O que são aqueles rastros brancos que alguns aviões deixam no céu?

Imagem: Getty Images

Parece fumaça, mas não é. Os rastros brancos deixados no céu por alguns aviões são como pequenas nuvens, na verdade, formadas pela condensação do vapor de água na atmosfera. 

O fenômeno é conhecido como “trilha ou esteira de condensação” ou, em inglês, “contrails''. Geralmente, essas nuvens aparecem quando o avião está em uma altitude acima de 8.000 metros e com uma temperatura externa abaixo de -40ºC.

Como funciona

Normalmente, a temperatura externa dos aviões quando atingem grandes altitudes (acima de 8.000 metros) é bastante baixa, chegando a -50ºC.

Ao mesmo tempo, as turbinas das aeronaves produzem uma descarga de gases quentes, com mais de 300ºC. Quando esses gases entram em contato com o ar extremamente frio, o vapor de água se resfria rapidamente e se condensa, formando pequenas gotas de água.

Com o movimento do avião, o resultado é uma fina nuvem, que pode ser longa e duradoura ou curta e rápida, dependendo da umidade e da temperatura da atmosfera. Quanto mais frio e úmido, maior e mais duradouro será o rastro. 

Embora sejam constituídos, em sua grande maioria, por cristais de gelo, as trilhas também podem conter outros elementos provenientes da exaustão das aeronaves, como fuligem e dióxido de enxofre.

Primeiras observações

Os primeiros trilhos de condensação foram observados durante e logo após o término da 1ª Guerra Mundial (1914-1918), quando os aviões finalmente alcançaram altitudes necessárias para o fenômeno.

Uma das primeiras observações aconteceu em 1919, durante um voo em Munique, na Alemanha. Na ocasião, a aeronave alcançou uma altitude de pouco mais de 9.200 metros.

Fontes: Nasa e Departamento de Controle do Espaço Aéreo

Disponível em:http://todosabordo.blogosfera.uol.com.br/2016/07/11/o-que-sao-aqueles-rastros-brancos-que-alguns-avioes-deixam-no-ceu/?cmpid=fb-uolnot

Semissatélite ou minilua? Asteroide acompanha a Terra

Com informações da BBC -  23/06/2016

Asteroide tem uma órbita em torno da Terra que o transforma em uma espécie de minilua.[Imagem: NASA]

Semissatélite

Astrônomos da NASA descobriram um pequeno asteroide que orbitando a Terra. Os cálculos indicam que ele deverá acompanhar a trajetória do nosso planeta por séculos.

Batizado como 2016 HO3, o asteroide dá voltas em torno da Terra enquanto percorre sua órbita ao redor do Sol, mas está distante demais para ser considerado um satélite, como a Lua.

"Como o 2016 HO3 circunda nosso planeta, mas nunca vai longe demais, já que ele e a Terra orbitam o Sol juntos, nos referimos a esse asteroide como um semissatélite", disse Paul Chodas, gerente do Centro de Estudos de Objetos Próximos da Terra, da NASA.

Segundo Chodas, o asteroide 2003 YN107 seguiu um padrão de órbita similar há dez anos, mas acabou se afastando após algum tempo.

"Esse novo asteroide parece estar mais preso à Terra. Nossos cálculos indicam que ele tem-se comportado como um semissatélite há quase um século e continuará a nos fazer companhia por vários séculos."

Dançando com a Terra

O 2016 HO3 foi visualizado pela primeira vez em 27 de abril deste ano. Seu tamanho ainda não foi determinado, mas é provável que tenha entre 40 metros e 100 metros de comprimento.

Em sua órbita, o 2016 HO3 passa metade do tempo mais próximo do Sol do que a Terra e, na outra metade, fica posicionado mais distante.

"Quando ele começa a se distanciar demais, a gravidade da Terra é forte o suficiente para reverter esse processo e mantê-lo em sua órbita. Assim, ele nunca se afasta além de uma distância de mais ou menos cem vezes a distância da Lua em relação à Terra," afirma Chodas. "O mesmo efeito o impede de chegar perto demais - ele chega no máximo até 38 vezes a distância da Lua. Assim, esse pequeno asteroide fica preso à Terra, como se estivesse fazendo uma dança com o nosso planeta."

