Alta temperatura na termosfera impossibilita as viagens espaciais?
23 de agosto, 2016 às 10:26 | Postado em Astronomia, Atmosfera, Forma da Terra, Mítica Terra Plana, Mitos, empulhações, notícias falsas, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Professor, quais são as dificuldades que a termosfera “impõe” às viagens espaciais? Numa publicação de uma página do Facebook que prestava uma homenagem a Margaret Hamilton por esta ter escrito o programa de computador da Apollo 11, um cidadão disse que seria impossível vencer os 2000°C da termosfera, logo nenhum homem foi à Lua. E ainda teve a decência de dizer que nenhum físico era capaz de contornar esse problema. Pelo que pude pesquisar, concluí que problema maior é o atrito com a atmosfera na reentrada, que no caso da Apollo 11, foi resolvido usando-se um escudo térmico ablativo produzido com AVCOAT, uma mistura de resinas sílica e epóxi. Agradeço a atenção dispensada.
Eu já havia observado pseudo-argumentos contra a possibilidade de qualquer nave cruzar a termosfera. Tal absurdo é encontrado por exemplo nos canais do Youtube dos analfabetos científicos, defensores da estapafúrdia Terra Plana por exemplo. Aliás, os terrachatos também deliram com um domo, talvez constituído pela quinta essência, cobrindo o seu mundo. O domo impediria a passagem de qualquer nave segundo outro pseudo-argumento delirante.
Vou refutar o pseudo-argumento de que sendo a temperatura na termosfera cerca de 2000°C, as naves derreteriam em contato com ela.
A termosfera é uma região próxima do nosso planeta, que começa a cerca de 85 km de altitude e se estende até cerca de 600 km. É portanto dentro da termosfera que orbita a Estação Espacial Internacional pois sua órbita se encontra a cerca de 340 km de altitude. A densidade da termosfera é no máximo (nas partes inferiores da mesma) cerca de 100 mil vezes menor do que a densidade da atmosfera na superfície do planeta. Portanto a termosfera é uma região onde existe um gás em baixíssima pressão, é (quase) vácuo.
Vamos então imaginar que um pedaço de alumínio de 1 cm3 esteja imerso neste gás rarefeito, embora na temperatura de 2000°C. Imaginemos que inicialmente este pequeno pedaço de metal se encontre a cerca de 20°C. Suponhamos também que este pequeno pedaço de metal pudesse absorver toda a energia disponível em um volume de gás de 1 L, esfriando então o gás, portanto em um volume de gás mil vezes maior do que o volume de alumínio (Esta suposição já é por si só quase impossível de ser concretizada pois as trocas de energia (calor) entre o pedaço de alumínio e o seu entorno é um efeito de superfície do metal e qualquer gás é péssimo condutor térmico). Então é fácil demonstrar que a temperatura do pedaço de metal subiria por cerca de 3°C caso ele não perdesse energia por radiação térmica. Nas partes mais altas da termosfera, onde a densidade é ainda menor (um milhão de vezes menor do que a densidade que usamos no cálculo anterior), a temperatura do pedaço de metal aumentaria por 3 milionésimos de grau célsius!
Ou seja, dado que a termosfera é praticamente vácuo, apesar da alta temperatura, não há energia térmica disponível para aquecer qualquer pedaço de matéria sólida que por ali esteja. Assim sendo não dá para fazer churrasco colocando o espeto com carne para fora da Estação Espacial Internacional e talvez isto explique porque gaúchos ainda não foram até lá. 🙂
Os escudos térmicos das naves são necessários por outra razão que tu bem apontaste. Quando a nave em altíssima velocidade entra em contato com atmosfera das camadas mais baixas e densas, ela perde energia mecânica para o gás atmosférico aquecendo-o por compressão adiabática e aquecendo a própria nave. A propósito vide a postagem do CREF sobre o meteoro que caiu na Rússia em 15/02/2013: Dúvida sobre meteoro: causa do aquecimento e razão da interferência com as telecomunicações.
Comentários em 11/09/2019:
Olá professor, tudo bem? Professor uma vez que o coeficiente de convecção do ar é baixo e o gás é rarefeito, a transferência de energia térmica para qualquer matéria sólida nessa altitude seria prioritariamente por radiação térmica? Gostaria que o senhor comentasse sobre a dinâmica deste fenômeno, quantidade de energia térmica recebida e trocada com o meio.
