SOBRE A ASTRONÁUTICA

Sobre a Astronáutica

As viagens espaciais tiveram  como base tanto as Leis de Keppler, quanto as Leis de Newton.

O astrônomo alemão Johanes Keppler ao descobrir as leis do movimento planetário, descrevendo as órbitas dos corpos no espaço, como também a planificação dos vôos das espaçonaves e as leis de Newton, principalmente a lei da ação e reação, constituem o princípio empregado na Astronáutica.

Sir Isaac Newton

Johanes Keppler

A possibilidade da colocação de um satélite artificial em torno da Terra já havia sido prevista por Isaac Newton, ainda no século XVII, bastando para isso que tivesse velocidade suficiente para compensar a ação da força de atração , exercida pela Terra e ainda que o satélite fosse colocado nas camadas mais externas, fora da influência da atmosfera terrestre, pois assim não haveria redução da velocidade do satélite.

No século XIX, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, quando o conhecimento a respeito do espaço aéreo, do vácuo e também do sistema solar foram ampliados, as viagens espaciais se tornaram aceitáveis.

Foi devido a esse notável progresso que surgiram diversos escritores de ficção científica, explorando com brilhante imaginação as grandes descobertas através da chamada Literatura de Antecipação.

A Astronáutica surgiu como ciência, com o desenvolvimento das teorias matemáticas a respeito das viagens interplanetárias, desenvolvidas por um professor de matemática, o soviético Konstantin Eduardovick Tsiolkowsky, o qual, no ano de 1903, previu o uso do foguete para a propulsão de naves interplanetárias.

Tsiolkowsky propôs o uso de hidrogênio e oxigênio líquido como propulsores e foi  o primeiro cientista a compreender a importância do foguete para o desenvolvimento da Astronáutica, além de ter deduzido pela primeira vez, as leis que regem o movimento de naves espaciais no espaço sem gravidade.

Ele determinou o rendimento dos foguetes e fez o estudo da influência da resistência do ar sobre o deslocamento das naves.

O desenvolvimento da Astronáutica se iniciou realmente depois de Primeira Guerra Mundial, quando foram publicadas obras importantes a respeito, que hoje são consideradas como clássicas: Método para alcançar alturas extremas, em 1923 ( A method of reaching extreme altitudes ) , que são estudos matemáticos sobre o princípio dos foguetes, do engenheiro americano Robert Hutchings Goddard; O foguete no espaço interplanetário, em 1923 ( Die rabete zudems planetenraumen ), nesta obra o autor, o engenheiro e físico austríaco-alemão Hermann Obert, analisou os problemas de construção de foguetes de combustível líquido;  Possibilidades para atingir os corpos celestes, em 1925 ( Die Erreichbarkeit der Himmehrkörper ), nesta obra o autor, engenheiro alemão Walter Homman explica os princípios da navegação espacial fundamentais, tais como “As elipses de Homman”, que unem as órbitas de dois planetas, havendo então economia de energia no voo de um planeta para outro.

Goddard lançou o primeiro foguete de propulsão à combustível líquido, no dia 16 de março de 1926; em 1927 foi fundada a primeira sociedade de astronáutica, na Alemanha – Sociedade Para Viajem Espacial ( Verein für Raumschiffahrt ), onde se reuniram técnicos em foguetes, como por exemplo, Hermann Obert e Werner Von Braun.

Ainda em 1927 foi criado o termo Astronáutica, pelo romancista francês Joseph Henri Rosny, em 8 de julho na Sociétè Astronomique de France.

Nas décadas de 20 e 30 são criados diversos eventos, publicações de livros, conferências, associações para uma melhor divulgação das ideias dos voos interplanetários, visando chamar a atenção do público, bem como obter apoio do governo, para o desenvolvimento das pesquisas aeroespaciais.

A Alemanha foi o primeiro país a compreender a importância dessas pesquisas, em seguida veio a União Soviética, que foram as nações onde mais se publicou sobre este assunto.

O engenheiro soviético Nikolai Alexevith Rinin  publicou   uma enciclopédia intitulada “ Comunicações Interplanetárias” e coube a Von Pirquet, propor o termo cosmonáutica, vocábulo que caiu em uso na URSS, enquanto nos demais países se utilizava o vocábulo astronáutica.

Foi publicado na França, no ano de 1938, um livro cujo título é “ A Exploração da Atmosfera superior e a possibilidade de voos interplanetários” ( Exploration por Fusees de la Très Haute Atmosphere e la Possibilité dês Voyages Interplanetares ), cujo texto é provindo de uma conferência pronunciada no ano de 1927.

Hermann Obert escreveu “ Caminho da Navegação Espacial” ( Wege zür Raumschiffahrt ),em 1929, na cidade de Munique. Suas obras motivaram diversos estudiosos da Astronáutica. Werner Von Braun  foi seu assistente e discípulo.

Na União das Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) Konstantin Tsiolkovsky publicou um trabalho intitulado “Um Sistema Cósmico de Foguete”, enquanto Robert Goddard, lançou nos Estados Unidos o primeiro foguete com instrumentos de pesquisa. Registre-se que em 1926, Goddard lançou um foguete à propelente líquido e obteve enorme sucesso.

