Satélite artificial
Keywords: Satélite artificial, GPS, Lua, Planeta, Satélite, Satélite geoestacionário, Terra, Iridium
Um satélite artificial é qualquer corpo feito pela mão humana que orbita um planeta. Os satélites podem ser naturais, como a Lua, ou artificiais como os satélites do sistema GPS. Actualmente estão em órbita, para alem dos satélites do sistema GPS, satélites de comunicações, satélites científicos, satélites militares e uma grande quantidade de lixo espacial.
Os satélites de comunicações são satélites que retransmitem sinais entre pontos distantes da Terra. Estes satélites servem para retransmitir sinais de televisão, rádio ou mesmo telefone. Os chamados telefones satélite baseiam-se numa rede Iridium, uma rede de satélites de baixa altitude.
Os satélites científicos são utilizados para observar a Terra ou o espaço ou para realizar experiências em microgravidade. Os satélites de observação da Terra permitem estudar as mudanças climáticas, para estudar os recursos naturais ou para observar fenómenos naturais. O Espaço é o local ideal para a realização de observações astronómicas já que a luz emitida pelas estrelas não é perturbada pela atmosfera terrestre. Por este motivo é que os cientistas optaram por colocar o telescópio Hubble em órbita. O espaço é também o local ideal para se realizarem experiências em condições de microgravidade. Estas experiências são realizadas a bordo do módulo orbital do Vaivém Espacial e a bordo da Estação Espacial Internacional.
Um satélite artificial comporta-se da mesma forma que o Vaivém Espacial. Na verdade, o próprio Vaivém Espacial é um satélite artificial. Um satélite artificial descreve uma órbita aproximadamente circular em torno da Terra.A trajectória de um corpo depende, normalmente de três factores:- da força resultante;- da altitude;- da velocidade inicial.
Um satélite é afectado por uma única força, a força gravítica exercida no satélite pela Terra. A intensidade desta força determina-se pela Lei da Atracção Universal. Por outro lado, e pela 2ª lei de Newton, a intensidade da força é directamente proporcional à intensidade da aceleração. A aceleração tem a mesma direcção e o mesmo sentido que a força gravítica.
Experiência pensada de Newton
Um satélite sofre uma determinada aceleração que é independente da sua massa mas depende da altitude a que o satélite se encontra. A trajectória do satélite vai depender da sua aceleração e das suas condições iniciais: a posição inciail e a velocidade inicial.
A experiência pensada de Newton e explica porque é que os satélites não caem para a Terra, apesar de estarem constantemente a ser puxados pela força gravítica para o centro da Terra.
Newton imaginou um canhão muito poderoso capaz de lançar projécteis a grandes distâncias. Imaginou este canhão colocada a uma altitude elevada. Se a altitude for suficientemente elevada, o canhão está fora da atmosfera terrestre e a resistência do ar é desprezável.Se o canhão disparar um projéctil com uma velocidade baixa, o projéctil perderá altitude até cair na Terra. Mas se a velocidade do projéctil ultrapassar um determinado valor, o projéctil quando cai já vai cair “fora da Terra”. Se a velocidade inicial do projéctil for suficientemente elevada, o projéctil cai continuamente sem nunca atingir a Terra.
Aumentando a velocidade consegue-se que o projéctil percorra cada vez distâncias maiores, até que o projéctil circundará a Terra numa órbita aproximadamente circular. Neste movimento não actua outra força além da força gravítica e o projéctil continuará em órbita em torno da Terra, mas qual a velocidade horizontal de lançamento necessária para colocar um objecto em órbita circular?Para responder a esta questão é necessário estudar um outro movimento - o movimento circular uniforme – Trata-se do movimento de uma partícula com velocidade inicial, actuada por uma força de intensidade constante cuja a direcção varia continuamente, sendo, em cada instante perpendicular à velocidade.