Como a NASA cria gravidade zero?

7 meses ago
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Um dia depois que ela voltou para a Terra, a astronauta Heidemarie Stefanyshyn-Piper foi recebida por mais de 100 pessoas em uma alegre e bem-vinda cerimônia de casa realizada em Ellington Field. No entanto, o que agitou a notícia global não foi sua conquista – um período de 12 dias no espaço -, mas sim dois momentos embaraçosos estimulados pela desorientação e síncope. O quinto dos seis alto-falantes, ela balançou duas vezes e quase caiu no chão enquanto conversava. Heidemarie ainda não havia se reajustado completamente para a gravidade da Terra.

Samantha trabalha no monitoramento das vias aéreas (2)

Astronauta da ESA Samantha Cristoforetti na Estação Espacial Internacional (ISS) trabalhando com equipamentos para a investigação de Monitoramento de Vias Aéreas. (Foto Crédito: NASA)

A baixa gravidade, como a órbita em que a Estação Espacial Internacional (ISS) roda, é um ambiente completamente diferente do que a da Terra. Sendo as criaturas do hábito que somos, leva-nos algum tempo para se acostumar com um ambiente alienígena. O ISS circulando em torno de nós está sujeito a 90% da gravidade da Terra, mas seus viajantes tendem a sofrer pequenos inconvenientes. É sabido que a exposição a longo prazo enfraquece os ossos e os músculos. Isso é desconcertante para os astronautas que estão planejando passar meses na estação espacial. Imagine as repercussões no espaço profundo.

Para ajudar os astronautas a se adaptarem, a NASA, como parte de seu treinamento, sujeita os astronautas a esse ambiente todos os dias. A região fechada de gravidade “zero” não está localizada no espaço, mas é  criada logo na Terra . A questão é … como a NASA consegue isso?

Queda livre

A palavra “zero” é muito enganosa aqui. Se a gravidade não existisse no espaço, a lua, a cerca de 4,00,000 km de distância, não girava em torno de nós constantemente. É a gravidade no espaço que mantém Neptuno girando ao redor do Sol, e o que mantém o Sol colado à nossa galáxia. A gravidade é uma força que exala de massa, o que, com certeza, pode ser encontrado em todo o universo. Sua atração pode aproximar-se de zero, mas nunca alcançá-la. Não pode ser escapado.

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Se a gravidade não existisse no espaço, a lua, a cerca de 4,00,000 km de distância, não girava em torno de nós constantemente. (Foto Crédito: NASA)

O termo apropriado para descrever o que os astronautas experimentam no espaço exterior é a microgravidade . A NASA cria regiões de microgravidade, o que permite que seus astronautas simulem a experiência de flutuar no espaço. No entanto, seu flutuante é uma ilusão; Os astronautas não estão flutuando – estão  caindo.

Galileu afirmou que os objetos, independentemente de sua massa, tocariam o chão ao mesmo tempo quando caísse de qualquer altura. O exemplo mais clichê é o lançamento simultâneo de um martelo e uma pena; sem resistência do ar, eles devem cair na mesma taxa. E isso é exatamente o que o comandante da missão final do Apollo 15 demonstrou na lua.

Da mesma forma, a ISS e seus habitantes caem para a Terra na mesma proporção. O que se segue é semelhante a dois objetos subindo gradualmente em um elevador desencadeado correndo pelo seu eixo. Privado de qualquer superfície subjacente para descansar, um objeto não é pesado. Na verdade, nosso peso não é senão a força igual e oposta – conhecida como a força normal – exercida pela superfície da Terra quando nossos pés empurram contra ela.

Controle de peso no ar, no solo e no espaço

Se alguém fosse sofrer uma queda livre com uma máquina de pesagem debaixo de seus pés, você observaria que a escala ficaria obstinada em zero.

As máquinas de pesagem determinam a massa de um objeto calculando essa força normal e dividindo-a pela aceleração da Terra devido à gravidade. Isto é conseguido por uma calibração ágil. No entanto, se a ISS está caindo para a Terra, por que não colapsa nela? O que faz com que ele orbite o planeta em vez disso? A ISS ou a lua, para esse assunto, não estão caindo em direção à Terra, mas à sua volta .

O “Vomit Comet”

Existem várias maneiras pelas quais a microgravidade pode ser experimentada sem – como no caso de uma queda de elevação – morrendo. Você pode experimentá-lo, embora durante alguns segundos, no topo de uma montanha-russa quando o assento e seu corpo se desmancham. Neste momento, o assento e seu corpo caem na mesma taxa, até o contato e com ele, seu peso é restaurado.

A NASA fornece a experiência de microgravidade ao fazer seus astronautas rover em um avião enorme. Apontado o “cometa de vômito”, o avião, como uma montanha-russa, sobe no céu, flutua momentaneamente no topo e depois desliza para o outro lado até atingir a mesma altitude onde começou. O “flutuante” de seus ocupantes ocorre imediatamente após o nariz do avião começar a inclinar-se. Os astronautas flutuam durante pelo menos trinta segundos quando o corpo da aeronave eventualmente se torna paralelo com a superfície da Terra.Gravidade zero

Posteriormente, o nariz gira para enfrentar o chão, o que implica que a aeronave está recuando de volta para a Terra. A gravidade agora aumenta gradualmente. Em um período de treinamento de 2-3 horas, a aeronave traça essa parábola 60-70 vezes, onde os astronautas testam seus equipamentos e praticam comer, beber e manobrar cada vez que a gravidade é “desligada”.

A excitação ou, bem, a náusea, não é exclusiva dos astronautas da NASA. A Zero G Corporation oferece aos não-astronautas a oportunidade de experimentar microgravidade em seu avião G-Force One . Pode-se caminhar de uma miríade de aeroportos situados em Nova York, Flórida, Oakland, Las Vegas e muitos outros lugares. Um ingresso provavelmente custará cerca de US $ 4.950. A aeronave comercial, no entanto, traça apenas 12-15 parábolas para reduzir a extensão da náusea que pode ser induzida fazendo 60 delas.

G-force One avião com passageiros

A Zero G Corporation oferece aos não-astronautas a oportunidade de experimentar microgravidade em seu   avião G-Force One . (Crédito: jurvetson / Flickr)

A NASA não cria um ambiente de microgravidade com o único incentivo de ajudar os astronautas. Também é curioso como os processos físicos se desenrolam no espaço. A ISS provou ser um laboratório conveniente para uma variedade de experiências.

Por exemplo, descobrimos que o fogo queima de forma diferente no espaço; Em microgravidade, as chamas “tradicionalmente” oblongas assumem uma forma esférica. Nós também descobrimos que os vírus em microgravidade tornam-se mais virulentos e que os cristais melhoram sem que nada os tire. Sem microgravidade artificial, essas peculiaridades teriam sido impossíveis de descobrir na Terra.

Referências:

  1. NASA.gov (Link 1)
  2. Universidade de Cornell
  3. NASA.gov (Link 2)
  4. Space.com
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