O cientista soviético Jakov Perelman (1882-1942) publicou um livro, na década de 30, intitulado “Viagem Interplanetária” ( Mejplanetuye Pontechest-viya ), com enorme tiragem e venda.

Foi a obra mais vendida sobre Astronáutica, da chamada Literatura de Antecipação, até então.

Nos Estados Unidos foram criadas diversas sociedades para o estudo da Astronáutica, como por exemplo, em 1930 a Americam Rocket Society e em 1963, o Institute of Aeronautics and Astronautics.

Em 14 de março  de 1930, em Dessau, na Alemanha, foi realizado o primeiro voo com sucesso de um foguete a propengol líquido; em seguida foi  iniciada uma investigação sistemática com foguetes, cuja direção ficou sob a responsabilidade dos alemães Walter Dornberger  e Werner Von Braun.

Hermann Oberth disparou de uma plataforma utilizada para treinamentos, um foguete movido a oxigênio e gasolina.

Em Leningrado no ano de 1930, foi criado o ‘Campo para o Estudo do Movimento por Reação” ( Grouppa isotchniya Reactivenov Dvijaniva ).

Von Braun e Dornberger lançaram modelos novos de uma série de foguetes, nos campos de prova de Kummersdorf, os foguetes Agregate 1, conhecidos como A-1, com propulsão feita a álcool e oxigênio líquido.

Em 1933 o físico alemão Eugen Sanger (1905-1964) publicou um livro intitulado “Técnica dos Foguetes à Reação” (Raketenflugtechnick). Neste mesmo ano foi criada a Britisch Luterplanetary Society.

Em 1934 Von Braun e Dornberger lançaram dois foguetes A-2 que alcançaram 2000 metros de altitude. Tais foguetes foram os precursores dos foguetes A-4, que mais tarde foram denominados de V-2.

No ano de 1935 Goddard lançou um foguete nos Estados Unidos, atingindo  2300 metros de altura.

Em 1936 começaram-se as pesquisas com foguetes-sondas, sob a direção de Teodore Von Karman no laboratório aeronáutico de Geggenheim do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

Em abril de 1937, von Braun instala-se em Peenemünde e dois anos mais tarde lançou um foguete atingindo 12000 metros de altitude.

Os foguetes V-1 foram lançados inicialmente em 1941, no ano seguinte foram lançados os foguetes alemães V-2 que estabeleceram novos recordes de velocidade. Registre-se que os foguetes V-2, foram criados durante a segunda grande guerra. Ele era tido como o mais poderoso míssil militar e foi usado para bombardear Londres e Antuérpia.

Com a derrota da Alemanha na Segunda Guerra Mundial, Werner Von Braun juntamente com aproximadamente 200 cientistas, foram para os EUA, continuar suas pesquisas; enquanto isso uma  equipe de fusólogos, partia para a URSS, onde colaboraram com o desenvolvimento da Astronáutica naquele país.

O princípio de propulsão de todo e qualquer foguete, seja ele simples ou sofisticado, é sempre o mesmo: o princípio da ação e reação, a lei fundamental do movimento. É a queima do combustível, em uma câmara de combustão que cria o gás, que num processo de expansão rápida, vem a pressionar a câmara de combustão, sendo o gás expelido através do ejetor, causando uma diferença de pressão, a qual impele o foguete para diante. A passagem do gás vem a ser a ação e o empuxo, que é a força propulsora do foguete, é a reação, concordando com a terceira lei de Newton, o Princípio da Ação e Reação. 

As partes básicas que compõem um foguete são sempre as mesmas: o local onde está a substância propulsora, chamado de envoltório cilíndrico, o qual contém um combustível e um comburente, que permite a queima de um combustível sem a necessidade de atmosfera; uma câmara de combustão; um ejetor para que haja a saída dos gases queimados e os modificadores de marcha que são os estabilizadores.

O deslocamento dos foguetes ocorre por meio de retropropulsão em vista de que os gases ejetados  em alta pressão vêm a impulsionar o foguete em direção oposta em consequência da energia que é comunicada pela expansão dos gases.

O conjunto de moléculas de gases terá uma quantidade de movimento que será equilibrada pela quantidade de movimento do foguete. As duas quantidades de movimento são iguais, ou seja, a quantidade de movimento das moléculas (Qm) deverá ser igual a quantidade de movimento do foguete (Qf), logo (Qm) = (Qf).

Este princípio de grande importância, denomina-se “Princípio da Invariância da Quantidade de Movimento”.

O jato de gases expelido pelo foguete, fornece a ele uma velocidade constante, devido a resistência do ar, porém, no caso de o veículo sair da atração gravitacional de Terra, sua velocidade será cada vez maior, pois ele estará em movimento uniformemente variado. No caso de o jato de gases  cessar, ele continuará o seu movimento com velocidade constante, em movimento uniforme, até o momento em que encontrasse outro astro, pois seria atraído pelo seu campo gravitacional.

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