Microgravidade é o mesmo que gravidade nula?

24 de março, 2017 às 11:23 | Postado em Astronomia, Forças inerciais, Gravitação, Mecânica

Professor Lang

Vi diversas postagens suas sobre microgravidade. Fico com uma dúvida: microgravidade é o mesmo que gravidade nula? Estou confuso especificamente sobre o que ocorre na Estação Espacial Internacional. Agradeço a resposta.

Inicialmente é necessário deixar bem claro que quando falamos de gravidade neste contexto estamos nos referindo à aceleração da gravidade ou a aceleração de queda livre em um particular sistema de referência. Somente em um sistema de referência inercial é que a aceleração de queda livre tem exatamente o mesmo valor e orientação do vetor intensidade do campo gravitacional.

Portanto não se pode confundir a aceleração da gravidade com a intensidade do campo gravitacional. Vide as seguintes postagens:

Diferença na aceleração da gravidade do polo para o equador

Por que PESO não deve ser tomado como sinônimo de FORÇA GRAVITACIONAL?

Vou contextualizar a resposta em relação à Estação Espacial Internacional (ISS) mas ela é geral para qualquer sistema material (usado como sistema da referência) sofrendo uma aceleração consequente apenas da(s) força(s) gravitacional(is) que lhe é(são) aplicada(s).

No caso específico da ISS a intensidade do campo gravitacional sobre ela é cerca de 8,7 N/kg  (como ela está em uma órbita a  380 km de altitude, este valor é menor do que na  superfície de planeta mas não muito menor) e portanto a aceleração orbital da ISS  é aproximadamente igual à intensidade do campo gravitacional, portanto cerca de 8,7 m/s². Na verdade a aceleração orbital não é exatamente igual à intensidade do campo gravitacional pelas razões notadas adiante.

A gravidade zero – entendida como valor da aceleração gravitacional em um particular sistema de referência não inercial – é teoricamente possível em  qualquer sistema de referência não inercial, sujeito a um campo gravitacional uniforme , sendo acelerado apenas pela força gravitacional associada ao campo gravitacional. Portanto a gravidade nula ou zero pode ocorrer em sistemas de referência em queda livre, quando o próprio sistema de referência se encontra acelerado exclusivamente pela força gravitacional em campo gravitacional uniforme.

Na ISS não acontece rigorosamente a gravidade zero pelas seguintes razões:

– A tênue atmosfera na região da ISS (a órbita situa-se na termosfera e lá ainda existem gases atmosféricos em pressões e densidades muito menores do que na superfície do planeta) e também outros pequenos efeitos devido ao vento solar e à pressão de radiação levam a que a sua aceleração orbital não seja idêntica à aceleração consequente da resultante das forças gravitacionais exercidas na ISS.

– O campo gravitacional externo à ISS não é rigorosamente uniforme e isto determina efeitos de maré no interior da ISS conforme discutido em  MICROGRAVIDADE: Forças de maré na Estação Espacial Internacional?

– Como a estação ISS é massiva, existem pequeníssimos campos gravitacionais internos  a ela,  diferentes em diferentes localizações daquela estrutura.

Por tudo isto na ISS não se consegue a gravidade zero, restando fracos efeitos de gravidade, apropriadamente denominados de microgravidade. De fato estes resíduos gravitacionais quantitativamente podem atingir valores de µg (micro g ou 10^-6g, onde g é o valor do campo gravitacional na região da ISS) conforme a postagem em  anteriormente referida .

O termo microgravidade está  consagrado e se aplica igualmente para situações onde na prática tais resíduos gravitacionais são de até 1% do campo gravitacional padrão. Vale consultar  Microgravidade em Sala de Aula,  NASA Microgravity Site for Students and Educators e Microgravidade em recintos fechados .

Outras postagens sobre microgravidade: Microgravidade.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 1409.