Antes de lançar equipamento para o espaço, a NASA envia material para o Centro de Pesquisa Glenn, no estado norte-americano do Ohio. A sua adequação às condições extremas no vácuo do universo é testada aqui.
O sonho de Galileo
A cúpula branca no local de pesquisa da NASA perto de Sandusky, no norte do estado de Ohio, se curva sobre a câmara de vácuo de simulação espacial. Com uma altura de 37 metros e um diâmetro de 30 metros, é a maior câmara de vácuo do mundo. Galileu Galilei teria ficado encantado se ela já existisse no seu tempo. Nesta enorme sala é possível observar empiricamente que as suas leis de queda de corpos estão corretas e que um punhado de penas cai tão rapidamente quanto uma bola de boliche.
Testes para a missão da ISS e Marte
Graças ao seu equipamento técnico, a câmara, que foi construída desde 1969, é adequada tanto como campo experimental para pesquisa básica quanto para testes de novos desenvolvimentos industriais. No entanto, ela é usada principalmente por engenheiros da NASA como uma sala de teste para todos os tipos de hardware que serão posteriormente utilizados no espaço. Satélites, sondas, plataformas de propulsão para mísseis, cápsulas de tripulação e veículos lunares já foram colocados aqui e expostos a condições extremas semelhantes às que prevalecem no espaço. Os especialistas examinaram também, por exemplo, se e de que forma as velas solares da Estação Espacial Internacional (EEI) se comportam no vácuo. No momento, os experimentos do centro estão focados na missão Marte. Os testes incluem, por exemplo, um sistema de airbag de aterrisagem para dois veículos que serão usados na missão.
Além do vácuo espacial, as simulações incluem as grandes flutuações de temperatura no espaço e a forte radiação UV do sol. A temperatura interna da câmara pode ser aquecida a 60 graus Celsius e resfriada a menos 160 graus Celsius. Lâmpadas de quartzo com uma potência de 4400 quilowatts são utilizadas para criar um efeito solar artificial.
Bomba de vácuo de última geração O interior da câmara é revestido com alumínio e tem um volume de 22.653 metro cúbico. Isto corresponde aproximadamente à capacidade de dez piscinas olímpicas. Uma camada externa de concreto com até 2,4 metros de espessura protege a estrutura contra forças externas quando as portas de 15 por 15 metros nas laterais da câmara fecham com o pressionar de um botão e a pressão do ar cai gradualmente dentro da câmara.
Várias bombas de vácuo são combinadas, incluindo bomba de vácuo de palheta rotativa e bomba de vácuo turbomolecular para alcançar o vácuo ultraalto do espaço. O transporte das 30 toneladas de ar para fora da câmara demora várias horas. Apenas cerca de duas gramas permanecem dentro câmara. A pressão do ar é de 0,000000000013 bar ou 130 micropascal. Isto corresponde a um bilionésimo da pressão atmosférica na Terra.
Espaço sideral na terra
Huge vacuum chamber in Ohio simulates the conditions of space
Para que o Galileo precisaria de uma câmara de vácuo?
Os objetos pesados caem mais rápido do que os leves? Aristóteles fez esta pergunta por volta de 300 A.C. e, mais tarde, postulou com base nas suas observações que a taxa de queda de um objeto depende da sua massa. Depois que Galileu Galilei passou algum tempo considerando o movimento de objetos em queda quase 2000 anos depois, ele duvidou da teoria do antigo erudito: ele notou que a resistência do ar desempenha um papel importante. Assim, ele construiu um plano inclinado e deixou uma bola de bronze rolar por ele várias vezes. Ao fazê-lo, ele variou repetidamente o declive, alterou as condições de teste e determinou o tempo de movimento da esfera com a ajuda de sinos, um medidor de água e a sua própria pulsação.
A partir de seus resultados, ele chegou a certas conclusões sobre o movimento de corpos em queda livre e estabeleceu as primeiras leis:
1. Taxa de queda (v) de um corpo aumenta proporcionalmente ao tempo de queda (t).
2. A distância de queda (h) aumenta proporcionalmente ao quadrado do tempo de queda (t2).
A massa ou forma do objeto não afeta a distância da queda ou a sua velocidade. No entanto, Galileu tinha a perfeita noção de que a sua tentativa era apenas capaz de fornecer valores aproximados. Ele precisaria de uma câmara de vácuo para uma checagem precisa - um pouco menor que o de Ohio teria bastado. Afinal de contas, todos os corpos caem à mesma velocidade somente sem resistência do ar, dentro do vácuo. O fato de Galileu ter chegado a conclusões corretas sem uma câmara de vácuo torna a sua conquista científica ainda mais importante.
Os objetos pesados caem mais rápido do que os leves? Aristóteles fez esta pergunta por volta de 300 A.C. e, mais tarde, postulou com base nas suas observações que a taxa de queda de um objeto depende da sua massa. Depois que Galileu Galilei passou algum tempo considerando o movimento de objetos em queda quase 2000 anos depois, ele duvidou da teoria do antigo erudito: ele notou que a resistência do ar desempenha um papel importante. Assim, ele construiu um plano inclinado e deixou uma bola de bronze rolar por ele várias vezes. Ao fazê-lo, ele variou repetidamente o declive, alterou as condições de teste e determinou o tempo de movimento da esfera com a ajuda de sinos, um medidor de água e a sua própria pulsação.
A partir de seus resultados, ele chegou a certas conclusões sobre o movimento de corpos em queda livre e estabeleceu as primeiras leis:
1. Taxa de queda (v) de um corpo aumenta proporcionalmente ao tempo de queda (t).
2. A distância de queda (h) aumenta proporcionalmente ao quadrado do tempo de queda (t2).
A massa ou forma do objeto não afeta a distância da queda ou a sua velocidade. No entanto, Galileu tinha a perfeita noção de que a sua tentativa era apenas capaz de fornecer valores aproximados. Ele precisaria de uma câmara de vácuo para uma checagem precisa - um pouco menor que o de Ohio teria bastado. Afinal de contas, todos os corpos caem à mesma velocidade somente sem resistência do ar, dentro do vácuo. O fato de Galileu ter chegado a conclusões corretas sem uma câmara de vácuo torna a sua conquista científica ainda mais importante.