Fonte: Inovação Tecnológica

SpaceX diz que irá a Marte em 2018 - Quais são as chances reais?

Com informações da New Scientist -  07/06/2016

Esta poderá ser a primeira nave humana "tripulável" - mas ainda vazia - a chegar em Marte. [Imagem: SpaceX]

Missão privada a Marte

A empresa SpaceX afirmou que pretende enviar uma missão a Marte em 2018 - mas quais são suas chances reais de sucesso?

Afinal, nas tão tradicionais contagens regressivas da era espacial, já estamos em "T menos dois anos" para que a cápsula Dragon, rebatizada de "Dragão Vermelho" para a missão, chegue ao planeta de mesma cor.

Os detalhes são escassos no momento, mas agora se sabe que o plano vem sendo gestado desde 2011. Desta forma, "é mais como um esforço de sete anos, que culminará com o lançamento em 2018," disse Brian Glass, do Centro de Pesquisas Ames, da NASA.

Falcão Pesado e Dragão tripulado

O foguete Falcon 9 foi lançado pela SpaceX pela primeira vez em 2008, e acápsula Dragon tem levado cargas para a Estação Espacial Internacional desde 2012. A viagem a Marte irá utilizar versões turbinados dos dois: o fogueteFalcon Heavy, essencialmente três estágios do Falcon amarrados juntos, e a cápsula Dragon 2, que já está contratada para levar astronautas para a ISS nos próximos anos.

"Se o Falcon Heavy permanecer dentro do cronograma e a Dragon 2 mantiver o cronograma, eles poderão conseguir [ir a Marte] em 2018," avalia Robert Braun, ex-chefe de tecnologia da NASA. "Se essas peças levarem mais tempo, então fica mais difícil fazer em 2018."

Nenhum dos dois equipamentos foi exaustivamente testado ainda. O primeiro lançamento do Falcon Heavy está previsto para o final deste ano, e a Dragon 2 deverá passar por testes de voo neste e no próximo ano, antes que astronautas de verdade embarquem nela.

Ir a Marte é fácil; difícil é pousar. [Imagem: SpaceX]

Chegar é uma coisa, pousar é outra

Na verdade, a parte difícil não é levar a nave espacial até Marte, mas colocá-la na superfície do planeta. Para ter sucesso, a empresa certamente vai precisar de alguma ajuda da NASA.

"Os desafios de sair da Terra e entrar na órbita de Marte são claramente administráveis," disse o especialista em política espacial John Logsdon, da Universidade George Washington, observando que o programa espacial da Índia fez isso na primeira tentativa. "Estou muito curioso como eles pretendem ir da órbita de Marte à superfície. Essa é a parte mais difícil."

Com a sua fina atmosfera e gravidade forte, Marte é um lugar difícil para pousar. Com 900 quilogramas, o robô Curiosity chegou ao limite da massa suportável por pára-quedas, e sua descida espetacular a bordo de um guindaste retropropelido por foguetes foi descrita como "sete minutos de terror" pelos engenheiros da NASA.

A cápsula Dragon 2 deverá pesar cerca de 6.400 kg, mais de sete vezes mais pesada que o robô. Ela será equipada com oito motores que lhe permitirão brecar, pairar e, eventualmente pousar - até agora, o sistema foi testado apenas com a cápsula pendurada em um guindaste, mas a recuperação dos foguetes Falcon aqui na Terra, depois de alguns fracassos iniciais bastante previsíveis, agora já se tornou rotina para a empresa.

Teste de pouso ancorado da nave Dragon. [Imagem: SpaceX]

Quando?

Felizmente, a SpaceX tem o parceiro mais experiente no negócio de pousar sondas em Marte: a NASA. "Em troca dos dados da entrada, descida e pouso em Marte da SpaceX, a NASA irá oferecer suporte técnico para o plano da empresa de tentar aterrar uma nave espacial Dragon 2 não-tripulada em Marte," revelou Dava Newman, administrador adjunto da agência espacial.

Assim, ao que parece, não há dúvida de que a missão é viável - é apenas uma questão de quando.

