Telescópios gigantes na Lua - Cientistas descobrem como construí-los

Uma equipe de cientistas da NASA liderados pelo Dr. Peter Chen descobriu uma forma muito promissora de construir gigantescos telescópios na Lua, tão grandes que poderão "reduzir" os melhores telescópios terrestres a brinquedinhos de criança.

Eles acreditam que os espelhos para os supertelescópios lunares podem ser construídos com a própria poeira lunar.

"Nós podemos construir telescópios gigantescos sobre a Lua de forma relativamente fácil, e evitar os grandes gastos de transportar espelhos a partir da Terra," diz o Dr. Chen. "Como a maior parte dos materiais já está lá na forma de poeira, você não precisa levar muita coisa consigo, economizando um monte de dinheiro."

Especialista em compósitos de fibra de carbono, o Dr. Chen resolveu fazer uma experiência com nanotubos de carbono, misturando essas nanoestruturas com cola epóxi e uma rocha moída que imita a poeira lunar. O resultado foi um material muito resistente, com a mesma consistência do concreto, e que pode ser utilizado para a construção de espelhos, em substituição ao vidro.

Acrescentando camadas sucessivas de epóxi sobre o material, a equipe construiu o primeiro protótipo de espelho para telescópios lunares, medindo pouco mais de 30 centímetros de diâmetro. A técnica é extremamente simples, e não muito diferente da construção de estruturas de fibra de vidro.

"Ao final, tudo o que precisamos fazer foi recobrir o espelho com uma pequena quantidade de alumínio e voilá, nós tínhamos um espelho para telescópio de alta reflexibilidade," conta o Dr. Chen.

Segundo o pesquisador, na Lua será possível construir facilmente espelhos com 50 metros de diâmetro. O maior telescópio óptico da Terra hoje é o Gran Telescopio Canarias, com um espelho de 10,4 metros de diâmetro.

Mas a grande revolução causada pelos telescópios lunares não estará relacionada somente ao tamanho dos espelhos. A atmosfera da Terra absorve e interfere com a luz das estrelas, tornando todos os estudos muito mais caros e complicados. A Lua não tem atmosfera! Daí esse gigantesco telescópio poderá captar o espectro de planetas extra-solares e até detectar moléculas como ozônio ou metano relacionados diretamente à mundos com capacidade para a sustentação da vida.

Segundo satélite cairá na Terra em Outubro

O Telescópio alemão ROSAT (ROentgen SATellite) foi lançado em 1990 e atingiu o fim da sua vida útil em 1999. Ele é menor do que o UARS, pesando 2,4 toneladas, porém esta semana se mostrou mais perigoso.

O ROSAT deverá cair no final de Outubro ou início de Novembro, segundo a agência espacial alemã.

 Telescópio ROSAT

Porém surge um novo problema: o ROSAT foi construído de tal forma que deverá resistir à reentrada na atmosfera terrestre, não se queimando quase que integralmente, semelhante ao que aconteceu com o UARS. Por este motivo, e devido à sua órbita, a chance dele fazer alguma vítima humana é de 1 em 2.000, enqunto as chances do UARS eram era de 1 em 3.200.

Ele foi construído para observar raios X no espaço. Com isto, seus espelhos tiveram que ser fortemente blindados contra o calor, que poderia atrapalhar suas observações muito sensíveis.

Graças a essa blindagem, é praticamente certo que seus espelhos e praticamente toda a sua estrutura sobrevivam à reentrada.

"Até 30 destroços individuais, com uma massa de até 1,6 tonelada deverão atingir a superfície da Terra. O sistema óptico de raios X, com seus espelhos e um suporte mecânico feita com compósito reforçado com fibra de carbono - ou ao menos parte dele - deverão ser os componentes individuais mais pesados a atingir o solo," afirmou a DLR.

Ainda podemos esperar mais quedas

A maior incidência de quedas de satelites artificiais que estamos presenciando é resultado de uma intensa atividade espacial na década de 1990, com um número de lançamentos duas vezes maior do que a atual, e somado ao fato que, além dos satélites lançados naquela época serem muito grandes, todos já atingiram ou estão se aproximando do final de sua vida útil.

Atualmente, há uma política para a construção de satélites menores e mais especializados.

Com isto, os futuros lixos espaciais serão menores e com maiores chances de se queimarem integralmente durante sua reentrada no planeta.

Google dá prêmio milionário para empresa que chegar na Lua primeiro

Google Lunar X Prize

Este mês, completam-se quatro anos desde o lançamento do desafio Google Lunar X Prize, uma competição que oferece prêmios que chegam a um total de US$ 30 milhões para equipes privadas capazes de realizar uma missão lunar (robótica, não tripulada) de forma independente.

