Sistema solar: da era Apollo às descobertas recentes Jorge Ricardo Ducati Departamento de Astronomia Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Astronomia: a Missão Pode-se falar em uma Missão para a Astronomia? A História da Astronomia: ganho constante na percepção do Mundo, do Cosmos, do Universo :

Astronomia, História de Perguntas e Respostas desde tempos imemoriais: Onde estamos (como o Mundo é organizado) >>> Copérnico, Kepler, Galileu Como o Mundo funciona (as Leis da Física) >>> Newton De onde veio o Mundo (como o Mundo foi feito) >>> Laplace, Kant, século XX

A História Humana é a história da expansão de horizontes, com a essencial participação de conhecimentos astronômicos: >>> Navegações: Astronomia Náutica >>> Conquista dos pólos: Orientação astronômica >>> a Expansão continuada, Outros Mundos: a Astronaútica

A conquista da Lua no Século XX é mera consequência do advento da capacidade (técnica, econômica) que permite prosseguir na expansão histórica de horizontes Independentemente de quaisquer considerações políticas, havendo tal capacidade, a expansão acontece, e continua: alguém vai fazer!!! A Lua é apenas o início!!!

Qual o desafio de ir à Lua? A Gravitação e a Distância, o problema real:

O sistema Terra-Lua, proporções reais

Terra - Lua: órbita de mínima energia, viagem de ida de 4,5 dias; volta, idem

O conhecimento do Universo, como fronteira humana, começa pelo conhecimento da vizinhança imediata, o Sistema Solar: é mais perto, e mais parecido com a Terra Como são os planetas? Como é a Terra?

Planeta Terra: Caracterização O que caracteriza a Terra? Alguns tipos de planetas:

Terra Atmosfera Água líquida Temperatura característica: ~ 20° C Planeta tipo “terrestre”

Marte Atmosfera tênue (1% da terrestre) Sem líquidos Mais frio que a Terra: ~ -50° C Superfície medianamente craterizada Planeta tipo “terrestre”

Venus Atmosfera espessa (100X a terrestre) Mais quente que a Terra: ~ 400 ° C Coberto de nuvens Muita atividade atmosférica Planeta tipo “terrestre”

Jupiter Planeta tipo “gasoso” Massa muito grande Formado em maioria por gases Frio (-100° C, a 1atm)

Saturno Urano Netuno Também planetas gasosos

São planetas profundamente diferentes. Então... O que diferencia a Terra? Algumas peculiaridades: 1. Atmosfera 2. A relação (massa de sólidos)/(massa de gases) é alta: planeta de tipo “terrestre” 3. Líquidos na superfície 4. Temperatura por volta de 20 C (aprox. 300 K) 5. Gravidade superficial de aprox. 9,8 m/s2 (1 g)

Ainda sobre a atmosfera terrestre: Composição: Nitrogênio, 79%; Oxigênio, 21% Outros gases (CO2, CH4, He, NOx,...) Primeiro fato: A atmosfera terrestre contém um gás com grande atividade: o oxigênio, constantemente reciclado pela atividade biológica Segundo fato: a interação Sol/Terra modula as condições atmosféricas terrestres (energização da atmosfera, interação atmosfera/solo/oceano)

A estrela Sol tem emissão de luz característica; o que chega à superfície foi filtrado pela atmosfera

O equilíbrio energético (equilíbrio radioativo) entre o Sol e a Terra é o fator dominante para a temperatura da Terra, influenciada também pelo efeito estufa Terceiro fato: a atmosfera, além de permitir a vida, também protege a Terra Exemplos de outros planetas e satélites:

Lua Mercúrio

Ganimede (Jupiter) Marte

Lua: crateras Sem atmosfera, as crateras permanecem inalteradas O “nascer” da Terra?

Cratera do Meteoro – Arizona, EUA

Por que alguns planetas têm a superfície coberta por crateras, e outros não? A atmosfera possibilita a ação do intemperismo, o desgaste das superfícies expostas à chuva, vento, além da ação biológica. a atmosfera age não só como interface entre a superfície (mares e terras) e o espaço, mas também como escudo contra impactos de meteoritos.

