Você já se perguntou como os foguetes dos filmes ou mesmo os que levam astronautas ao espaço realmente funcionam? Bem, eu te digo agora, só poderia ser por magia, é lógico.

Descrição do gif: Pó mágico caindo sobre a cabeça de Wendy, personagem de Peter Pan, versão da Disney.

Calmaaaaa, brincandeira =D

Hoje vamos falar um pouco sobre a física por trás do funcionamento dos foguetes e dos objetos que soltamos na orbita da Terra. Apertem os cintos.

Bom, primeiramente um dos conceitos mais importantes por trás disso tudo, o empuxo.

Empuxo é a força poderosa que empurra um foguete para cima e para longe da Terra. Ele é criado pela expulsão de gás quente e rápido na parte de trás do foguete.

Isso é possível graças à terceira lei de Newton, que diz que para cada ação há uma reação igual e oposta. Imagine que você está em uma pista de skate e empurra um amigo com força. Seu amigo vai para frente e você para trás, porque a força de empurrar o seu amigo empurra você de volta.

Descrição do gif: duas pessoas segurando bolas de ginástica em frente à barriga correndo e colidindo de frente. Quando elas colidem, são empurradas para trás, especialmente a menina, de peso menor, que dá uma cambalhota para trás.

Da mesma forma, um foguete lança gases quentes e rápidos para trás, e a reação a isso é o foguete sendo empurrado para frente. Isso é empuxo! É como um super sopro que faz o foguete subir.

Uhhhh muito legal, mas como podemos saber a força que um motor precisa ter para levantar um foguete?

Para isso precisamos levar vários  fatores em consideração, como peso do foguete, peso da carga que será levada, altura da órbita em que se deseja chegar…váááários detalhes. Vamos falar sobre alguns deles.

Bem, algo que é muito importante de se ter conhecimento é o peso total do trambolh…do foguete, pois os motores utilizados para levantar toda a estrutura precisam ter força suficiente para carregar não só o peso da carga útil, como satélites ou cápsulas espaciais, mas também o próprio peso do veículo de lançamento. Ou seja, a força do empuxo deve exceder significativamente essa carga total para que o foguete alcance e mantenha a velocidade necessária para atingir a órbita desejada.

Outros fatores fundamentais de conhecer são a altura da órbita e a velocidade de escape.

Você pode estar se perguntando “por que a altura da orbita seria tão relevante, visto que no espaço não existe gravidade?”

Aí é que você se engana, por mais que estejamos distantes do solo, a Terra (bem como os outros corpos, como o Sol, Júpiter, Saturno…) seguem exercendo efeitos da gravidade sobre o veículo, por isso os motores devem ter força suficiente para vencê-los e levar sua carga até a distância planejada.

O outro parâmetro que eu comentei foi, a velocidade de escape, que nada mais é do que a velocidade mínima que um objeto deve atingir para superar a atração gravitacional de um corpo celeste, como a Terra.

Descrição do gif: foguete sendo lançado a partir do solo.

Para ser capaz de atingir essa velocidade nós precisamos voltar no assunto comentado anteriormente, conhecer todas as características do foguete (bem como da Terra) para conseguirmos calcular a força que os motores precisam ter para executar sua tarefa. O cálculo dessa velocidade leva em consideração alguns parâmetros bastante conhecidos pelos cientistas, como a massa do planeta, a distância do centro da Terra até o foguete e a constante gravitacional (obrigado Sir Isaac Newton).

Descrição do gif: animação de uma maçã caindo na cabeça Isaac Newton enquanto ele faz uma selfie.

Determinar a força exata necessária para levar um foguete ao espaço requer cálculos bem complicados e modelagem computacional avançada. Para isso, os engenheiros aeroespaciais utilizam programas de simulação muito avançados para prever o comportamento do foguete em várias fases do voo, levando em conta todos os fatores. Esses softwares criam modelos virtuais do foguete e do seu comportamento. Isso inclui desde a ignição dos motores até a inserção orbital, quando o foguete alcança a órbita desejada ao redor da Terra.

Além do peso, os engenheiros consideram fatores como a resistência do ar durante a subida, a variação na pressão atmosférica, a mudança nas condições de temperatura e até mesmo a quantidade de combustível que será queimada em cada estágio do voo.

A exploração espacial é um trabalho interdisciplinar, que envolve físicos, engenheiros, cientistas da computação, biólogos e muitas outras áreas.  Tudo isso para nos levar cada vez mais além, aprender mais sobre o nosso universo, sobre quem somos.

Cada nova descoberta nos abre novas portas para adquirir mais conhecimento e acelera o nossa evolução. Portanto, apertem os cinto, a viagem está só começando.

Descrição do gif: nave de Star Treck saindo da orbita da Terra.