O desafio foi estabelecido nos moldes do X Prize original, que prometia US$ 10 milhões para o primeiro grupo não-governamental a levar um homem ao espaço e trazê-lo de volta em segurança, e vencido em 2004 pela nave SpaceShipOne. O Google Lunar X Prize tem o objetivo de estimular o avanço tecnológico e a solução de problemas técnicos por meio da competição.

Existem, atualmente, 28 equipes inscritas na disputa, de 33 que iniciaram o desafio, e uma delas é brasileira: SpaceMETA, de Petrópolis (RJ), que planeja enviar uma pequena frota de robôs esféricos à superfície lunar.

 

Projeto da Equipe SpaceMETA

As inscrições para a competição foram encerradas em 31 de dezembro de 2010.

Mas, por incrível que pareça, a tarefa de conquistar a Lua sem nenhum auxílio governamental está se mostrando mais complicada do que o Google esperava.

O desafio original estabelecia um prêmio de US$ 20 milhões para o grupo que conseguisse pousar um robô na Lua fazendo-o percorrer 500 metros, e realizando o envio de fotos e dados para a Terra, caindo para US$ 15 milhões em 2012, e deixando de ser oferecido em 2014.

Novas regras, no entanto, determinam que o prêmio cairá a US$ 15 milhões a partir do momento que qualquer governo envie alguma missão bem-sucedida para explorar a superfície da Lua, o que já aconteceu no último dia 10.

Um segundo prêmio, de US$ 5 milhões, será pago ao segundo grupo que completar os objetivos da missão.

Um adicional de US$ 4 milhões está disponível para premiar desempenhos excepcionais, tais como um robô que seja capaz de operar durante a noite lunar, ou mesmo percorrer mais de 5 km.

 

Projeto da Equipe Odyssey

O US$ 1 milhão restante será entregue à equipe que mais promover a diversidade de gênero, etnia e nacionalidade em seu projeto.

Entre as equipes envolvidas há desde jovens companhias criadas por empresários que esperam usar a tecnologia para a extração de recursos minerais da Lua a universidades e instituições mais interessadas no desafio como uma forma de ferramenta educativa.

Nenhuma grande empresa do setor aeroespacial se inscreveu na competição, mas algumas são parceiras das equipes, que incluem iniciativas norte-americanas, europeias e de alguns outros grupos dispersos pelo mundo.

  Projeto da Equipe ARCA 

 

Projeto da Equipe Selene

 

Projeto da Equipe TeamItalia

 

Queda do Satélite UARS confirmada nesta Madrugada

O Satélite de Pesquisa da Alta Atmosfera (UARS, na sigla em inglês) entrou na atmosfera e caiu na Terra, confirmou a Nasa neste sábado (24) por volta das 4 da manhã. Por sua conta no Twitter, a agência espacial americana assegura que seus "restos caíram na Terra" entre 0h23 e 2h09 de Brasília, mas não detalha o local do impacto.
Segundo mensagens divulgadas do Twitter, mas ainda não confirmadas, algumas partes do satélite teriam caído na cidade canadense de Okotoks, no sul de Calgary.

Queda do Satélite UARS ocorrerá nesta madrugada

A agência espacial americana divulgou na noite desta sexta-feira (23) o horário e locais aproximados de entrada do satélite UARS (Satélite de Pesquisa da Atmosfera Superior, na sigla em inglês), desativado em 2005. Segundo comunicado, a queda acontecerá na madrugada deste sábado, entre meia noite e quatro da manhã, horários de Brasília. Nesse período, ele estará sobrevoando Canadá, África e Austrália, bem como vastas áreas dos oceano Pacífico, Índico e Atlântico. Por conta disso, informa a Nasa, os riscos à segurança de civis é bastante remoto.
Os cientistas da Nasa calculam que o satélite se despedaçará ao entrar na atmosfera e que pelo menos 26 grandes peças sobreviverão às altas temperaturas do reingresso e cairão sobre a superfície da Terra. A probabilidade de algum desses restos do UARS atingir uma pessoa é de uma em 3.200, segundo a Nasa. Para comparação, estima-se que o risco de uma pessoa que viva até os 80 anos ser atingida por um raio é de 1 em 10 mil. Imagina-se que os destroços possam se espalhar num raio de até 800 quilômetros em relação ao ponto de impacto.

O aparelho pesa 5,675 toneladas e tem o tamanho de um ônibus.

http://www.nasa.gov/mission_pages/uars/

Super-Maratona dos Nanotubos de Carbono - Parte 5

Os Nanotubos de Carbono e o Meio-Ambiente

 

 

Uma pesquisa, publicada na revista Nanotechnology, alerta para os riscos ambientais inerentes aos processos de fabricação dos nanotubos de carbono, que ainda estão sendo desenvolvidos, sendo muito difícil produzí-los de maneira uniforme e em grandes quantidades.

