Construiu e testou (1926) o primeiro foguete que utilizou combustível líquido.

Mais de 200 patentes.

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Von Braun
(1912-1977)

Aluno de Oberth.

Desenvolvimento da série Saturno: foguetes confiáveis.

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V2

(1942-1952)

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Primeiro foguete capaz de sair da atmosfera.

Usado como arma na II Guerra.

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O uso de estágios

Bumper: 1948

V-2 com um foguete acoplado.

WAC Corporal - foguete científico.

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R-7 | 1957

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Ínicio do desenvolvimento: 1950

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Fonte: www.cdcc.usp.br

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Todavia as formas podem ser muito variadas, nomeadamente, no número e forma das aletas da cauda. Outros rockets, de um andar ou mais, podem ainda apresentar outras aletas de estabilização mais perto da extremidade, ou intermédias,( isto para rockets de "espaço - modelismo" , pois alguns dos modelos militares ou industriais, por vezes não têm aletas). 1.1 -FORÇAS ACTUANTES ( Fig.2) 

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As forças essenciais que actuam um foguete em voo são de dois tipos: Externas e Internas   As forças externas são o Peso- P- e as Forças Aerodinâmicas-Fa, abaixo referidas como "Lift" e "Drag", ambas forças de pressão.   A Força Interna é a força desenvolvida pelo motor do foguete, para provocar a sua movimentação, contrariando o efeito das forças anteriores.   O Peso é a força que resulta de o foguete possuir determinada massa- mf - e estar sob a acção de um campo gravítico - g.  Á superfície da terra, um foguete que tenha de massa 800 g = 0.8 Kg estará sujeito a uma força puxando-o para o solo de : P = mf*g = 0.8Kg*9.8 m/s2 =7.84 N ( N=Newton)  FIG.2Para o nosso caso, os foguetes nunca atingem alturas em que tenhamos de usar diferentes valores para g.  

As Forças Aerodinâmicas, resultam da interferência entre o objecto em movimento e o gas em que se move, neste caso, o ar.  Vamos considerar apenas duas fundamentais : o "Drag" representada por Fd,FD ou D que é uma força de pressão que se opõe ao movimento do objecto na direcção das linhas de fluxo do ar e em sentido oposto a este, sendo portanto uma força "retardadora" , e o "Lift",representada por FL, Fl ou L que é uma força que é perpendicular ás linhas de fluxo do ar e dirigida para cima, tendo portanto um efeito de "suspensão. ( o LIFT é uma força muito importante no caso dos aviões, como se pode deduzir, mas que não consideramos no caso dos foguetes, como iremos ver )

FACTORES ESSENCIAIS DE ESTABILIDADE DE VOO

    O  rocket vai estar afectado por duas forças que vão contrariar o seu movimento : O seu próprio peso, consequência da gravidade, e a que resulta do efeito do ar , a que chamámos Força aerodinâmica de pressão. Qualquer destas forças vai ter, no corpo do "rocket" um determinado ponto de aplicação. O ponto de aplicação do peso é aqui designado por Centro de gravidade - Cg e o ponto de aplicação das forças aerodinâmicas, designado por Centro de pressão é representado por Cp

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A figura 3,  da esquerda, mostra as forças fundamentais que afectam o rocket no voo. Na da direita mostra-se como se dispõem os perfis de pressão do ar ao longo do corpo do foguete de modo a darem origem ás forças, que, por razões de facilidade de exposição continuamos a designar por Lift e Drag de acordo com a terminologia inglesa. Note-se que estas forças são as que actuam também um avião normal, com a diferença que no avião, o Lift é muito importante perante o Drag, e num foguete, , passa-se o contrário. Sendo L o Lift e D o Drag ; F=L+ D = Força aerodinâmica TOTAL.( soma vectorial de Le D, FA).    Note-se na figura da direita, que poderíamos definir Lift, como a força que se exerce sobre o corpo do foguete, perpendicular á direcção do movimento do fluido onde este se move, e como Drag, a força que se exerce  em sentido contrário ao movimento do fluido, mas não necessariamente na mesma direcção. Drag é assim uma força que se opõe ao movimento normal do foguete. Se o foguete se move em direcção vertical e sentido ascendente, num fluido parado,  por exemplo ar com vento muito fraco, então, a direcção de escoamento do fluido adjacente ao foguete pode ser considerada a do movimento do foguete e o sentido o seu oposto . Deste modo, com esta simplificação, a direcção do Drag pode ser considerada a direcção de movimentação do foguete, e o seu sentido o oposto a esse movimento, como mostrado na fig.4 a seguir. O Lift, praticamente não estará presente quando se trata de um voo vertical estável.

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Na figura 4 vemos quatro situações em que a direcção do movimento do foguete é a vertical. Na fig.A temos um movimento completamente estabilizado, Os vectores da força impulsora, do peso e do DRAG, estão alinhados com a vertical e o eixo de simetria do foguete e o movimento é estável, não havendo lugar á existência da força de LIFT.

