Nova corrida espacial: uma perspectiva tecnológica

Nova corrida espacial: uma perspectiva tecnológica

Instituto de Química/UFRJ

Quais os objetivos que levam alguns países a investirem em tecnologia aeroespacial? O que se espera ganhar com esses investimentos? Como nasceu esse interesse? Qual o contexto geopolítico e as motivações científicas e tecnológicas com os quais interage? Qual a física que determina o comportamento de um foguete? A apresentação dessas questões no contexto da exploração, e eventual competição, aeroespacial pode funcionar como elemento motivador para despertar a curiosidade dos estudantes sobre os princípios de física básica envolvidos; além de possibilitar a construção interdisciplinar de uma compreensão mais integrada do papel da ciência e da tecnologia nos desafios e nos conflitos humanos.

Possibilidades de abordagem:

  • Tratar de forma interdisciplinar questões posicionadas num contexto ciência-tecnologia-sociedade (CTS), em particular com temas de história contemporânea
  • Utilizar a motivação produzida pelas questões técnicas ligadas ao movimento de foguetes e das estações espaciais para contextualizar temas de física, tais como:
  • Usar 3ª lei de Newton e a conservação de quantidade de movimento nesta situação e destacar como são importantes elementos para compreender como e por que se dá o movimento de um foguete;
  • Discutir a física do movimento circular envolvida no movimento das estações espaciais (a internacional EEI e a chinesa Tiangong): como é possível que um objeto se mova em uma trajetória quase circular sob a influência constante de uma força gravitacional atrativa? Por que as estações (e a Lua!) não “caem” sobre a superfície da Terra?;
  • Discutir a física envolvida na reentrada de uma cápsula espacial na atmosfera terrestre sob o ponto de vista do aquecimento gerado pelo “atrito” e quais as técnicas usadas para impedir a desintegração térmica da cápsula.

Proposta de atividade:

Inicialmente, indica-se a leitura do artigo Nova corrida espacial: uma perspectiva tecnológica como tarefa a ser realizada em casa, com posterior abordagem em aula. Recomenda-se a consulta a sites ligados à área aeroespacial brasileira (INPE e AEB) que contém uma série de dados a respeito dos satélites brasileiros, destacando sua importância na área de sensoriamento remoto e sua utilidade no combate à devastação da floresta amazônica. O início da aula pode ser usado para uma troca de informações e impressões dos estudantes a respeito do programa espacial brasileiro e sua importância no momento atual, onde se destaca o tratamento das questões climáticas.

Se for possível um momento interdisciplinar, esta seria uma boa oportunidade para destacar o papel das questões geopolíticas e militares no desenvolvimento dos foguetes. Uma possibilidade de conexão com a história contemporânea se daria por um resumo do que foi a Guerra Fria, que sucedeu o fim da Segunda Guerra Mundial e uma revisão das missões americana e soviética ao espaço neste contexto.

Os temas de física poderiam ser abordados na sequência, com uma investigação a respeito dos princípios físicos envolvidos no movimento dos foguetes, com destaque no papel central da 3ª lei de Newton. Conexões com outros movimentos cotidianos podem acrescentar uma dimensão mais motivadora para este tema. Por exemplo: fazer a análise das forças envolvidas no movimento de um barco a remo e abordar um tema geralmente ignorado nas salas de aula, que é o papel central da força de atrito no nosso caminhar e no movimento de veículos automotores. Em alguns contextos seria possível neste momento (re)estabelecer a conexão entre a 3ª lei de Newton e a conservação da quantidade de movimento.

Uma segunda coleção de temas pode também ser sugerida por este artigo – o movimento de planetas e satélites sob atração gravitacional. A necessidade da existência de uma força transversal ao movimento (ou força centrípeta) para produzir uma trajetória curva é muitas vezes misteriosa para os estudantes, e uma análise detalhada das condições necessárias para que um movimento se afaste de uma trajetória retilínea pode ser um momento crucial no desenvolvimento de uma concepção mais profunda a respeito da natureza vetorial das grandezas envolvidas na descrição de movimentos. Como uma poderosa ferramenta visual e oferecendo uma grande variedade de possibilidades de exploração, coletiva ou individual, sugiro o uso do simulador Gravidade e Órbitas, do projeto PhET da Universidade do Colorado (em português). O site contém inclusive várias sugestões de uso desta ferramenta.

Recursos utilizados:

  • Versão impressa ou disponibilizada digital do texto Nova corrida espacial: uma perspectiva tecnológica;
  • Consulta aos sites do INPE e da AEB;
  • Simulador Gravidade e Órbitas.

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, disponível em https://www.gov.br/inpe/pt-br

Agência Espacial Brasileira, disponível em https://www.gov.br/aeb/pt-br

Simulador Gravidade e Órbitas. Projeto PhET da Universidade do Colorado, disponível em https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_pt_BR.html