Se a SpaceX perder a janela de lançamento de 2018, será necessário esperar até 2020 - o que pode ser até interessante, já que dará tempo suficiente para selecionar e fabricar instrumentos científicos para enviar na nave. E, se não der para 2020, será só esperar 2022... mas eles certamente conseguirão.

Fonte: Inovação Tecnológica

Impressora 3D faz objetos no espaço livre, sem suporte

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/05/2016

Borboletas impressas em 3D ao ar livre, sem qualquer suporte. [Imagem: Lewis Lab/Universidade de Harvard]

Formatos livres

Impressoras 3D não precisam mais se limitar a fabricar objetos autoportantes.

A junção de uma técnica conhecida como recozimento a laser e os tradicionais bocais das impressoras 3D, que podem liberar tintas metálicas condutoras, está permitindo a construção de objetos em pleno ar, no espaço livre, sem qualquer suporte.

O resultado da junção das duas técnicas é um aparelho capaz de produzir não só curvas e espirais, mas também cantos angulares vivos e qualquer outra mudança de direção em pleno ar.

A expectativa é que a técnica permita fabricar uma infinidade de equipamentos biomédicos personalizados, que dependem de dimensões e arquiteturas perfeitamente talhadas para cada paciente. Antenas, eletrônicos de vestir e sensores são outras possibilidades de uso da técnica.

Impressão 3D ao ar livre

Além do posicionamento preciso do foco de luz, para acertar a saída do bocal, o sistema ajusta a intensidade do laser para que seja aplicada a quantidade precisa de energia para solidificar a tinta de nanopartículas de prata em cada ponto do desenho, esteja ele seguindo em linha reta, fazendo uma curva ou fechando um ângulo.

"Se o laser ficar muito perto do bico durante a impressão, o calor é conduzido de volta, o que solidifica a tinta e obstrui o bico. Para resolver isso nós criamos um modelo de transferência de calor para lidar com a distribuição da temperatura ao longo de um determinado padrão do fio de prata, o que nos permite modular a velocidade e a distância de impressão entre o bocal e o laser para controlar com elegância o processo de recozimento a laser em tempo de execução," explicou Mark Skylar-Scott, do Instituto de Engenharia Bioinspirada da Universidade de Harvard, nos EUA.

A base de impressão é rotativa para permitir a realização de formatos livres, enquanto o bico de impressão, que é seguido precisamente pelo laser, move-se ao longo dos eixos x, y e z.

Desta forma, pequenas formas hemisféricas, molas em espiral e até mesmo borboletas feitas de fios de prata mais finos do que um fio de cabelo podem ser impressas em poucos segundos no espaço livre.

Bibliografia:

Laser-assisted direct ink writing of planar and 3D metal architectures
Mark A. Skylar-Scott, Suman Gunasekaran, Jennifer A. Lewis
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 201525131
DOI: 10.1073/pnas.1525131113

Fonte: Inovação Tecnológica

Relógio nuclear: 10 vezes mais preciso que relógio atômico

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/05/2016

O núcleo de um isômero do elemento tório é único que se conhece que pode se tornar a base de um relógio nuclear. [Imagem: Christoph Düllmann]

Relógio atômico e relógio nuclear

Parecia improvável que alguém pudesse reclamar da precisão dosrelógios atômicos, nossos cronômetros mais precisos. O recordista atual atrasaria no máximo um segundo em 20 bilhões de anos - o que é bastante se comparado com os 13,7 bilhões de anos que os cientistas calculam como sendo a idade do Universo.

Pois não apenas é desejável superar essa precisão para inúmeras aplicações práticas, como também agora é possível fazer isso.

Mas o que pode superar a precisão dos relógios atômicos?

Os relógios nucleares que, em vez de se basearem no átomo inteiro, usarão apenas seu núcleo, que é 100 mil vezes menor e, portanto, está muito menos sujeito a interferências externas.

Núcleo atômico único

Os físicos sonham com os relógios nucleares há muito tempo, mas só agora Lars von der Wense e seus colegas da Universidade Ludwig-Maximilians de Munique, na Alemanha, conseguiram demonstrar experimentalmente um estado de energização há muito tempo procurado - um isômero nuclear em um isótopo do elemento tório (Th).

