quarta-feira, 7 de março de 2012

Turismo no Espaço (Top Gun)

Você não leu errado. Viajar para o espaço não é mais produto de nerds aficionados em ficção científica. Em breve, qualquer um com US$ 200 mil poderá viajar para a última fronteira: o espaço – ou mais especificamente – a camada mais externa da atmosfera terrestre. Em 2004, Richard Branson criou a Virgin Galactic com o objetivo de oferecer o primeiro voo comercial para o espaço. Em 2010, a companhia começou a testar uma espaçonave capaz de levar dois pilotos e seis passageiros para viajar rumo ao espaço. Embora a data de lançamento não esteja confirmada (prevista inicialmente para 2012 e adiada para 2013), 450 pessoas ao redor do globo já compraram os seus ingressos. Ele se associou a Burt Rutan - projetista da Space Ship One, vencedora do Ansari X Prize - a fim de montar uma frota de espaçonaves para levar passageiros para o espaço.

A Virgin Galactic comprou os direitos sobre o projeto e tecnologias da Space Ship One para criar duas novas naves, a Space Ship Two e o White Knight Two (turbojato que conduz a Space Ship Two). As naves foram apresentadas em janeiro de 2008, mas os passageiros começaram a fazer reservas em 2005.

A Space Ship Two leva passageiros em um vôo radical de duas horas e meia em que a nave sobe cerca de 109 quilômetros acima da Terra e permite aos passageiros uma experiência de quatro a cinco minutos de gravidade zero (como bônus, os passageiros oficialmente se tornam astronautas viajando mais de 80 quilômetros no espaço). Depois de um breve vôo suborbital, a espaçonave reentra na atmosfera e retorna à Terra.

Rutan e Branson acreditam que o sucesso das naves abriu as portas para o turismo espacial, permitindo vôos com segurança e a criação de um mercado de turismo espacial. Então, como funcionam exatamente essas naves espaciais? Elas são seguras? Como se consegue um lugar num vôo da Virgin Galactic?
A Virgin Galactic vai usar tecnologias desenvolvidas e testadas na SS1 em seus projetos para o WK2 e a SS2.

Como o WhiteKnightOne, o WK2 é feito de compostos de carbono - trata-se da maior espaçonave do mundo feita desse material. É movida por quatro motores turbojatos tipo Pratt e Whitney PW308A e possui dois compartimentos para a tripulação em ambos os lados onde a SS2 se acopla com seu lado inferior. O WK2 pode decolar e lançar a SS2 assim como outras cargas, como pequenos foguetes não tripulados capazes de transportar satélites até a baixa órbita da Terra. O WK2 vai atuar como veículo de treinamento para os astronautas e pilotos da SS2, treinando-os para a gravidade zero voando rotas de vôo parabólico (veja Como funcionam os vôos com gravidade zero (em inglês) e Como funciona a gravidade zero). A espaçonave WK2 está quase pronta. Espera-se que os testes de vôo comecem antes do fim de 2008.

Space Ship Two =SS2
A SS2 tem 18,3 metros de comprimento (mais que o dobro do comprimento da SpaceShipOne) e 2,3 metros de largura. Possui uma amplitude de asa de 8,2 metros, altura de cauda de 4,6 metros e pode carregar dois pilotos e seis passageiros. A cabine de passageiro tem 3,7 metros de comprimento e 2,3 metros de largura. A Virgin Galactic compara a SS2 com o jato Gulfstream.
Características da SS2
Fuselagem dupla de composto de carbono feita de painéis de carbono com núcleo estruturado - a fuselagem permite que a cabine fique completamente pressurizada. Dessa forma, os passageiros não precisariam vestir os trajes pesados de astronauta. Motor híbrido de foguete com uma parte sólida e outra líquida - utiliza óxido nitroso oxidante e combustível de borracha de pneu. O óxido nitroso sofre auto-pressurização e é armazenado em um tanque ao lado da cabine (o tanque fica junto do buckhead traseiro). Os componentes do foguete (conhecidos como CTN) são feitos de combustível de borracha sólida. Uma válvula principal atua na ignição do óxido nitroso enquanto faz circular o combustível de borracha até sua saída. O CTN entra em combustão e pode ser reposto no vôo seguinte. Janelas com vidraças duplas capazes de suportar diferentes pressões também atravessam a parede da cabine - através delas, os passageiros terão visão da Terra e do espaço. Propulsores (contêineres pressurizados de ar) - ajudam a espaçonave a ser lançada, girada e guinada. Lemes e elevons - controles de vôo que ajudarão a SS2 manobrar quando estiver planando para retornar. Duas comportas - uma para a entrada e saída e outra para saída de emergência. Mecanismo feather (controles operados pneumaticamente que controlam a rotação das asas) - esse mecanismo deixa as asas em uma posição ascendente para a reentrada. Tal posição produz resistência, reduz a velocidade da espaçonave e permite que ela retorne suavemente pela parte superior da atmosfera terrestre. Essa técnica reduz as forças centrífugas e o aquecimento na reentrada.