Ao estudar o impacto dos nanotubos de carbono sobre o meio ambiente, pesquisadores do Instituto Oceanográfico Woods Hole, nos Estados Unidos, descobriram também que os diversos processos de fabricação dos nanotubos de carbono produzem uma grande variedade de "assinaturas químicas," tornando difícil monitorar seu caminho nos diversos ecossistemas, a fim de se mensurar sua ecotoxicidade.

A pesquisadora Desirée Plata já havia conduzido uma pesquisa que demonstrou que alguns processos sintéticos para a fabricação dos nanotubos também produzem compostos causadores de câncer.

Agora o grupo de pesquisadores foi além, analisando 10 técnicas de fabricação diferentes, utilizadas na fabricação de nanotubos de carbono disponíveis comercialmente.

"Nós queremos trabalhar proativamente com a indústria de nanotubos de carbono para evitar a repetição de erros ambientais do passado," diz Plata, referindo-se a casos como do DDT, dos CFCs, PCB, MBTE e uma verdadeira salada de compostos químicos inicialmente muito úteis, mas que acabaram por causar enormes problemas ambientais e de saúde humana. "Ao invés de reagir a problemas, nós esperamos poder evitá-los," diz ela.

Mesmo sendo feitos de carbono, os nanotubos necessitam de uma grande variedade de compostos químicos em sua produção, sendo a CVD a técnica mais comum de fabricação (técnica comentada na “Parte 1” desta postagem).

Nenhum dos diversos métodos têm nada de ambientalmente correto pois, produzem uma quantidade considerável de "nanolixo", na forma de particulado de carbono encapsulando moléculas dos metais utilizados como catalisadores.

Entre os diversos poluentes verificados incluem refrigerantes à base de freon, o éter metil t- butil - MTBE (um aditivo da gasolina), substâncias antichama como os eteres difenil-polibrominados (PBDE) e o surfactante sulfanato de perfluoroctano (PFO). Foram encontrados nada menos do que 15 hidrocarbonos aromáticos, dos quais quatro diferentes tipos de hidrocarbono aromáticos policíclicos, sendo o mais perigoso deles o benzo[a]pireno, um conhecido cancerígeno. Sendo assim, é essencial saber como distinguir os subprodutos uns dos outros, para que uma indústria não passe a responsabilidade de eventuais problemas futuras para as outras.

Estudos feitos por outros cientistas demonstraram que os nanotubos de carbono podem danificar os pulmões de ratos, mas os riscos exatos para a saúde humana ainda não são conhecidos. Menos ainda se sabe sobre os efeitos potenciais dos sub-produtos e rejeitos derivados de seu processo de fabricação.

A principal recomendação do estudo é o desenvolvimento de filtros industriais adequados para se evitar que esses produtos cheguem ao meio-ambiente. Outra possibilidade é o desenvolvimento de novas formas de se fabricar os nanotubos de carbono, processos que gerem menos toxinas, assim como a pesquisa físico Joner Oliveira Alves, da USP, que utiliza o bagaço da cana-de-açúcar para fabricação dos nanotubos de carbono, também comentada na “Parte 1” desta postagem.

Os pesquisadores ressaltam que não estão buscando confronto com a indústria, mas uma cooperação proativa. "Eu não estou tentando colocar essas empresas fora do negócio; eu estou tentando ajudá-las a chegar a um ponto no qual seus investimentos se paguem. Nós queremos simplesmente maximizar os benefícios e minimizar os danos para todos - para a indústria e para o público," diz o Dr. Gschwend, um dos líderes da pesquisa.

Super-Maratona dos Nanotubos de Carbono - Parte 4

Os Nanotubos de Carbono e a Energia

Através desta magnífica vaigem que estamos fazendo esta semana através dos Nanotubos de Carbono, podemos ver o quão versáteis estes tubinhos de tamanho molecular podem ser. Hoje vamos abordar um assunto tão bombástico quanto o de ontem: Os Nanotubos de Carbono e a Energia. Nesta área os cientistas estão conseguindo fazer proezas, tais como memórias ultrapotentes, baterias, fios quânticos, etc. Vamos ver o que temos aqui hoje!

Fio quântico

Com uma quiralidade específica os cientistas conseguem formar o que chamam de nanotubo "cadeira de braço" com os quais os físicos acreditam ser capazes de fabricar os fios quânticos, uma versão futurista dos cabos de energia atuais. Calcula-se que os fios quânticos serão capazes de transportar eletricidade 10 vezes melhor do que o cobre, com menos perda de energia e pesando seis vezes menos. O único problema é fabricá-los com os encaixes corretos. Hoje, os nanotubos são fabricados em lotes, que resultam em quantidades aleatórias das diversas quiralidades. Porém, a comunidade científica acredita que é só uma questão de tempo até atingirem este objetivo.

