Por que não caem os satélites? (Cmte.José Passarelli)

Entenda como a lei de Newton explica os satélites em órbita.

“A física do universo”

‘Por que não caem os satélites?’

A maneira como um objeto se movimenta em relação a outro, sem a ação de forças artificiais, está regida pelas Leis da Gravitação Universal, enunciadas por Newton. 

Em função dessas leis, todo objeto lançado ao espaço está unido à Terra por uma corda invisível, a gravidade. Se essa corda não for suficientemente esticada, ou seja, se esse objeto não tiver velocidade suficiente para compensar a aceleração imposta pela gravidade em direção à Terra, acabará caindo. Se a tensão for adequada, o objeto começará a girar em torno da Terra e se a tensão para fora for grande demais, a ‘corda’ arrebentará e o objeto vai se perder no espaço. 

Se, antes de mais nada, levarmos o satélite que queremos lançar até uma altitude adequada, onde o atrito da atmosfera for nulo, ou quase nulo, teremos facilitado muito o trabalho. Isso é o que fazem os foguetes lançadores. Através de um ou dois estágios, levam o satélite até as alturas, e com outro estágio o lançam.  

O satélite, entretanto, descreverá uma trajetória elíptica até cair na Terra. O que acontece é que, se a velocidade for suficientemente alta, o arco que descreverá o nosso satélite em sua queda fará com que ‘caia’ além da Terra, e que continue a ‘cair’ até voltar ao ponto de partida, preso por aquela corda invisível de que já falamos. 

Em função da altitude em que foi dado o último empurrão, e da velocidade adquirida pelo satélite, ele descreverá uma órbita diferente, apenas numa determinada faixa de velocidade a órbita será circular. Já que não existe atrito que diminua a velocidade do nosso satélite, não se produz uma perda de energia e, portanto, nosso satélite poderia continuar ‘caindo’ para a Terra. 

A realidade é que nessa órbita elíptica, a distância até a Terra não é constante e a altura da atmosfera também não é. Por isso, se produz perda de energia, em primeiro lugar porque em determinadas zonas da órbita o satélite é atraído com maior força e porque na verdade existe um mínimo de atrito. 

Por isso, os satélites utilizam pequenos motores* que, de forma regular, dão um pequeno empurrão para cima, para manter a órbita.*O combustível dos motores de deslocamento é gás de mercúrio que faz o satélite aumentar ou diminuir seu movimento para que acompanhe sempre a velocidade de rotação da Terra e se posicione sempre na mesma posição em relação a mesma.

(# Estudos de Mecânica Gravitacional) 

Coluna de JPassarelli     

Cmte. José Passarelli   

Engenheiro Cívil
Professor Universitário
Instrutor de Navegação Aérea
Teoria de Voo
Aerodinâmica em Voo em Escolas  de Aviação Civil
Escreve voluntariamente para o site AeroJota