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Efeito estilingue gravitacional: a sonda escapará sempre?

Vários satélites e sondas lançadas ao espaço, utilizam as orbitas de corpos no sistema para obter impulso e se locomover,ou seja, utilizam a velocidade de escape para se impulsionarem a frente. A minha duvida é se este entra na orbita de um corpo muito massivo, ele seria atraído para o centro deste corpo, ou conseguiria sair deste assim como dos outros de massa menor.

Desde já, obrigado.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Certamente te referes ao “efeito estilingue gravitacional” (manobra gravitacionalmente assistida). Tratamos desse interessante efeito na seção 7 do nosso artigo Colisão com o “efeito estilingue”, publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, acessível também no Research Gate.

Vide também o vídeo onde demonstramos outra instância do efeito:

A discussão teórica do efeito demonstrado no vídeo se encontra no ResearchGate.

A tua pergunta então se refere à possibilidade da sonda entrar em uma órbita fechada em torno de um corpo massivo. A resposta é negativa pois dado que a sonda vem de uma região muito distante do corpo massivo já com energia cinética, a sua trajetória ao passar perto do corpo massivo será uma hipérbole, portanto, uma órbita aberta. Ela sempre terá energia suficiente para escapar do corpo massivo. Entretanto, dependendo da trajetória a sonda poderá colidir com o corpo massivo.

Para colocar a sonda em órbita elíptica (ou circular) em torno do centro massivo, de alguma forma a sonda deverá ser freada, reduzindo sua energia mecânica até um valor compatível com a órbita fechada que se deseja.

A primeira vez  em que o “efeito estilingue gravitacional” (ou manobra gravitacionalmente assistida)  foi utilizado remonta a 1973 quando a sonda Mariner 10 viajava para Mercúrio e Vênus. A sonda Cassini-Huygens valeu-se desse tipo de manobra duas vezes passando próxima de Vênus  em 1998, outra vez em 1999 na sua passagem pela Terra e finalmente na passagem em 2000 por Júpiter.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 4159.


5 comentários em “Efeito estilingue gravitacional: a sonda escapará sempre?

  1. Antonio disse:

    Artigo insatisfatório!
    Não explica o efeito estilingue gravitacional.
    Se fosse como explicado, todos os planetas seriam “estilingados” do sol!!
    Ao entrar na orbita de um planeta, o satélite ganha energia cinética pois a gravidade do corpo maior atrai o corpo menor, mas esta força permanece após a passagem do corpo menor pelo maior, assim o planeta reduzirá a energia cinética adquirida na aproximação do satélite após passar por sua orbita, resultando em adição nula de energia cinética após a passagem do satélite.

    • Fernando Lang disse:

      Estás completamente equivocado sobre como acontece o “estilingue gravitacional” e sobre planetas serem “estilingados” pelo Sol. Sugiro leres as referências indicadas. Caso discordes da explicação dada no artigo Colisão com o “efeito estilingue” podes escrever para o editor da Revista Brasileira de Ensino de Física apresentando tuas críticas. Podes também te manifestar à NASA que tem utilizado a “manobra gravitacionalmente assistida” há muito tempo. Podes também te manifestar aos russos que em 1959 pela primeira vez a utilizaram.

    • João Zacharias disse:

      Suponho ter compreendido sua dúvida, durante a aproximação e afastamento do satélite existe a realização de trabalho devido à atração gravitacional. Entretanto o trabalho resultante sobre o satélite não será necessáriamente nulo. Se o planeta estivesse absolutamente parado o satélite vindo lá do infinito ao chegar em uma certa distância teria a mesma energia cinética após contornar o planeta e retornar a essa mesma distância (pois todo o trabalho da força gravitacional foi realizado e injetado neste corpo). Porém o planeta se move ( com velocidades orbitais consideráveis) e isso proporciona a geração de um saldo não nulo no trabalho do satélite. Geralmente, na literatura, considera-se este efeito como uma colisão elástica entre um corpo de massa muito superior a outro e, com base nisto perfaz-se a u= v + 2V. Agora, quanto aos planetas saírem de órbita, isso apenas seria possível se a energia mecânica total deste planeta fosse suficiente para tirá-lo do “poço de energia potencial”, caso contrário ele ficará preso em uma região do espaço.

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