quinta-feira, 27 de julho de 2017

Um mapa dos sons que circulam pelo espaço em volta da Terra

Com informações da NASA -  

Sons do espaço ajudam a proteger satélites de comunicação
Este mapa mostra como as ondas sonoras preenchem o espaço em torno da Terra. [Imagem: NASA Goddard Space Flight Center/Brian Monroe]
A plenitude e o ruído do espaço
Embora seja poética, a expressão "No vazio e no silêncio do espaço" está longe de ser correta: O espaço não é vazio e nem está em silêncio.
Embora seja tecnicamente considerado um vácuo, o espaço contém partículas carregadas de alta energia, governadas por campos magnéticos e elétricos, que se comportam de forma diferente de qualquer coisa que vivenciamos na Terra.
Em regiões dominadas por campos magnéticos, como o ambiente espacial que circunda nosso planeta, as partículas são continuamente jogadas de um lado para o outro pelo movimento de várias ondas eletromagnéticas conhecidas como ondas de plasma. Essas ondas de plasma, como o rugido contínuo do oceano, criam uma cacofonia rítmica que - com as ferramentas certas - podem ser gravadas.
Cientistas da NASA estão usando as sondas gêmeas da missão Van Allen - as mesmas que descobriram um novo cinturão de radiação ao redor da Terra - para entender a dinâmica dessas ondas de plasma.
Agora, eles apresentaram um novo mapa dessas interações, que deverá permitir melhorar as previsões do tempo espacial, que pode ter efeitos prejudiciais nos satélites e nos sinais de telecomunicações. As observações das duas sondas permitiram registrar esses estranhos sons do espaço, feitos por diferentes ondas de plasma na sinfonia de partículas em torno da Terra.
Ao entender como as ondas e as partículas interagem no espaço, é possível começar a compreender como os elétrons são acelerados ou escapam dos cinturões de radiação - os cinturões de Van Allen -, o que por sua vez poderá ajudar a proteger nossos satélites e telecomunicações no espaço.
Sons do espaço ajudam a proteger satélites de comunicação
Diferentes tipos de ondas de plasma desencadeadas por vários mecanismos ocupam diferentes regiões do espaço em torno da Terra. [Imagem: NASA Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith]
Sons do espaço
As duas sondas Van Allen usam um aparelho chamado EMFISIS - abreviação em inglês para "Conjunto de Instrumentos para Medição de Campo Elétrico e Magnético e Ciência Integrada" - para medir as ondas elétricas e magnéticas que circulam em volta da Terra. Quando as naves encontram uma onda, os sensores gravam as mudanças na frequência dos campos elétricos e magnéticos. Basta então mudar as frequências para a faixa audível para que seja possível literalmente ouvir os sons do espaço.
Um tipo de onda de plasma fundamental para moldar o ambiente espacial próximo da Terra são as chamadas ondas de modo assovio. Elas criam sons distintos dependendo do plasma em que viajam. Por exemplo, a região bem próxima à superfície da Terra, chamada plasmasfera, é relativamente densa de plasma frio, o que torna as ondas muito diferentes daquelas que viajam por regiões mais afastadas. Embora diferentes ondas em modo assovio "cantem" melodias diferentes, todas movem-se da mesma maneira, com as mesmas propriedades eletromagnéticas.
Essas ondas também são geradas quando um raio atinge a Terra. A descarga elétrica desencadeia ondas de plasma, algumas das quais escapam da atmosfera e chocam-se com as linhas do campo magnético da Terra. Como um raio cria uma gama de frequências, e como as frequências mais altas viajam mais rapidamente, a onda gera um apito que começa alto e vai decaindo - um autêntico assovio.

Para além da plasmasfera, onde o plasma é tênue e relativamente quente, as ondas se parecem mais com o chilrear de um bando de pássaros barulhentos. Esse tipo de onda é chamado de coro e é criado quando os elétrons são empurrados para o lado noturno da Terra - o que, em alguns casos, pode ser causado pela reconexão magnética, uma explosão dinâmica de linhas de campo magnético emaranhadas no lado escuro da Terra. Quando esses elétrons de baixa energia atingem o plasma, eles interagem com partículas, transmitindo energia e criando um tom ascendente único.
Fonte: Inovação Tecnológica

