Sistema solar: da era Apollo
às descobertas recentes
Jorge Ricardo Ducati
Departamento de Astronomia
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Astronomia: a Missão
Pode-se falar em uma Missão para a Astronomia?
A História da Astronomia: ganho constante na
:
percepção
do Mundo, do Cosmos, do Universo
Astronomia, História de Perguntas e Respostas desde
tempos imemoriais:
Onde estamos (como o Mundo é organizado)
>>> Copérnico, Kepler, Galileu
Como o Mundo funciona (as Leis da Física)
>>> Newton
De onde veio o Mundo (como o Mundo foi feito)
>>> Laplace, Kant, século XX
A História Humana é a história da expansão de
horizontes, com a essencial participação de
conhecimentos astronômicos:
>>> Navegações: Astronomia Náutica
>>> Conquista dos pólos: Orientação
astronômica
>>> a Expansão continuada, Outros Mundos: a
Astronaútica
A conquista da Lua no Século XX é mera consequência
do advento da capacidade (técnica, econômica) que
permite prosseguir na expansão histórica de horizontes
Independentemente de quaisquer considerações
políticas, havendo tal capacidade, a expansão
acontece, e continua: alguém vai fazer!!!
A Lua é apenas o início!!!
Qual o desafio de ir à Lua?
A Gravitação e a Distância, o problema real:
O sistema Terra-Lua, proporções reais
Terra - Lua: órbita de mínima energia, viagem de ida de 4,5 dias; volta, idem
O conhecimento do Universo, como fronteira
humana, começa pelo conhecimento da vizinhança
imediata, o Sistema Solar: é mais perto, e mais
parecido com a Terra
Como são os planetas? Como é a Terra?
Planeta Terra: Caracterização
O que caracteriza a Terra?
Alguns tipos de planetas:
Terra
Atmosfera
Água líquida
Temperatura
característica:
~ 20° C
Planeta tipo
“terrestre”
Marte
Atmosfera
tênue (1% da
terrestre)
Sem
líquidos
Mais frio que a
Terra: ~ -50° C
Superfície
medianamente
craterizada
Planeta tipo
“terrestre”
Venus
Atmosfera espessa
(100X a terrestre)
Mais quente que
a Terra: ~ 400 ° C
Coberto de
nuvens
Muita atividade
atmosférica
Planeta tipo “terrestre”
Jupiter
Planeta tipo
“gasoso”
Massa muito
grande
Formado
em maioria
por gases
Frio (-100° C,
a 1atm)
Saturno
Urano
Netuno
Também planetas gasosos
São planetas profundamente diferentes. Então...
O que diferencia a Terra?
Algumas peculiaridades:
1. Atmosfera
2. A relação (massa de sólidos)/(massa de gases)
é alta: planeta de tipo “terrestre”
3. Líquidos na superfície
4. Temperatura por volta de 20 C (aprox. 300 K)
5. Gravidade superficial de aprox. 9,8 m/s2 (1 g)
Ainda sobre a atmosfera terrestre:
Composição: Nitrogênio, 79%; Oxigênio, 21%
Outros gases (CO2, CH4, He, NOx,...)
Primeiro fato: A atmosfera terrestre contém um gás
com grande atividade: o oxigênio, constantemente
reciclado pela atividade biológica
Segundo fato: a interação Sol/Terra modula as
condições atmosféricas terrestres (energização da
atmosfera, interação atmosfera/solo/oceano)
A estrela Sol tem emissão de luz característica; o que chega
à superfície foi filtrado pela atmosfera
O equilíbrio energético (equilíbrio radioativo) entre o
Sol e a Terra é o fator dominante para a temperatura da
Terra, influenciada também pelo efeito estufa
Terceiro fato: a atmosfera, além de permitir a
vida, também protege a Terra
Exemplos de outros planetas e satélites:
Lua
Mercúrio
Marte
Ganimede (Jupiter)
Lua: crateras
Sem atmosfera,
as crateras
permanecem
inalteradas
O “nascer”
da Terra?
Cratera do Meteoro – Arizona, EUA
Por que alguns planetas têm a superfície
coberta por crateras, e outros não?