Spaceport America
Os primeiros vôos de teste e os comerciais do WK2 e da SS2 partirão de Mojave Air & Space Port, na Califórnia. A Virgin Galactic assinou contrato com o estado do Novo México para construir sua matriz em Spaceport America, em Upham. Vai custar cerca de US$ 200 milhões. A base espacial será construída dentro da própria paisagem para que possa ser aquecida e resfriada de maneira eficiente. Será movida por painéis solares e terá sistemas de aquecimento, resfriamento e ventilação que não agridem o meio-ambiente.

A Spaceport America consistirá em três zonas.
Oeste - escritórios administrativos da Virgin Galactic e da Autoridade Espacial do Novo México.
Central - hangar com pé direito duplo e operações de vôo.
Leste - centro de treinamento, saguão de partida, vestiários dos astronautas (em inglês), sede e área de alimentação.

O plano de vôo do WK2 e da SS2 da Virgin Galactic prevê um vôo suborbital, que tem uma rota de vôo parabólica - como a trajetória feita quando alguém atira uma pedra no ar até ela cair. A espaçonave não voa rápido o bastante para entrar na baixa órbita da Terra como um ônibus espacial faz (ou seja, não viajará ao redor do globo). Os vôos serão parecidos com os do projeto Mercúrio de Alan Shepard e Virgil I. Grissom, mas vão durar mais. O WK2 vai decolar como qualquer outra aeronave a jato, mas com a SS2 acoplada à parte inferior. Quando atinge uma altitude de 15 mil metros, o WK2 libera a SSE. Quando os pilotos da SS2 acionam a ignição do motor híbrido, o foguete SS2 acelera verticalmente com velocidade de Mach 3 durante cerca de 90 segundos (a tripulação vai experimentar força de 3 a 4 Gs nesse período) e subir mais de 91 mil metros. Depois que o motor é desligado, as asas serão desaceleradas para a reentrada. Nesse ponto, a SS2 terá atingido o ponto mais alto - cerca de 109 mil metros - e a tripulação vai experimentar a gravidade zero.

Números Mach
Na física, a velocidade é expressa em termos de metros por segundo. Em aerodinâmica, a velocidade normalmente se relaciona à velocidade do som (343 metros por segundo). A unidade é chamada número Mach devido ao físico Ernst Mach. Um avião que voa na velocidade do som se move na velocidade Mach 1. Um avião que voa com o dobro de velocidade se move na velocidade Mach 2. Ou seja, o número Mach é o múltiplo da velocidade do som. Depois, os passageiros retornam para seus assentos e os reclinam para a reentrada. Durante a reentrada, os passageiros experimentam uma força de 6 Gs. A SS2 vai desacelerar até que chegue a uma altitude de cerca de 21 mil metros, quando os pilotos reconfiguram as asas do modo desaceleração para o modo planador. A SS2 vai planar até pousar na base espacial. O tempo total de vôo terá sido duas horas e meia. Depois do retorno, os passageiros vão comemorar e receber seus distintivos de astronauta. Nos Estados Unidos, indivíduos que voam mais de 80,5 metros acima da Terra são considerados astronautas (em inglês) - a Federação Aeronáutica Internacional considera as pessoas que voaram acima de 99 mil. A Virgin Galactic vai premiar os astronautas com emblemas depois do vôo e a Administração de Aviação Federal deve conceder um distintivo também.

Força centrífuga
Aceleração é o índice de mudança de velocidade. Quando seu carro vai de zero a 60 mph em 30 segundos, você está acelerando. Em física, a aceleração é medida em metros por segundo elevado ao quadrado. No entanto, como estamos familiarizados com a experiência de gravidade da Terra (g = 9,8 m/s2), a aceleração é algumas vezes expressa em termos de Gs (1 G = 9,8 m/s2, 2 Gs = 19,6 m/s2, 3 Gs = 29,4 m/s2, etc.). De acordo com a segunda lei de Newton, a aceleração é diretamente proporcional à força dividida pela massa do objeto - assim, os Gs são associados à força que uma determinada massa experimenta durante a aceleração. Por exemplo, quando você começa a fazer uma curva ou breca um carro normal, experimenta algo em torno de 0,3 a 1 G. Uma montanha-russa pode acelerá-lo a 3 ou 4 Gs por curtos períodos. Pilotos de caças podem experimentar até 8 Gs.

Acelerações afetam o corpo humano de diversas formas dependendo da força centrífuga e do tempo que se é exposto a tais forças. Com velocidade de 2 Gs, seu corpo se sentirá pesado (na verdade, porque o peso é igual à massa vezes aceleração - g). Com 2 Gs, você sentirá seu corpo duas vezes mais pesado). Com força centrífuga acima de 4, as pessoas desmaiam porque fica mais difícil para o coração bombear sangue para o cérebro. Para resolver esse problema, o projeto da nave espacial posiciona os astronautas em posição sentada na direção do movimento para distribuir a força centrífuga igualmente pelo corpo e limitar a aceleração da espaçonave, se possível.

Pilotos de caças vestem roupas pressurizadas especiais que inflam e apertam o abdômen para forçar a circulação na cabeça do piloto. Acelerações extremas (mais de 15 Gs) podem ser fatais.

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