Raios tratores

A NASA resolveu estudar formas de tornar realidade um conceito longamente proposto pela ficção científica: os raios tratores.

Raios tratores são dispositivos que usam a luz para capturar e mover objetos.

Embora nos filmes esses mecanismos sejam capazes de arrastar naves inteiras, a NASA está mais interessada em capturar partículas da atmosfera de planetas ou da cauda de cometas e levá-las até os instrumentos a bordo de sondas espaciais ou robôs espaciais.

Uma vez no instrumento, as partículas poderão ser analisadas.

Isso poderia simplificar muito o projeto das sondas e dos robôs, além de aumentar significativamente seu alcance – no caso de um cometa ou asteroide, por exemplo, um raio trator a laser poderia manter a sonda a uma distância segura dos detritos, além de capturar amostras por um longo período de tempo.

A ideia da NASA é substituir os braços robóticos por capturadores de partículas totalmente ópticos, que poderiam atuar na atmosfera quanto no solo. [Imagem: Paul Stysley]

Raio trator a laser

A equipe formada por Paul Stysley, Demetrios Poulios e Barry Coyle, do Centro de Voos Espaciais Goddard, foi encarregada de testar experimentalmente três técnicas para um raio trator.

Todas vão usar raios laser para capturar e transportar partículas.

"A ideia original era de que poderíamos usar os raios tratores para limpar o lixo espacial," confessa Stysley. "Mas puxar algo tão grande seria praticamente impossível por enquanto. Foi quando surgiu a ideia de que talvez pudéssemos usar a mesma abordagem para capturar amostras".

Simulações já mostraram que uma abordagem alternativa, chamada raio trator gravitacional, poderia ser usada até mesmo para desviar um asteroide que estivesse em rota de colisão com a Terra.

Em 2010, uma equipe australiana demonstrou pela primeira vez a possibilidade de capturar e mover partículas por longas distâncias usando um raio trator óptico:

• Raio trator começa a se tornar realidade

Tecnologias de raios tratores

Vórtice óptico

A primeira abordagem experimental que a equipe pretende estudar é chamada vórtice óptico ou técnica das pinças ópticas, na qual são usados dois feixes de laser com propagação oposta.

Os dois feixes formam uma geometria semelhante a um anel, que aprisiona a partícula no núcleo sem luz dos feixes em contra-rotação.

Pesquisas iniciais mostraram que é possível mover as partículas ao longo do anel aumentando e diminuindo a intensidade de um dos feixes de luz – na verdade, aquecendo o ar ao redor da partícula aprisionada.

Esta técnica, contudo, como é baseada no aquecimento do entorno da partícula, exige a presença de uma atmosfera – ou seja, ela somente será útil em planetas com atmosferas com densidade suficiente.

A matéria a ser capturada é puxada de volta ao longo de todo o feixe de laser, como se ele fosse um cano de um aspirador de pó. [Imagem: NASA]

Feixes solenoides

A segunda técnica usa feixes ópticos solenoides – aqueles cujos picos de intensidade espiralam ao redor do eixo de propagação.

Essa técnica consegue aprisionar e exercer uma força que movimenta as partículas na direção oposta à fonte do laser.

Em outras palavras, a matéria a ser capturada é puxada de volta ao longo de todo o feixe de luz, como se ele fosse um cano de um aspirador de pó.

Ao contrário da técnica do vórtice, esta usa somente os efeitos eletromagnéticos, podendo operar no vácuo do espaço.

Isto a torna ideal para estudar a composição de materiais em luas, em asteroides e em cometas.

Feixe de Bessel

A terceira técnica por enquanto só existe no papel, nunca tendo sido demonstrada em laboratório.

Ela envolve um feixe de Bessel.

Quando disparado sobre uma superfície, um laser comum aparece como um pequeno ponto.

Um feixe de Bessel, por sua vez, aparece como um ponto circundado por anéis de luz.

Segundo a teoria, o feixe de laser poderá induzir campos elétricos e magnéticos na rota do objeto.

O spray de luz dispersada para a frente por estes campos poderia puxar o objeto para trás, na direção contrária à do próprio feixe.