Na figura B, temos um foguete, accionado por motor que , por qualquer razão, desvia o seu eixo de um ângulo â para a direita. Neste caso, passa a existir uma força de LIFT dirigida para o lado que o foguete se inclina. O mesmo acontece se o foguete estiver a mover-se por inércia, ou seja , em qualquer caso surge uma força de LIFT que provoca um momento em relação ao centro de gravidade, que leva o nariz a voltar á vertical. O mesmo papel cabe á força de DRAG em ambos os casos. Verifica-se portanto uma força de restauração que leva o foguete ás condições iniciais, quando este se inclina para qualquer lado.

Todavia , esta vantagem só acontece se o centro de pressão Cp, estiver abaixo do centro de gravidade Cg. No caso D tal não acontece e, embora o LIFT esteja para o mesmo lado do que se passa em C, o momento em relação a Cg tem o sentido inverso do de D, agravando assim a situação de desvio. UMA IMPORTANTE CONDIÇÃO DE ESTABILIDADE AERODINÂMICA É QUE O Cg, ESTEJA Á FRENTE DE Cp, PELO MENOS ENTRE UM E DOIS DIÂMETROS DO CORPO DO ROCKET

1.3 -INFLUÊNCIA DA DENSIDADE DO FLUIDO onde se move o foguete....(neste caso o ar )

 Considere-se a segunda lei de Newton : F=M.dV/dt.....integrando, obtemos : F=Cnt.M.V onde Cnt. é uma constante.( M=Massa do corpo, V= velocidade do corpo )

Como o ar está em movimento deveremos determinar a velocidade do fluxo de massa , que é a quantidade de massa passando num determinado ponto em dado intervalo de tempo. A velocidade do fluxo de massa, aqui representada por m’é igual á densidade do fluido, Á, vezes a velocidade,( velocidade do fluido junto á superfície do objecto...neste caso a velocidade do próprio objecto), vezes a área através da qual a massa em questão passa na unidade de tempo. Logo :

m’= m/t = r*V*A.................(1) ( unidades SI : r = Kg/m3 ; v= m/s ; A= m2) 04Sabendo m’ podemos exprimir a força aerodinâmica FA , que será igual ao fluxo de massa vezes a velocidade, uma vez que é uma força de atrito, ou seja :

FA = C1 * V * Á * V * A ...............(2) ( C1...Constante) Absorvendo a área A na constanteC1, ( uma vez que A é constante para cada caso) :

FA = C2 * r * V2 ............................(3) A força aerodinâmica é assim o produto de uma constante pela densidade do gas r,( ar = 1.2 Kg/m3) e pelo quadrado da velocidade. Ora esta expressão tem a forma de uma pressão dinâmica, ou seja, a força aerodinâmica é o produto de uma constante pela pressão dinâmica do fluido - q, onde o objecto se move

Fa = C3 * q ...................................(4) O que está feito para a força aerodinâmica, pode ser feito para as suas componentes D e L, ou seja :

Fd=C4*q..........................................(5) Fl=C5*q...........................................(6) As forças aerodinâmicas podem ser representadas por uma expressão tipo F = Ci*V*Ar, .....................................(7) onde Ci é uma constante dependente da forma do objecto, V a velocidade do objecto voador e Ar uma área de referência desse objecto. ( Fig. 5). Note-se no entanto que Af é uma área de referência

 

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SEJA : Fd, ( ou FD ou D) =Cd*Aref .V2 da expressão anterior, por exemplo, a superfície total do objecto - As ou a sua projecção frontal - Af, Etc.O coeficiente Cd é um valor que pode ser considerado como : Cd=Fd/(0.5*r*V2*A)...................(8)Este valor Cd é experimentalmente determinado em túneis de vento, com objectos reais ou com modelos. No túnel, provocamos uma corrente de ar com uma velocidade V. Estando o foguete parado é como se movesse em relação ao ar com essa velocidade. Por outro lado sabemos a densidade do ar - r - e a área frontal do foguete - A. Através da aparelhagem ligada ao corpo do foguete , podemos medir as diversas forças que o afectam, resultantes do fluxo de ar a que está submetido, por exemplo Fd. Temos assim todos os valores necessários para calcular Cd Por isso, as tabelas que nos dão valores de Cd, devem obrigatoriamente referir a que tipo de área se refere esse coeficiente, para que possa ser devidamente usado no cálculo de Fd.

COEFICIENTES DE FORMA - Cd   

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Fonte: fogamadores.com.sapo.pt

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Como funciona um centro de lançamento de foguetes?

A maior parte das instalações está ligada às atividades de montagem e lançamento. Os fabricantes enviam os foguetes desmontados dentro de contêineres especiais, trazidos por aviões de carga que aterrissam diretamente na pista de pouso do centro.

