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quarta-feira, 24 de julho de 2013

O truque de voar é começar por algo tão simples que ninguém ache digno de notar e terminar por algo tão complexo que ninguém entenda






















Um avião movido à luz solar toma conta dos céus



Por admiração que tenho por aviões e outras assuntos relacionado a ciência , fiquei sabendo por uma amiga minha sobre um Avião movido por energia solar , pois é fiquei sabendo por ela Jessica Fiuza, que com tal assunto me deixou intrigado e com algumas curiosidades básicas , deixo esse post especialmente para ela e para outras pessoas que tenham interesse no assunto , pois esse assunto e muito complexo e requer muitos mais detalhes dessas informações precárias que repasso , porém deixo as informações básicas que acredito ser útil para entender como funciona ,  me parece que estamos novamente em 1906 quando Santos Dumont colocou para voar pela primeira vez, o 14-bis, avião que deu o pontapé inicial de nossa história aeronáutica, Dessa vez, a novidade era a força que movia a máquina, um novo conceito  ENERGIA SOLAR? É ISSO MESMO, ENERGIA SOLAR .
O projeto Solar Impulse começou em 2003 com um orçamento de dez anos de US$ 128 milhões, e envolveu engenheiros da fabricante suíça de elevadores Schindler e pesquisadores do grupo belga de químicos Solvay.O avião, que necessita de 12 mil células solares, embarcou em seu primeiro voo em abril de 2010, e completou um voo de 26 horas três meses depois, um recorde de tempo de voo para uma aeronave alimentada por luz solar.Com uma velocidade média de voo de 70 km/h, o Solar Impulse não é uma ameaça imediata para jatos comerciais, que podem facilmente viajar com uma velocidade mais de dez vezes maior.Os líderes do projeto admitiram que o maior desafio seria adaptar um avião de velocidade baixa ao sistema de tráfego aéreo comercial.A próxima meta do grupo que desenvolveu a máquina é dar a volta ao mundo num desses aviões, objetivo que eles pretendem atingir em 2013, o que lhes dá esperança é o ineditismo do avião ter passado a noite toda voando perfeitamente, sem apresentar falhas que acusassem a ausência dos raios solares. 

Os Fótons 

  
A luz é formada por fótons, partículas de energia luminosa. Ao se chocarem com as células do painel, causam a transferência desta energia aos elétrons, que constituem os materiais da célula fotovoltaica, formando a corrente (medida em Ampère).O campo elétrico da célula, por sua vez, cria a voltagem (medida em Volts). Com ambos (voltagem e corrente) temos a terceira grandeza: a potência que é medida em Watts.A eletricidade gerada é polarizada, ou seja, há um pólo de contato + (positivo) e outro - (negativo) e produz a "corrente direta" ou “contínua” (CC), assim como é a propriedade da eletricidade  das baterias que difere da energia gerada e distribuída da rede elétrica convencional, onde tal polaridade se alterna, ora sendo positiva, ora negativa. Em razão disto, no "fluxo" da corrente, esta é “alternada” (CA) que e Para a alimentação de equipamentos construídos para CA, a energia solar deve ser alterada de corrente contínua (CC) para alternada (CA). Isso é efetuado através dos “inversores” que reproduzem o perfil "senoidal" característico da corrente de energia solar . 

O Que é Uma Célula Solar FOTOVOLTAICA ?


A geração de energia elétrica através da luz se dá pelo uso de células fotossensíveis chamadas de células solares fotovoltáicas. As células fotovoltaicas em geral são constituídas de  materiais semicondutores, com características cristalinas e depositadas sobre sílica ou poliméricas e neste caso, aplicadas sobre filmes flexíveis.Cada tecnologia e materiais aplicados, apresentam diferentes rendimentos de geração elétrica, seja pela capacidade das grades metálicas de coletarem elétrons e transferi-los à parte
externa, ou pela sensibilidade deste ou daquele material à uma determinada freqüência de luz.Estas células, agrupadas em módulos ou painéis, compõem os painéis solares fotovoltaicos.Um sistema é composto pelo painel, controlador de carga, acumulador e outros acessórios. Após a montagem dos conjuntos de células, estas recebem uma camada de material transparente para encapsular e as proteger. Materiais são aplicados para criar uma estrutura, aumentando a resistência mecânica e proteção contra intempéries.As mudanças na estrutura de uma célula encapsulada e protegida, só apresenta degradação ou queda da geração elétrica após longos anos e em pequenas porcentagens. Todo este conjunto gerará eletricidade por muitos anos, sem desgaste, pois o processo se dá na troca de cargas, nos átomos, sem esforço mecânico, atrito de partes.