Fonte : Inovação Tecnológica

O eclipse será visível em toda a América do Sul, África, Europa, Oceania, Antártida e Ásia exceto a parte norte.
Denomina-se eclipse ao obscurecimento parcial ou total de um corpo celeste em virtude da interposição de um outro. A palavra eclipse vem do grego ekleipsis, que significa abandono, desmaio, desaparecimento. É uma das raras chances de observar-se um espetáculo tão belo da natureza. Embora os eclipses solares ocorram em maior número, vemos com mais freqüência os lunares, pelo fato de os últimos serem observados em áreas consideravelmente superiores à metade da Terra.
Os eclipses lunares ocorrem quando a Lua penetra no cone de sombra da Terra, o que só pode acontecer na fase de Lua cheia pelo seguinte: A Terra gira ao redor do Sol num plano. Por exemplo, supondo que o Sol esteja no centro da face superior de uma mesa, a Terra se move em torno do Sol no nível desta superfície. Ao mesmo tempo a Lua gira em torno da Terra, mas o plano de órbita lunar é inclinado um pouco mais de 5º em relação à face da mesa. Embora a Terra projete sempre a sua sombra não a percebemos porque geralmente a Lua passa acima ou abaixo da sombra. Assim, quando a Lua cruza o plano da órbita da Terra, ou seja, passa por um nodo, e além disso o Sol, a Lua e a Terra ficam alinhados, ocorre um eclipse lunar. A sombra da Terra projetada no espaço se estende em forma cônica por cerca de 1,38 milhão de quilômetros. À distância de aproximadamente 360 mil quilômetros, onde está a Lua, o diâmetro da sombra tem cerca de 9 mil quilômetros. Além de uma parte escura, chamada umbra ou apenas sombra, a sombra da Terra tem uma parte cinzenta denominada penumbra. Mas é a sombra que dá o efeito de beleza ao fenômeno, pois a penumbra na maioria das vezes é imperceptível.
Na tarde de 15 de junho, quando a Lua estiver ainda abaixo do horizonte, e, portanto ainda não terá nascido no horizonte leste, às 15h22min, a Lua cheia começará a “mergulhar” na sombra da Terra. Às 16h22min a Lua estará toda coberta pela sombra de nosso planeta.
No Brasil, para observadores em São Paulo, para considerarmos uma média, a Lua irá nascer eclipsada às 17h25min e o pôr do Sol ocorrerá às 17h27min. Devido ao horário deste evento, a Lua eclipsada não terá tanto contraste com o fundo do céu por conta da claridade do crepúsculo. Em outras palavras, não veremos a Lua cheia nascer bem brilhante como de costume, porque ela estará dentro da sombra da Terra.
Mesmo assim será um fenômeno raro e um desafio tentarmos observar a Lua nascendo totalmente eclipsada e o Sol se pondo do outro lado do horizonte.
Mais tarde, às 18h02min quando a Lua começará a sair da sombra estará a cerca de 7 graus de altura sobre o horizonte até que às 19h02min sairá por completo e estará novamente toda iluminada pelo Sol, quando estará a cerca de 19 graus do horizonte.
Os eclipses lunares já foram mais importantes para a pesquisa astronômica. Eles forneceram a primeira prova de que a Terra é redonda, foram utilizados no estudo da alta atmosfera do nosso planeta, no estudo da rotação da Terra, no tamanho e distância do nosso satélite além de variações em seu movimento. Além disso, os eclipses podem contribuir com a História na determinação de datas que se deram em tempos remotos.
Neste ano temos ao todo 4 eclipses sendo 2 eclipses da Lua e 4 eclipses do Sol. Destes, apenas o eclipse lunar de 15 de junho será visível no Brasil.
As observações do eclipse total da Lua podem ser realizadas com binóculos, lunetas e telescópios de fraco aumento.
Para fotografar o eclipse com câmera digital, pode-se fixá-la num tripé, em modo de foco infinito, paisagem ou cenário (landscape). Como se pode verificar o resultado da imagem obtida, é fácil experimentar o tempo de exposição durante o eclipse. Na fase de totalidade, pode-se usar sensibilidade de ISO 100 ou 200 e exposições entre 1s a 5s. Também pode-se aumentar o ISO e diminuir o tempo de exposição.
Para exposições depois da totalidade, geralmente a câmera consegue se adaptar as condições de luz automaticamente, bastando apertar o botão de disparo para efetuar a foto nesta fase. Para as câmeras com opções manuais, pode-se usar exposições rápidas de 1/350 a 1/125 com ISO 100 para aberturas pequenas como 1:5,6 ou 1:8.
Em suma, pode-se utilizar mais de uma abertura e velocidade de disparo para garantir fotos de boa qualidade. Com a câmara fixa, apoiada em tripé, deve-se disparar manualmente em intervalos de três, cinco minutos ou mais.
É importante conhecer a trajetória aparente da Lua e fazer um ensaio na véspera para procurar o melhor local. Usando-se teleobjetivas, como o campo é limitado, é possível obter imagens maiores da Lua.
De qualquer forma, vale a pena reunir a turma, procurar um local alto e com o horizonte livre. Pode-se observar o pôr do Sol e tentar ver a Lua nascendo eclipsada, em contraste com a claridade do crepúsculo e ainda na sombra do nosso planeta. Com o passar do tempo, a Lua estará cada vez mais alta, irá saindo da sombra e voltará a estar cheia e totalmente iluminada pelo Sol.

Wikimedia Commons

por Paulo S. Bretones

Paulo S. Bretones Professor da Universidade Federal de São Carlos, é co-editor da Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia (RELEA) e autor de “Os Segredos do Sistema Solar” e os “Segredos do Universo”, da Atual Editora.

Fonte : SCIAM.BR