Embora sejam conhecidos mais de 3.300 tipos de núcleos atômicos, apenas o núcleo do isótopo de tório com massa atômica 229 (Th-229m) oferece uma base adequada para um relógio nuclear. Ele é o único a apresentar um estado de excitação - ganho de energia - que fica apenas ligeiramente acima do seu estado fundamental.

Como ele não ocorre naturalmente, há 40 anos os físicos tentavam produzi-lo em laboratório para ver se a teoria está correta.

"Espera-se que o Th-229m apresente uma meia-vida muito longa, entre minutos e várias horas. Assim, deve ser possível medir com precisão extremamente alta a frequência da radiação emitida quando o estado nuclear excitado cair de volta para o estado fundamental," explica o professor Peter Thirolf.

• Relógio atômico conecta diretamente o tempo à matéria

O experimento tour de force exigiu o desenvolvimento de um complexo sistema sensor para capturar e medir o núcleo atômico de tório. [Imagem: Lars von der Wense/LMU Munich]

Meia-vida

A possibilidade de construir um relógio nuclear tornou-se realidade quando a equipe conseguiu detectar diretamente pela primeira vez a transição do Th-229m.

Eles usaram urânio-233 que, ao sofrer um decaimento radioativo alfa, gerou o tório-229, que foi então isolado na forma de um feixe de íons. Parece fácil, mas eles descreveram seu experimento como um tour de force, uma proeza fruto de muito esforço e habilidade - basta ver que ninguém mais havia conseguido em mais de 40 anos de tentativas.

O próximo passo será caracterizar as propriedades da transição nuclear do tório 229 de forma mais precisa, particularmente a meia-vida do isômero, e checar se a diferença de energia entre os dois estados bate com o que a teoria prevê.

Esses dados permitirão definir um laser que possa ser ajustado para a frequência de transição, o que é um pré-requisito para um controle óptico dessa transição, tornando então realidade o relógio nuclear.

• Relógio atômico a laser pode redefinir o tempo

Bibliografia:

Direct detection of the 229Th nuclear clock transition
Lars von der Wense, Benedict Seiferle, Mustapha Laatiaoui, Jürgen B. Neumayr, Hans-Jörg Maier, Hans-Friedrich Wirth, Christoph Mokry, Jörg Runke, Klaus Eberhardt, Christoph E. Düllmann, Norbert G. Trautmann, Peter G. Thirolf
Nature
Vol.: 533, 47-51
DOI: 10.1038/nature

Fonte: Inovação Tecnológica

Carvão limpo? Misture gaseificação com células a combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica -  12/04/2016

A célula de combustível pode gerar calor suficiente para sustentar o processo de gaseificação do carvão. [Imagem: Jeffrey Hanna]

Carvão limpo

Apesar da preocupação com a emissão de gases de efeito estufa e de poluentes particulados, o uso do carvão está crescendo em todo o mundo.

A boa notícia é que pode ser possível gerar eletricidade a partir do carvão com uma eficiência muito maior do que a atual - possivelmente atingindo o dobro da eficiência combustível-eletricidade das usinas a carvão de hoje.

Para isso, Katherine Ong e Ahmed Ghoniem, do MIT, nos EUA, combinaram em um único sistema duas tecnologias bem conhecidas: a gaseificação do carvão e a célula de combustível.

Gaseificação e células a combustível

A gaseificação do carvão é um meio de extrair combustível gasoso do carvão pulverizado, em substituição à queima do próprio carvão. A técnica é amplamente utilizada em fábricas de processamento de produtos químicos para produzir o gás hidrogênio. A gaseificação do carvão funciona a uma temperatura mais baixa e é mais eficiente do que a combustão.

• Alquimia subterrânea transforma mina de carvão em mina de hidrogênio

As células a combustível produzem eletricidade a partir de um combustível gasoso fazendo-o passar através de um dispositivo parecido com uma bateria, onde o combustível reage eletroquimicamente com o oxigênio do ar, liberando água como resíduo.

Combinar estes dois sistemas é atraente porque ambos operam a temperaturas elevadas, por volta dos 800º C, o que tem a vantagem adicional de permitir a troca de calor entre eles, minimizando a perda de energia.