Aerodinâmica


A envergadura do Solar Impulse será de 80 metros, ligeiramente maior do que a envergadura de um Airbus A380, a fim de minimizar o a quantidade de energia necessária para mantê-lo no ar, e oferecerá uma superfície máxima para as células solares. Essa característica, que proporciona um auto-sustentação de 8 kg/m², cria uma sensibilidade maior a turbulências. A estrutura ultra-leve deverá ser construída com fibra de carbono.

Estrutura


Enquanto tradicionalmente se tem uma densidade de área na ordem dos 10 kg/m², no projeto Solar Impulse deverá ser obtido algo na ordem de 0.5 kg/m². Estes materiais podem também ter funcionalidade integrada, sensores interpretados de maneira automática, controle ativo, uma camada de células solares ultra-finas será integrada à asa. Estas células são projetadas de modo a serem flexíveis o suficiente para resistir a deformações e vibrações.Células fotovoltaicas gerarão eletricidade durante o dia, que servirá tanto para propulsionar o avião, como para recarregar baterias que possibilitarão o voo noturno. A energia acumulada durante o dia será armazenadas em baterias de lítium localizadas dentro das asas; a densidade de cada uma delas deverá ser algo próximo de 200 Wh/kg, e elas deverão suportar que a temperatura varie entre +80 C e –60 C,O cockpit proporcionará pressurização, oxigênio e várias características ambientais que permitirão ao piloto uma altitude de cruzeiro de 12,000 metres.

Um Pouco de Números 


Aeronave de 15 toneladas, feita de fibra de carbono, contava com um painel solar de 63m de comprimento, instalado sobre as asas. No total, o painel contava com 12.000 células foto-sensíveis, que foram capazes de levar o avião, de 4 motores, a uma altura de 8.700m, quase as medidas do Monte Everest (8.848m), cume do planeta Terra. É um novo recorde mundial em duração e altura para um voo à energia solar.A próxima meta do grupo que desenvolveu a máquina é dar a volta ao mundo num desses aviões, objetivo que eles pretendem atingir em 2013. O que lhes dá esperança é o ineditismo de o avião ter passado a noite toda voando perfeitamente, sem apresentar falhas que acusassem a ausência dos raios solares. Quando o avião desceu, as baterias ainda tinham carga para mais três horas de vôo, o que animou muito a equipe hehe ,mas quem financia isso tudo ? o  projeto é parcialmente financiado por companhias privadas tais como Solvay, Omega, Deutsche Bank e Altran. A EPFL, a en:European Space Agency (ESA) e o Dassault fornecem conhecimentos técnicos especializados.Solar Impulse não é uma aeronave que você vai ser capaz de voar em breve. "Não é projetado para transportar pessoas ou mesmo de carga, mas como uma mensagem de que a energia sustentável é uma opção viável para a humanidade", diz Borschberg.Voando a uma velocidade média de 44 mph, que já completou uma série de voos em toda a Europa, incluindo um de Payerne para Marrocos, e chegou mesmo a voar durante a noite.
Em maio a equipe do Solar Impulse planeja fretar o avião de um assento para a Costa Oeste de os EUA e pilotá-lo, em três ou quatro pernas, para a Costa Leste. A equipe também está construindo Solar Impulse HB-SIB , uma versão mais forte do avião, em que "tudo está atualizado" para que em 2015 ele será capaz de voar ao redor do mundo, diz Borschberg C & PT.
Foi uma palestra motivacional por Piccard que, em 2003, levou Solvay para participar do projeto como seu sócio fundador. "Esse tipo de projeto é único na história da Solvay. É um projeto com uma idéia para fazer um mundo melhor ", diz Claude Michel, que comanda o time Solar Impulse da Solvay de cerca de 10 funcionários. "Nós reconhecemos o valor Piccard tem em termos de inovação, o seu espírito pioneiro e respeito para as pessoas e para o planeta, e nós descobrimos que tínhamos o mesmo conjunto de valores".
A contribuição da Solvay com a construção do avião 11 inclui materiais usados ​​em 25 aplicações diferentes e mais do que 6.000 partes. Entre suas atividades, a empresa tem fornecido plásticos leves para substituir metais, técnicas para melhorar baterias de polímero de íon de lítio, e um amplo corpo de pesquisa de materiais e know-how.Copolímero de flúor marca Halar da Solvay, por exemplo, está sendo usado para encapsular células fotovoltaicas finas do avião. Halar é resistente à radiação ultravioleta, é à prova de água, e forma uma película leve com menos de 20 um de espessura. Antes do projeto Solar Impulse, Solvay Halar usado apenas para materiais de revestimento, como os metais, mas a empresa está agora a olhar para usá-lo em uma variedade de aplicações, Michel diz.Solvay terá investido US $ 16 milhões em projecto, incluindo uma contribuição em dinheiro eo valor de seu tempo e de peças, no momento em que o Solar Impulse HB-SIB faz seu vôo mundial em 2015. "É um bom investimento", 


