Meteoróides → meteoros (estrelas cadentes) → meteoritos cc Meteoróides → meteoros (estrelas cadentes) → meteoritos

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A atmosfera também é local de fenômenos eletromagnéticos devidos à interação Sol-Terra: o vento solar interage com nossa atmosfera, gerando as auroras polares

Aurora boreal – Terra; mas também em outros planetas:

Auroras em Jupiter

Alguns aspectos sobre o sistema Terra-Lua: 1. Acoplamento rotacional: o período da órbita da Lua é igual ao período de sua rotação. Consequência: a Lua tem sempre o mesmo hemisfério voltado para a Terra (como demonstrar ?) 2. A relativa proximidade entre a Terra e a Lua (comparada com a distância Terra-Sol) faz com que as marés na Terra sejam basicamente devidas à Lua 3. O par Terra-Lua é único no Sistema Solar interno (há um par similar mais externamente: Plutão-Caronte)

É fato que... A proximidade da Lua (400.000 km) faz com que sua influência sobre as marés seja maior do que a influência do Sol, que está bem mais distante (150 milhões de km) Mas há muitas outras influências da Lua sobre eventos na Terra que pertencem ao domínio da superstição! - Crescimento de plantas; - Crescimento de cabelos; - Nascimento de bebês - Surtos de loucura

Novidades no Sistema Solar 2005: Nave Cassini chega ao sistema de Saturno Exploração do sistema de Saturno pelo orbitador Cassini e pela sonda Huygens A exploração do sistema de Saturno (e também do sistema de Júpiter!) revela uma inesperada diversidade!

Exploração de Titan, satélite de Saturno Maior que a Lua Atmosfera: Pressão ~ 1,5 atm Composição: nitrogênio; nuvens de metano e etano; névoa Frio: -170 ° → Líquidos na superfície (hidrocarbonetos: etano)

Imagens na superfície: semelhança a rios, lagos Superfície: rochas (gelo?), neblina

Lagos em Titan: etano líquido Mosaico de imagens formando uma faixa sobre o satélite; escala de centenas de quilômetros

Vulcões, I: Jatos de gelo em Encelado (Saturno); lago interno?

Encelado (Saturno): superfície congelada, com fendas; crateras

Vulcões, II: Io (Jupiter): superfície em mutação constante

2006: O que houve com Plutão? Com o astro, nada... mudança na categorização (como nós o classificamos) Nova categoria de astros no Sistema Solar: os planetas anões

O sistema de Plutão: Caronte, Nix, Hydra (2005),...

Imagem de Plutão, primeiro objeto transneptuniano; à espera das imagens da New Horizons (2015). Recentemente, muitos outros vêm sendo descobertos...

O planeta que atualmente recebe mais atenções: Marte Marte: dia de 24 horas, ano de 687 dias com estações como as da Terra. Atmosfera, nuvens,... Novos resultados da Phoenix (2008): água! Janeiro 2009: Metano! ESA Mars Express 2005

Por que explorar Marte? 1. Conhecimento astronômico 2. Futura colonização 3. Para melhor conhecer a Terra √ Por que? No passado remoto (1 bilhão de anos?), Marte teria sido ainda mais semelhante à Terra. O que houve? Como Marte evoluiu? “Se queres conhecer a Terra, estuda Marte” No entanto, voltamos à Lua...

Após 40 anos, prepara-se a volta humana à Lua. Por que? Pólo Sul: conquista em 1911 (expedição de Amundsen) Retorno somente em 1956 (45 anos depois!!!), estabelecimento de base permanente Base na Lua: Teste de tecnologias, preparação para maiores viagens.

Fim! Páginas Internet importantes: http://www.boston.com/bigpicture/2008/06/martian_skies.html http://www.google.com/mars Fim!

Superfície dinâmica: Avalanches próximas à calota polar Norte marciana (2008)