A partir dos trabalhos fundamentais de K. Tsilkovsky (Rússia), R. Goddart (Estados Unidos da América) e, posteriormente, E. von Braun (Alemanha) na primeira metade do século XX, a propulsão de foguetes e veículos espaciais se tornou possível. O lançamento do primeiro satélite artificial no espaço (o Sputnick, em 1957), o primeiro homem no espaço (Y. Gagarin, da ex-União Soviética, em 1961) e as várias missões à Lua feitas pela NASA, nos anos 60 e no início dos anos 70 do século passado, consolidaram a propulsão espacial à base da combustão, a chamada propulsão química.
Também a partir dos anos 70 do século XX, as missões espaciais de exploração ao sistema solar produziram resultados científicos e tecnológicos surpreendentes, como foi o caso das missões Pioneer e Voyager, da NASA, aos planetas gasosos do sistema solar.
A exploração do sistema solar se intensificou com missões espaciais a cometas e asteroides, mas um fator limitador para essas missões ainda permanecia: a necessidade de aguardar o momento mais apropriado para lançar a missão, pois, para muitas delas, as manobras assistidas por gravidade se faziam necessárias. Uma solução possível apareceu nos anos 90 do século XX, com a utilização da propulsão elétrica pelo JPL da NASA, em sondas espaciais para exploração de cometas e asteroides.
A propulsão elétrica ou a plasma utiliza o quarto estado da matéria, chamado plasma, que, na verdade, é uma mistura de íons e elétrons que podem ser acelerados por campos elétricos e magnéticos, o que permite atingir altas velocidades de ejeção do propelente em forma de plasma. As velocidades obtidas com a aceleração eletromagnética são bem maiores que as obtidas na propulsão química à base da combustão. Os propulsores a plasma possuem impulso específico (Isp) entre 2.000 s e 10.000 s, muito maior do que o dos propulsores químicos tradicionais, cujo Isp é entre 100 s e 300 s. Maior impulso específico e maior velocidade de ejeção do propelente permitem que longas missões sejam executadas no espaço sem o auxílio das manobras assistidas por gravidade.
Considerando que o texto acima tem caráter unicamente motivador, redija um texto dissertativo acerca da propulsão elétrica para satélites e naves espaciais. Ao elaborar seu texto, atenda, necessariamente, ao que se pede a seguir.
1 Apresente a equação de Tsilkovski para o foguete. [valor: 1,00 ponto]
2 Faça uma análise comparativa do empuxo e do impulso específico para propulsores químicos e propulsores a plasma. [valor: 3,00 pontos]
3 Esclareça qual é o desempenho esperado para o uso de propulsores elétricos em missões espaciais de longa duração. [valor: 3,00 pontos]
4 Comente sobre o que se esperar do uso da propulsão elétrica no controle de atitude e órbita de satélites geoestacionários. [valor: 2,50 pontos]
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Análise as situações apresentadas a seguir:
No dia 28/4/1988, um Boeing 737-200 operado pela Companhia Aérea Aloha — voo 243 — sofreu uma falha estrutural a vinte e quatro mil pés de altitude e consequente descompressão explosiva da cabine na rota Hilo para Honolulu, Havaí. Cerca de 18 pés da fuselagem da parte estrutural traseira da porta de entrada dianteira, acima do piso da cabine de passageiros, foram separados do avião em pleno voo. Os pilotos realizaram uma descida de emergência e pousaram no aeroporto de Kahului, na ilha de Maui. A bordo, havia 89 passageiros e cinco tripulantes. Sete passageiros e um comissário de bordo sofreram ferimentos graves e uma comissária de voo morreu.
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A partir dos trabalhos fundamentais de K. Tsilkovsky (Rússia), R. Goddart (Estados Unidos da América) e, posteriormente, E. von Braun (Alemanha) na primeira metade do século XX, a propulsão de foguetes e veículos espaciais se tornou possível. O lançamento do primeiro satélite artificial no espaço (o Sputnick, em 1957), o primeiro homem no espaço (Y. Gagarin, da ex-União Soviética, em 1961) e as várias missões à Lua feitas pela NASA, nos anos 60 e no início dos anos 70 do século passado, consolidaram a propulsão espacial à base da combustão, a chamada propulsão química.
Também a partir dos anos 70 do século XX, as missões espaciais de exploração ao sistema solar produziram resultados científ…