Quais serão os últimos sobreviventes da Terra?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Quais serão os últimos sobreviventes da Terra?
A extinção do ser humano não significará a extinção da vida na Terra. [Imagem: Vicky Madden/Bob Goldstein/UNC Chapel Hil]

Ao discutir cataclismas cósmicos e armagedons de diversos tipos, incluindo a morte natural do Sol, que deverá virtualmente "engolir" a Terra, é comum se falar sobre a extinção da vida humana no planeta.
Fim da vida na Terra
Mas a extinção do ser humano não significará a extinção da vida na Terra.
Isto porque há muitos animais mais resistentes do que nós.
Mas então, se - ou quando - tivermos a infelicidade de sermos atingidos por esses cataclismas, qual será o limite da vida no planeta?
Ou, em outras palavras, qual será a última forma de vida a resistir para ver o apagar definitivo das luzes, ou para morrer junto com a Terra?
É claro que isso é muito mais do que uma mera curiosidade. Definir a resiliência das formas de vida conhecidas pode estipular limites mais amplos para a busca de vida em outros planetas - em Marte, por exemplo, por mais improvável que hoje pareça qualquer possibilidade de vida no planeta vermelho.
Animal mais resistente da Terra
Para chegar a uma resposta para essa questão, o brasileiro Rafael Alves Batista, atualmente fazendo um curso de pós-doutorado no Departamento de Física da Universidade de Oxford, pegou os eventos cósmicos catastróficos mais prováveis e partiu da forma de vida mais resistente que conhecemos.
O animal mais resistente que se conhece é o tardígrado, um microanimal de oito patas, também conhecido como urso d'água, que já sobreviveu por 18 meses no vácuo do espaço.
Outros estudos mostraram que o tardígrado é capaz de sobreviver por até 30 anos sem comida ou água, suportar temperaturas de até 150 graus Celsius e sobreviver nas imensas pressões do fundo dos oceanos. Dificuldades à parte, o microanimal pode viver até 60 anos e crescer até um tamanho máximo de 0,5 mm.
Rafael e seus colegas listaram então os principais eventos cósmicos que podem ameaçar a vida na Terra: o impacto de um grande asteroide, a explosão de uma estrela na forma de uma supernova ou uma explosão de raios gama. E, no final de tudo, a esperada morte do Sol, quando ele se transformará em uma gigante vermelha, expelindo para o espaço ao seu redor quase metade de sua massa na forma de nuvens de poeira e gás - o Sol crescerá tanto que muitos cálculos indicam que ele poderá engolir Mercúrio, Vênus e a Terra.
Quais serão os últimos sobreviventes da Terra?
Os ursos d'água podem viver até 60 anos - e podem viver 30 anos sem comida ou água. [Imagem: Willow Gabriel/Bio/UNC Chapel Hil]
Riscos à vida na Terra
No caso dos asteroides, há apenas uma dúzia de asteroides e planetas anões conhecidos com massa suficiente para, em caso de choque, fazer os oceanos da Terra ferverem e evaporarem (2x1018 kg), criando o que os pesquisadores chamam de "esfera de esterilização". Isso inclui Vesta (2x1020 kg) e Plutão (1022 kg), mas nenhum desses objetos cruzará a órbita terrestre, portanto não representam uma ameaça para nós e nem para os tardígrados.
No caso de uma supernova, para ferver os oceanos da Terra a estrela que explodiria precisaria estar a 0,14 anos-luz de distância. A estrela mais próxima do Sol está a quatro anos-luz de distância e a probabilidade de uma estrela maciça explodir próximo o suficiente da Terra para matar todas as formas de vida dentro da faixa de expectativa de vida do Sol é insignificante.
As rajadas de raios gama têm mais energia, mas também são mais raras do que as supernovas. Tais como as supernovas, as explosões de raios gama estão muito distantes da Terra para serem consideradas uma ameaça viável. Para poder ferver os oceanos do planeta, a explosão não deve estar a mais de 40 anos-luz de distância, e a probabilidade de uma explosão tão próxima é igualmente insignificante.
Assim, mesmo que os humanos desapareçam da face da Terra, qualquer que seja a razão, os tardígrados provavelmente sobreviverão até a morte do Sol.
"Sem a nossa tecnologia para nos proteger, os seres humanos são uma espécie muito sensível. Mudanças sutis em nosso ambiente nos impactam dramaticamente. Existem muitas espécies mais resilientes na Terra. A vida neste planeta pode continuar muito depois que os humanos se forem.
"Os tardígrados estão próximos da indestrutibilidade em termos da vida na Terra, mas é possível que existam outros exemplos de espécies resilientes em outros lugares do Universo. Neste contexto, é factível procurar vida em Marte e em outras áreas do Sistema Solar em geral. Se os tardígrados são a espécie mais resiliente da Terra, quem sabe o que mais existe?" comentou Rafael.