A atmosfera possibilita a ação do intemperismo,
o desgaste das superfícies expostas à chuva,
vento, além da ação biológica.
a atmosfera age não só como interface entre a
superfície (mares e terras) e o espaço, mas
também como escudo contra impactos de
meteoritos.
Meteoróides → meteoros (estrelas cadentes) → meteoritos
A atmosfera também é local de fenômenos
eletromagnéticos devidos à interação Sol-Terra:
o vento solar interage com nossa atmosfera,
gerando as auroras polares
Aurora boreal – Terra; mas também em outros planetas:
Auroras em Jupiter
Alguns aspectos sobre o sistema Terra-Lua:
1. Acoplamento rotacional: o período da órbita da Lua é
igual ao período de sua rotação.
Consequência: a Lua tem sempre o mesmo hemisfério
voltado para a Terra (como demonstrar ?)
2. A relativa proximidade entre a Terra e a Lua (comparada
com a distância Terra-Sol) faz com que as marés na Terra
sejam basicamente devidas à Lua
3. O par Terra-Lua é único no Sistema Solar interno
(há um par similar mais externamente: Plutão-Caronte)
É fato que...
A proximidade da Lua (400.000 km) faz com que sua
influência sobre as marés seja maior do que a influência do
Sol, que está bem mais distante (150 milhões de km)
Mas há muitas outras influências da Lua sobre eventos na
Terra que pertencem ao domínio da superstição!
- Crescimento de plantas;
- Crescimento de cabelos;
- Nascimento de bebês
- Surtos de loucura
Novidades no Sistema Solar
2005: Nave Cassini chega ao sistema de Saturno
Exploração do sistema de Saturno pelo orbitador Cassini e
pela sonda Huygens
A exploração do sistema de Saturno (e também do
sistema de Júpiter!) revela uma inesperada diversidade!
Exploração de Titan,
satélite de Saturno
Maior que a Lua
Atmosfera: Pressão
~ 1,5 atm
Composição:
nitrogênio; nuvens de
metano e etano;
névoa
Frio: -170 ° → Líquidos
na superfície
(hidrocarbonetos: etano)
Imagens na superfície:
semelhança a rios, lagos
Superfície: rochas (gelo?),
neblina
Lagos em Titan:
etano líquido
Mosaico de imagens
formando uma faixa sobre
o satélite; escala de
centenas de quilômetros
Vulcões, I: Jatos de gelo em Encelado (Saturno); lago interno?
Encelado (Saturno): superfície congelada, com fendas; crateras
Vulcões, II: Io (Jupiter): superfície em mutação constante
2006: O que houve com Plutão?
Com o astro, nada...
mudança na categorização (como nós o classificamos)
Nova categoria de astros no Sistema Solar: os planetas anões
O sistema de
Plutão: Caronte,
Nix, Hydra
(2005),...
Imagem de Plutão, primeiro objeto transneptuniano; à espera das imagens
da New Horizons (2015). Recentemente, muitos outros vêm sendo
descobertos...
O planeta que atualmente recebe mais
atenções: Marte
Marte: dia de 24
horas, ano de 687
dias com
estações como
as da Terra.
Atmosfera,
nuvens,...
Novos
resultados
da Phoenix
(2008): água!
Janeiro 2009:
Metano!
ESA Mars Express 2005
Por que explorar Marte?
1. Conhecimento astronômico
2. Futura colonização
3. Para melhor conhecer a Terra √
Por que? No passado remoto (1 bilhão de anos?), Marte
teria sido ainda mais semelhante à Terra.
O que houve?
Como Marte evoluiu?
“Se queres conhecer a Terra, estuda Marte”
No entanto, voltamos à Lua...
Após 40 anos, prepara-se a volta humana à Lua. Por
que?
Pólo Sul: conquista em 1911 (expedição de
Amundsen)
Retorno somente em 1956 (45 anos
depois!!!), estabelecimento de base
permanente
Base na Lua: Teste de tecnologias,
preparação para maiores viagens.
Páginas Internet importantes:
http://www.boston.com/bigpicture/2008/
06/martian_skies.html
http://www.google.com/mars
Fim!
Superfície dinâmica: Avalanches próximas à calota polar Norte marciana (2008)