terça-feira, 9 de julho de 2013

Telescópio espacial Hubble ( ESA / Hubble )






















A história do Telescópio espacial Hubble 


Pode ser rastreada até 1923, quando Hermann Oberth (considerado junto com Robert Goddard e Konstantin Tsiolkovsky os pais dos foguetes modernos) publicou Die Rakete zu den Planetenräumen (O Foguete no Espaço Planetário), onde mencionou como um telescópio poderia ser lançado em órbita da Terra por um foguete.
A astronomia baseada no espaço estava apenas no início nos anos seguintes à Segunda Guerra Mundial, período em que os cientistas utilizaram a tecnologia melhorada dos foguetes. Em 1946 o astrônomo Lyman Spitzer escreveu o artigo Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory (Vantagens Astronômicas de um Observatório Extraterrestre), onde discutiu as duas principais vantagens que um observatório baseado no espaço teria a mais do que os telescópios terrestres: primeiro, a resolução óptica (distância mínima de separação entre objetos na qual eles permaneçam claramente distintos) estaria limitada apenas pela difração, em oposição aos efeitos da turbulência da atmosfera que provocam o fenômeno do seeing. Os telescópios terrestres estão tipicamente limitados a resoluções de 0,5–1,0 segundos de arco (arcsec), comparativamente aos valores teóricos de resolução de difração limitada de cerca de 0,1 arc para um telescópio com um espelho de 2,5 m em diâmetro. A segunda maior vantagem seria a possibilidade de observar luz infravermelha e ultravioleta, que são fortemente absorvidas pela atmosfera.2 No mesmo ano, foram obtidos os primeiros espectros ultravioleta do Sol.
Em 1962, vários eventos importantes: a NASA lançou o Orbiting Solar Observatory para obter espectros de UV, raio-X e raios gama; a Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos publicou um relatório recomendando o desenvolvimento de um telescópio espacial como parte integrante do programa espacial, e o Reino Unido lançou um telescópio em órbita como parte do programa espacial Ariel. Em 1965 Spitzer, que dedicou grande parte de sua carreira para estimular o desenvolvimento de um observatório espacial, foi indicado como dirigente de um comitê para a definição de objetivos científicos para um tal instrumento de grandes dimensões.
Em 1966 foi lançado o primeiro Observatório Astronômico Orbital (OAO), da NASA, cujas baterias apresentariam falhas após três dias, terminando a missão; mais tarde, o OAO-2, o projeto sucessor, permitiu fazer observações em ultravioleta das estrelas e galáxias desde o seu lançamento em 1968 até 1972, prazo muito além do tempo de vida planejado de apenas um ano. As missões OSO e OAO demonstraram o papel importante que as observações baseadas no espaço poderiam desempenhar na astronomia.4 Em 1968 a NASA iniciou a elaboração de planos para um telescópio espacial com um espelho de 3m de diâmetro, conhecido provisoriamente como Grande Telescópio Orbital ou Grande Telescópio Espacial (LST), com lançamento previsto para 1979. Os planos enfatizavam a necessidade de missões tripuladas para a manutenção do telescópio, de forma a justificar um investimento tão caro ao longo de um tempo de vida extenso, e os projetos em redor da tecnologia reutilizável do Vaivém Espacial indicavam que tal seria possível em pouco tempo.