RESPOSTA: Superfícies metálicas polidas são péssimas emissoras e absorventes de radiação térmica conforme pode-se observar em tabelas de emissividade. Portanto é fácil de quase impedir as trocas por radiação térmica, bastando para tal que a superfície do objeto seja metálica e polida. Não é por acaso que as partes que não devem absorver radiação na ISS são de metal reluzente. Há diversas postagens tratando do tema da radiação térmica no CREF e que podem ser encontradas usando as palavras adequadas em nosso PESQUISAR.
Outras postagens sobre o tema:
Controle térmico na ISS e a termosfera.
O hidrogênio da Geocorona e o negacionismo sobre a ISS!
Temperatura da sonda Parker em sua máxima aproximação do Sol
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 2080.
Apesar de a termosfera ser extremamente quente, possui uma baixa densidade, fazendo com que não consiga Transferir essa energia para objetos se movendo nessa camada. A temperatura é intensa mas há baixa quantidade de energia disponível.
Ou seja, dado que a termosfera é praticamente vácuo, apesar da alta temperatura, não há energia térmica disponível para aquecer qualquer pedaço de matéria sólida que por ali esteja
pelos filmes de hollyood, quando a a nave está voltando pra terra não vira uma torradeira incandescente, entã acho que não era para esquentar no vácuo, alguma coisa não está batendo
Quando a nave, em alta velocidade, encontra a atmosfera mais densa existe aquecimento que supera em muito a temperatura da atmosfera.
Vide a postagem
Aquecimento de objetos pelo “atrito” com a atmosfera.
Isso não é uma imagem de computação gráfica?
Havia outra nave ao lado desta para tirar a foto?
Se leres a postagem indicada acima da figura artística aprenderás muito sobre o tema. 😉
Enrolou bem em Professor, por esse seu argumento um carro na sombra de uma árvore e um carro ao sol logo ao lado dele as superfícies teriam que ter praticamente a mesma temperatura já que o ar se desloca para um lado e para outro, mas até uma criança sabe que não é isso que acontece, lembrando que os carros hj em dia estão muito bem polidos
Esta tua conclusão baseada no que afirmei qualquer pessoa com capacidade de raciocínio mediana sabe que é um total absurdo. É sempre bom pesquisar no CREF antes de fazer afirmações estapafúrdias pois poupa passar vergonha nos comentários.;-)
Controle térmico na ISS e a termosfera.
Olá professor, tudo bem?
Professor uma vez que o coeficiente de convecção do ar é baixo e o gás é rarefeito, a transferência de energia térmica para qualquer matéria sólida nessa altitude seria prioritariamente por radiação térmica? Gostaria que o senhor comentasse sobre a dinâmica deste fenômeno, quantidade de energia térmica recebida e trocada com o meio.
Superfícies metálicas polidas são péssimas emissoras e absorventes de radiação térmica conforme pode-se observar em tabelas de emissividade. Portanto é fácil de quase impedir as trocas por radiação térmica, bastando para tal que a superfície do objeto seja metálica e polida. Há diversas postagens tratando do tema da radiação térmica no CREF e que podem ser encontradas usando as palavras adequadas em nosso PESQUISAR.
Uma dúvida que sempre me acometeu e não consigo achar uma resposta.
Quando um objeto queima na reentrada, o que acontece com o produto da queima? Alias, o que é o produto da queima de um pedaço de alumínio ou aço? Que mal pode causar esses produtos no ar?
Se houver a combustão de um metal, resultará em óxido deste metal. A ferrugem é resultado de um processo lento de “combustão”, de oxidação do ferro e aço.
Sobre o que acontece com meteoros vide Dúvida sobre meteoro: causa do aquecimento e razão da interferência com as telecomunicações
Professor gostaria que me respondesse , qual foi material usado na roupa dos astronautas da apollo 11 , quantos graus celsius ela suportava e qual era a temperatura da lua.
Todas essas informações estão disponíveis nos materiais que a NASA disponibiliza na internet. Basta pesquisares a começar por Traje espacial!
Eu só fiz o 12º ano escolar…nao tenho superior…mas eu sempre acreditei que: como a terra gira a mais de 1.600 km por hora…e o ambiente dela gira junto…aquele fogo que causa nos corpos que entram no ambiente se deve ao fato de eles transpassarem esse limite entre o que está girando e o ue está parado…no caso o espaço sem ar…..será que estou viajando?
Qualquer corpo viajando em alta velocidade dentro da atmosfera se aquece. A produção da “bola de fogo” que acompanha objetos em alta velocidade está discutida na postagem Dúvida sobre meteoro: causa do aquecimento e razão da interferência com as telecomunicações.
a estação espacial está parada em um ponto? acompanha a rotação da terra? viaja mais rápido que a orbita? viaja em sentido contrário? como se locomove?
A Estação Espacial Internacional dá cerca de 16 voltas na Terra por dia. Mais informações em Estação Espacial Internacional.