De lá, as peças seguem para prédios onde são testadas e montadas, antes de rumar para a plataforma de lançamento. Para suportar essas atividades, a infra-estrutura de um centro de lançamento precisa dispor ainda de dois outros tipos de instalações. O primeiro tipo são os alojamentos (hotel com restaurante) para as equipes que trabalham temporariamente na base - o trabalho de montagem e lançamento pode levar mais de um mês. O segundo tipo são as estruturas de apoio ao lançamento, que vão de um centro meteorológico para monitorar o clima da região a uma subestação de energia, com geradores para garantir que não falte luz na hora do 5... 4... 3... 2... 1... ignição!

Mandando pro espaço

Montagem une metalurgia pesada e limpeza cirúrgica

SISTEMA DE RADARES

Quando o foguete é lançado, o mais importante é acompanhar sua trajetória com a ajuda dos radares. Como o controle de direção do foguete é automático, se ele sair da rota prevista, não dá para consertar por controle remoto. A única coisa que dá pra fazer quando isso rola é explodir o troço no ar e evitar uma desgraça maior...

CENTRO DE CONTROLE

Aqui, várias equipes monitoram todo o lançamento. Vários cabos subterrâneos ligam o foguete aos computadores do centro de controle alimentando as baterias dos motores, medindo o funcionamento dos sensores do foguete e até mesmo fazendo a ignição

PRÉDIO DE PREPARAÇÃO DE PROPULSORES

Neste galpão alto são montados os motores dos foguetes de até 10 toneladas. Guindastes especiais movimentam e encaixam as peças com todo o cuidado para evitar batidas. Qualquer choque pode causar a explosão das toneladas de combustível de cada motor

PRÉDIO DE PREPARAÇÃO DE SATÉLITES

Foguetes sobem ao espaço carregando algum tipo de carga - em geral, satélites. Para não contaminá-los com bactérias, calor ou umidade excessiva, sua montagem é feita nas chamadas "salas limpas", áreas desinfetadas e com temperatura controlada

SEGURANÇA

O centro tem um corpo de bombeiros preparado para emergências durante o lançamento. A proteção inclui um helicóptero, que sobrevoa a vizinhança do centro para garantir que não haja ninguém por perto, em terra ou no mar, na hora da contagem

LANÇADOR UNIVERSAL

Foguetes de até 10 toneladas são trazidos em uma carreta especial e transferidos para este suporte ainda na posição horizontal. Depois do acoplamento, o lançador é inclinado a 85 graus do chão, posição ideal para o lançamento

TORRE MÓVEL

Foguetes maiores são montados no próprio local de lançamento, com a ajuda de uma torre de 25 metros (igual a um prédio de oito andares). Ela parece com um prédio de andaimes e, na hora da contagem, recua 50 metros em um trilho para não ser destruída

Tarso Araujo

Fonte: mundoestranho.abril.com.br

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COMO FUNCIONA UM FOGUETE? COMO UMA NAVE ESPACIAL FAZ CURVA?

De uma maneira bem simples e fácil de entender, vamos explicar quais são os princípios básicos de um foguete.

Imagine uma bexiga cheia de ar e de repente soltamos o ar que esta dentro dela. Você deve ter percebido que este ar que esta dentro da bexiga sai com uma certa força e essa mesma força empurra a bexiga para o sentido contrario ao ar que esta saindo.

Bom, isso é exatamente o que ocorre com o foguete no espaço, com mísseis, aviões, etc. É o que diz a 3ª lei de Newton, a Lei da Ação e Reação. Só que no caso do foguete, ele expele os gases da combustão situados na parte traseira do mesmo que saem com uma velocidade enorme, empurrando-o para frente enquanto os gases saem para trás.

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E como que uma nave espacial faz curva no espaço, já que lá não possui atmosfera para gerar atrito? Bom, aqui na terra, os aviões só conseguem fazer curva, subir e descer, porque tem varias partículas dentro da atmosfera que fornecem atrito ao avião permitindo-o fazer curvas conforme sua necessidade através de pás chamadas Aileron e Flaps (que ficam na asa do avião), Estabilizador Vertical ou Leme (que fica na parte traseira do avião) e alguns outros sistemas.

No espaço não tem atrito, então as naves espaciais precisam utilizar outro sistema para “fazer curvas” e “subir e descer”. O sistema utilizado é praticamente o mesmo que vemos em foguetes. As naves espaciais possuem grandes foguetes chamados de Sistema de Manobra Orbital (ver foto), e a partir do momento que estão no espaço e precisam fazer uma curva, eles liberam os gases que estão dentro do foguete com uma velocidade muito grande, por exemplo, se for preciso fazer uma curva para a esquerda, ela liberará gás do foguete do lado direito e vice-versa, é o que os físicos chamam de “mudança da conservação do momento”.

Diego Galeano
Maísa Caldas

Fonte: curiofisica.com.br

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