Bibliografia:

The Resilience of Life to Astrophysical Events
David Sloan, Rafael Alves Batista, Abraham Loeb
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 5419
DOI: 10.1038/s41598-017-05796-x
Fonte: Inovação Tecnológica

Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas
A pequena garra deste robô também se movimenta pelo mesmo princípio, sendo aberta e fechada de forma controlada. [Imagem: Wyss Institute at Harvard University]
Robôs de origami para medicina
Engenheiros da Universidade de Harvard, nos EUA, estão começando a alimentar seus robôs flexíveis usando transmissão de eletricidade à distância.
A equipe é especializada em pequenos robôs construídos com técnicas de origami, que têm uma vocação natural para serem leves e flexíveis. Mas os fios e as baterias estragam tudo.
"Tal como no origami, um dos principais pontos do nosso design é a simplicidade. Este sistema requer apenas componentes eletrônicos básicos e passivos no robô para receber a eletricidade - a estrutura do próprio robô cuida do resto," disse o pesquisador Je-sung Koh.
"Os dispositivos médicos hoje são geralmente limitados pelo tamanho das baterias que os alimentam, enquanto esses robôs de origami com energia remota podem romper essa barreira de tamanho e potencialmente oferecer abordagens totalmente novas e minimamente invasivas para medicamentos e cirurgias no futuro," acrescentou o professor Donald Ingber.
Músculos artificiais e triângulos
O módulo básico responsável pela movimentação dos robôs é plano e fino, lembrando o papel no qual se baseiam. São tetraedros plásticos com três triângulos externos conectados a um triângulo central por dobradiças.
Anexadas às dobradiças vão bobinas feitas de um tipo de músculo artificialconhecido como liga com memória de forma (SMA), que, após sofrer uma deformação, pode recuperar sua forma original por aquecimento a uma determinada temperatura.
Quando as dobradiças do robô ficam planas, as bobinas SMA são esticadas em seu estado "deformado"; quando uma corrente elétrica é passada através do circuito e as bobinas aquecem, elas retornam ao seu estado original, ou "relaxado", contraindo-se como pequenos músculos e dobrando os triângulos externos em direção ao centro. Quando a corrente é interrompida, as bobinas SMA são esticadas de volta devido à flexão da dobradiça, fazendo os triângulos externos retornarem à sua posição.
É essa alternância de posições que movimenta os robôs e aciona suas pequenas garras frontais.
Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas
Estrutura básica de movimentação dos robôs de origami, baseada em triângulos e músculos artificiais. [Imagem: Wyss Institute at Harvard University]
Eletricidade seletiva
A novidade nesta versão dos robôs de origami é que a eletricidade agora está sendo transmitida sem fios para os robôs, que puderam ficar mais simples e mais leves, o que permitirá que eles assumam funcionalidades, e não fiquem apenas andando de um lado para o outro.
Uma bobina externa conectada a uma fonte de energia gera um campo magnético, que por sua vez induz uma corrente nos circuitos do robô. Para controlar quais bobinas vão se contrair a cada momento, a equipe construiu um ressonador em cada bobina e ajustou-o para responder apenas a uma frequência eletromagnética específica. Ao alterar a frequência do campo magnético externo, eles conseguem gerar energia para cada bobina independentemente.
"Não apenas os movimentos de dobramento dos nossos robôs são repetitivos, como também podemos controlar quando e onde esses movimentos acontecem, o que permite movimentos mais complexos," disse o pesquisador Mustafa Boyvat.

Bibliografia:

Addressable wireless actuation for multijoint folding robots and devices
Mustafa Boyvat, Je-Sung Koh, Robert J. Wood
Science Robotics
Vol.: 2, Issue 8, eaan1544
DOI: 10.1126/scirobotics.aan1544
Fonte: Inovação tecnológica