Baterias

Baterias de papel

Uma equipe de cientistas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, liderada pelo cientista Liangbing Hu, conseguiu criar uma bateria a partir de papel comum, usado em copiadoras.

Os pesquisadores começaram a pesquisa pintando o papel com uma espécie de tinta, formada por nanotubos de carbono. Então, o papel coberto com a solução de nanotubos de carbono é mergulhado em uma solução com lítio. Depois os cientistas o envolveram em uma pequena bolsa de plástico. Pedaços de platina foram colocados nas pontas do papel tratado para melhorar o contato elétrico da bateria com os eletrodos. Os fios que agem como eletrodos foram ligados ao papel tratado e colocados de forma a sair pelas extremidades seladas da bolsa de plástico. Assim, os cientistas conseguiram uma tensão que alcançou os 2,3 volts, mais do que suficiente para acender LEDs e pequenas lâmpadas, visto que uma pilha recarregável comum tem tensão de 1,2 volts. Os benefícios desta invenção são: Redução do peso das baterias convencionais em até 20%; incrível capacidade de liberar a energia armazenada rapidamente; possível adaptação no futuro para permitir que a tinta formada por nanotubos de carbono seja aplicada em outras superfícies, como paredes; e custo consideravelmente reduzido devido ao uso do papel.

 

Memórias de computador

A tecnologia está realmente avançada em muitas áreas, mas ainda não resolveu um problema que está preocupando cada vez mais os pesquisadores e, sobretudo, os bibliotecários: os melhores dispositivos de armazenamento de dados da atualidade têm uma vida útil entre 10 e 30 anos.

O mais durável sistema de armazenamento atual, as fitas magnéticas, tem uma vida estimada em 100 anos, porém somente algumas empresas e bancos guardam informações nesse tipo de mídia.

Preocupados com isto, o professor Alex Zettl e seus colegas da Universidade de Berkeley (EUA) criaram o protótipo de uma memória digital formada por uma nanopartícula de ferro inserida dentro de um nanotubo de carbono. Na presença de uma corrente elétrica, a nanopartícula pode ser deslocada para um lado ou para o outro no interior do nanotubo, representando o “0” ou “1” digitais conforme o lado que ela esteja. Outro ponto interessante é o fato de que a memória não utiliza silício, o material por trás de toda a revolução tecnológica da eletrônica e da computação.

Através de diversos testes os pesquisadores confirmaram que uma memória construída com esse bit de nanotubo de carbono e nanopartícula de ferro atingirá uma capacidade de armazenamento de 1 terabyte (1 trilhão de bytes) por polegada quadrada, e que o "tempo de decaimento" do chamado "bit eterno", que é uma alteração aleatória natural induzida pela agitação térmica dos átomos (ou seja, o tempo de vida o bit), supera 1 bilhão de anos.

Nanotubos de carbono e a Spintrônica

A spintrônica é uma espécie de eletrônica super-evoluída, que não mais utiliza a carga dos elétrons, o que é a base da atual eletrônica, mas uma interação única entre o seu movimento e seu campo magnético associado - o chamado spin - quando estão sobre um nanotubo de carbono. E uma nova descoberta científica poderá ter implicações profundas no campo da spintrônica.

Além de uma carga, todos os elétrons têm um campo magnético associado - o chamado spin. Como todo imã, o spin pode ser polarizado apontando para um lado ou para o outro, podendo ser usado como um bit, guardando 0 ou 1. O problema está em medir e controlar o spin, que é algo bastante difícil.

Nas camadas planas de grafite, ou mesmo no grafeno, o movimento dos elétrons não afeta o spin, que apontam em direções aleatórias. Como resultado, o grafite não era um candidato óbvio para a fabricação de componentes spintrônicos.

"Entretanto, nossos resultados mostram que, se a camada de grafite for curvada em um tubo com um diâmetro de apenas alguns nanômetros, o spin dos elétrons individuais é fortemente influenciado pelo movimento dos elétrons. Quando os elétrons sobre o nanotubo são forçados a se moverem em círculos ao redor do tubo, o resultado é que todos os spins passam a apontar na direção do tubo," explicam Thomas Sand Jespersen e Kasper Grove-Rasmussen, do Instituto Niels Bohr.

Ao contrário do que os cientistas acreditavam, os resultados mostram que o alinhamento dos spins ocorre de forma geral, com qualquer quantidade de elétrons, em nanotubos de carbono com defeitos e impurezas, o que é fundamental quando se caminha rumo a componentes realísticos.

Isso abre um leque de novas possibilidades para o controle do spin e para sua aplicação prática.