Os engenheiros da NASA dizem que os Cinturões de Van Allen, camadas externas da terra de radiação extrema, são ainda intransponiveis pela tecnologia atual. Porque é tão dificil agora, essas camadas radioativas nao existiam na época das missões Apollo?
Eles não dizem que os cinturões são intransponíveis! Quem diz esta bobagem são os yuoutubers que exploram a ignorância alheia como fica evidente neste comentário. Ou poderias indicar um documento oficial onde eles teriam afirmado tal disparate?
Nunca é tarde para remediar a ignorância sobre um tema: Cinturões de van Allen – Implicações para as viagens espaciais.
Boa tarde, professor. Mostrei a sua resposta, para um terraplanista, de um comentário sobre o pq da radiação térmica não causar danos catastróficos, e a resposta que ele me deu foi a seguinte:
“Carlos Kbssa não tem lógica meu caro. Inclusive bem lembrado por um colega seu, à pressões próximas a 0 atm ou vácuo, os pontos de ebulição e fusão dos materiais abaixam, o que significa que os apresentados acima seriam ainda mais baixos e menos tolerantes a alta temperatura.”
Poderia comentar?
Aliás, estou querendo fazer um debate entre profissionais e terraplanistas, ao vivo e presencial, após a quarentena. O senhor teria interesse?
Resposta de terraplanista vale tanto quanto a afirmação de que vivemos sobre uma pizza coberta pelo Domo da Ignorância. 🙂
Não existe debate possível com negacionista, conspiracionista e fideísta de qualquer tipo. Quem sabe pedes para ele fundamentar com referências bibliográficas as bobagens que ele afirma. Aguardo desde 2015 que algum terra-chato resolva o desafio posto em Explicando o desafio aos terraplanistas sobre a posição do Sol no horizonte.
Professor já que desafiou os teraplanistas, também proponho um desafio, vc consegue provar de forma empirica sem teorias no papel a tal da “gravidade”? Pois o heliocentrismo todo é baseado nessa pseudo ciencia que nem o Neil deGrasse Tyson sabe o que é.
A fim de não passares vergonha fazendo comentários estapafúrdios é aconselhável pesquisares em Gravitação.
Poderias ter aproveitado o comentário para resolveres o desafio.
isso é prova empirica? esperava mais do senhor que é mestre na defesa da bola molhada giratória kkk
Terra-chatos sempre conseguem rir da própria ignorância sendo o kkkk a parte mais inteligente dos comentários. 😉 Se pesquisasses um pouco sobre gravimetria terias encontrado entre tantos outros materiais os que seguem:
Determinando a aceleração da gravidade.
Os efeitos da latitude na aceleração da gravidade.
Outra pergunta professor , pode me dizer por favor qual é altura necessária para eu poder ver a curvatura da terra?
Poderias ter poupado a pergunta se pesquisasses um pouco pois então terias encontrado, entre outras, a seguinte postagem:
Curvatura da Terra observada de um avião?
O problema que impede as viagens espaciais então não é a temperatura de 2000 graus mas sim a baixa densidade que impede a tração do motor do foguete , que sendo a reação precisa de ar denso sendo aquecido e consequentemente se expandindo e encontrando na parte exterior ar denso frio para para se alavancar gerando tração e movimentar o foguete, desnecessário dizer que a NASA nunca explicou o quanto foi consumido e onde foi estocado o oxigênio que abasteceu os astronautas nos 9 dias da Apolo 11
Está redondamente enganado como é o padrão negacionista dos terra-chatos! 🙂
Propulsão de foguetes no espaço: como é possível o empuxo se não existe atmosfera?
Quanta agressividade “professor” fica nervoso em debater, as suas provas são mandar pesquisar nesse ou naquele site? Chamar qualquer um que discorda das suas teorias, sim teorias, já é tachado de negacionista, etc, já pensou que o senhor também é um negacionista reverso? Nunca foi lá no espaço pra afirmar nada!! Se até astronautas honestos e pilotos de jato dizem que não dá para ver a curvatura, e que vêem um imenso horizonte, não vêem o fim, pode não ser uma terra plana, mas uma bola molhada giratória também não é, falando em molhada, como explica o nivelamento das águas, toda água corre do ponto mais alto para o oceano, mas quando bola gira os oceanos ficam nivelados? Já sei, vai me chamar de burra, terraplanista, vai estudar, coisas assim para fugir de provar alguma coisa.
Bem, que deves estudar um pouco (ou muito!), não há dúvidas! 😉
Podes começar em Achatamento polar da Terra e centrifugação dos oceanos para o equador