Sistema óptico


Opticamente o Hubble é um refletor tipo Cassegrain com um projeto Ritchey-Chrétien. Este projeto, com dois grandes espelhos hiperbólicos, é bom para fotografar um largo campo de vista, mas tem a desvantagem de ser de difícil construção. Os sistemas relacionados com a óptica e espelhos do telescópio representavam a parte crucial, e seriam concebidos segundo especificações muito rígidas. Em média, os telescópios usam espelhos polidos para uma precisão de cerca de um   décimo do c
omprimento de onda da luz visível; porém, uma vez que o Telescópio Espacial seria utilizado para observações na gama do ultravioleta ao infravermelho com uma resolução dez vezes superior aos telescópios antecessores, o espelho deste teria que ser polido para uma precisão de 10 nanómetros, cerca de 1/65 do comprimento de onda da luz vermelha.
A Perkin-Elmer planeava utilizar maquinaria assistida por computador extremamente sofisticada para modelar o espelho segundo as especificações impostas,17 mas para o caso da sua tecnologia de ponta apresentar dificuldades, a Kodak estava também contratada para construir um espelho de salvaguarda utilizando as técnicas de polimento tradicionais.18 A construção do espelho foi iniciada em 1979, utilizando vidro de expansão ultra-reduzida. Para reduzir ao máximo o peso do espelho, este foi acondicionado numa espécie de sanduíche de duas placas de cerca de uma polegada de altura e uma estrutura em forma de colmeia no meio. O polimento prolongou-se de 1979 até maio de 1981. Mais tarde, relatórios da NASA questionaram a estrutura intermédia proposta pela Perkin-Elmer, o que acarretou complicações de agenda e de orçamento. O espelho foi concluído nos finais de 1981, com o acrescento de um revestimento reflectivo em alumínio, de espessura de 75 mm, e outro revestimento protetor de fluoreto de magnésio, de 25 mm de espessura, o que permitia aumentar a reflexão da luz ultravioleta.


Instrumentos originais

Lançamento do Hubble pela Discovery na Missão STS-31Quando lançado, o Hubble transportava cinco instrumentos científicos: a Wide Field and Planetary Camera (câmera de campo largo e planetário - WF/PC), o Goddard High Resolution Spectrograph (espectrógrafo de alta resolução Goddard - GHRS), o High Speed Photometer (fotômetro de alta velocidade - HSP), a Faint Object Camera (câmera de objetos pálidos - FOC) e o Faint Object Spectrograph (espectrógrafo de objetos pálidos - FOS). A WF/PC era um dispositivo de imagem de alta resolução destinado principalmente para observações ópticas. Foi construído pelo Jet Propulsion Laboratory da NASA, e incorporou um conjunto de 48 filtros de isolamento das linhas espectrais de particular interesse astrofísico. O instrumento continha oito chips CCD divididos entre duas câmeras, cada uma com quatro CCDs. A câmera de campo largo WF abrangeu um campo de grande angular em detrimento da resolução, enquanto a câmera planetária PC tomava imagens em um comprimento focal mais eficaz do que os chips WF, dando-lhe uma maior ampliação.O GHRS foi um espectrógrafo projetado para operar no ultravioleta. Foi construído pelo Goddard Space Flight Center, e pode alcançar uma resolução espectral de 90.000.27 Também otimizadas para observações ultravioleta eram a FOC e a FOS, que conseguiram a mais alta resolução de todos os instrumentos no Hubble. Ao invés de CCDs, estes três instrumentos utilizaram a contagem digital de fótons como detector. A FOC foi construído pela ESA, enquanto a Universidade da Califórnia em San Diego e a Martin Marietta Corporation construiu o FOS.O instrumento final era o HSP, projetado e construído na Universidade de Wisconsin-Madison. Foi otimizado para observações em luz visível e ultravioleta de estrelas variáveis ​​e outros objetos astronômicos variando de brilho. Poderia fazer até 100.000 medições por segundo com uma precisão fotométrica de cerca de 2% ou melhor. O sistema de orientação HST também pode ser usado como um instrumento científico. Seus três Fine Guidance Sensors (sensores de orientação fina - FGS) são utilizados principalmente para manter o telescópio apontado com precisão durante a observação, mas também pode ser usado para realizar astrometria extremamente precisa. Já foram obtidas medições de 0,0003 arcsecs.

Transmissão para a Terra


Os dados recolhidos pelo Hubble eram inicialmente armazenados na nave. À data do seu lançamento, o equipamento de armazenamento consistia em gravadores de fita (cassete), sendo substituídos por dispositivos não-mecânicos durante as missões de assistência 2 e 3A. Depois de armazenados, os dados são transferidos para as instalações em terra através de uma rede de satélites concebida de modo que outros satélites em órbitas baixas possam comunicar com as respectivas instalações de controle de missão durante cerca de 85% do seu tempo em órbita. Esta rede de satélites foi batizada de Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS). Os dados são então retransmitidos para as estações terrestres do TDRSS e, posteriormente, para o Goddard Space Flight Center para arquivação, ( Arquivo )Todos os dados recolhidos pelo Hubble são eventualmente disponibilizados ao público através dos websites do STSI, CADC e ESO. Porém, o acesso a esses dados é restringido, durante um ano, ao Investigador Principal e alguns outros astrónomos por ele designados. No entanto, o Principal pode requerer junto do STSI o alargamento deste prazo.As observações realizadas durante o tempo atribuído são publicadas imediatamente, sem prazo. Dados sobre a calibragem dos instrumentos e outras frames inutilizadas são também publicados sem qualquer atraso. Toda informação constante neste arquivo encontra-se no formato FITS, muito recomendado para análise astronómica, mas não para utilização generalizada. O Hubble Heritage Project processa e publica uma pequena selecção das imagens mais impressionantes nos formatos JPEG e TIFF , (Redução do pipeline ) Os dados astronómicos recolhidos com CCDs devem ser processados/calibrados em várias operações até estarem preparados para análise astronómica. O STSI desenvolveu software sofisticado que automaticamente calibra os dados sempre que são requisitados do arquivo, usando os melhores ficheiros de calibração possíveis. Este processamento em tempo real implica que requisições de grandes volumes de dados podem demorar um dia ou mais para serem processadas e devolvidas. Este processo de calibração automática é designado de redução do pipeline, e é cada vez mais comum nos observatórios. No entanto, os próprios astrónomos podem requisitar os ficheiros de calibração e executar o sofware de redução do pipeline localmente, aconselhável quando é necessário utilizar outros ficheiros de calibração que não aqueles seleccionados automaticamente.


Da câmara aos cientistas


O Hubble Heritage Project foi criado para produzir imagens de alta qualidade para consumo público dos objetos mais interessantes e marcantes observados. A equipe do projeto é constituída por astrônomos amadores e profissionais, bem como de pessoas com experiência além da astronomia, e enfatiza o caráter estético das imagens do Hubble. O projeto dispõe de um certo tempo de observação no cronograma do telescópio para produzir imagens inéditas em cores.87 Além disso, o STSI mantém vários sites para o público em geral, contendo imagens do Hubble e informações sobre o telescópio. A divulgação é coordenada pelo Office for Public Outreach, que foi criado em 2000 para garantir que os contribuintes dos EUA vejam os benefícios de seus investimentos no programa do telescópio espacial.Desde 1999 as atividades do Hubble são divulgadas na Europa pelo Hubble European Space Agency Information Centre (HEIC).92 Este departamento foi criado no Space Telescope - European Coordinating Facility (ST-ECF), em Munique, na Alemanha. A missão do HEIC é cumprir as tarefas de divulgação e educação do Hubble para a Agência Espacial Europeia (ESA). O trabalho é centrado na produção de notícias e fotos interessantes que destacam os resultados do Hubble para a ciência e a contribuição de cientistas europeus para o observatório. O grupo também produz versões em vídeo e outros materia
is de ensino. O Telescópio Espacial Hubble já recebeu dois prêmios Space Achievement Awards da Space Foundation por suas atividades de divulgação, em 2001 e 2010 .


Algumas Imagens que selecionei no site oficial , 10 imagens que achei incrível tamanho expansão do nosso universo . quem quiser ver o site é esse http://www.spacetelescope.org/images/heic1110a/ .