De fato, a célula de combustível pode gerar calor suficiente para sustentar o processo de gaseificação do carvão, eliminando a necessidade de um sistema de aquecimento separado, que é normalmente fornecido pela queima de uma parte do carvão.

Sequestro do carbono

Como, nesse sistema híbrido, não há nenhuma queima envolvida, são produzidos menos cinzas e outros poluentes do ar do que pela combustão. O sistema ainda produz dióxido de carbono, mas na forma de um fluxo puro, não contaminado, e não misturado com o ar, como nas usinas convencionais que queimam carvão.

Isso deverá tornar mais fácil fazer a captura e o sequestro de carbono - isto é, a captura do gás de saída para que ele seja enterrado no subsolo ou descartado de alguma outra forma - para eliminar ou reduzir drasticamente as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera. Nas usinas atuais, o CO2 do ar deve ser removido da corrente de gás antes que possa ser realizado o sequestro do carbono.

Está tudo aí

O próximo passo da equipe será a construção de uma planta-piloto para medir o desempenho do sistema híbrido em condições reais. Segundo o engenheiro, como as duas tecnologias individualmente são bem desenvolvidas, construir um sistema operacional em grande escala é algo plenamente alcançável.

"Este sistema não requer novas tecnologias que precisem de mais tempo para se desenvolver. É apenas uma questão de acoplar estas duas tecnologias existentes," disse Ong.

Bibliografia:

Modeling of indirect carbon fuel cell systems with steam and dry gasification
Katherine M. Ong, Ahmed F. Ghoniem
Journal of Power Sources
Vol.: 313, 1 May 2016, Pages 51-64
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2016.02.050

Fonte: Inovação Tecnológica

Cacto coloca um carro elétrico mais perto da sua garagem

Redação do Site Inovação Tecnológica -  10/05/2016

Os cactos são melhores do que a pele humana quando o assunto é lidar com a umidade. [Imagem: CSIRO/Jesse Hawley]

Quatro vezes melhor

Inspirada em um "simples" cacto, um novo tipo de membrana mostrou potencial para aumentar radicalmente o desempenho das células de combustível e tirar a indústria de carros elétricos da dependência das baterias.

A membrana é o elemento essencial que permite que as células a combustível gerem energia continuamente a partir da combinação de combustíveis como o hidrogênio com o oxigênio do ar, gerando apenas água como resíduo.

Nas condições de elevado calor em que essas células normalmente funcionam, a nova membrana consegue multiplicar a eficiência das células de combustível por um fator de quatro.

Hidratação

"As células de combustível, como as utilizadas em veículos elétricos, geram energia através da mistura de gases, como hidrogênio e oxigênio. No entanto, a fim de manter o desempenho, as células de combustível de membrana de troca de prótons - ou PEMFC - precisam manter-se constantemente hidratadas," explica o professor Aaron Thornton, do instituto CSIRO, na Austrália, que trabalhou em colaboração com pesquisadores da Universidade de Hanyang, na Coreia do Sul.

"Hoje, isto é conseguido colocando as células junto a um radiador, um reservatório de água e um umidificador. A desvantagem é que, quando utilizados num veículo, estes equipamentos ocupam uma grande quantidade de espaço e consomem uma energia significativa," acrescentou.

Biomimetismo

A solução para esse problema foi encontrada nos cactos, que possuem uma estrutura para ajudá-los a capturar e depois reter a água.

"A planta do cacto tem pequenas rachaduras, chamados poros estomáticos, que abrem à noite, quando está frio e úmido, e se fecham durante o dia, quando as condições são quentes e áridas", disse Doherty. "Isso os ajuda a reter água."

"Nossa membrana funciona de maneira semelhante. A água é gerada por uma reação eletroquímica, a qual é então regulada através das nanofissuras na membrana. As fendas se alargam quando expostas a condições de umidificação, e se fecham quando fica seco. Isto significa que as células a combustível podem permanecer hidratadas, sem a necessidade de equipamentos umidificadores externos volumosos."

Bibliografia:

Nanocrack-regulated self-humidifying membranes
Chi Hoon Park, So Young Lee, Doo Sung Hwang, Dong Won Shin, Doo Hee Cho, Kang Hyuck Lee, Tae-Woo Kim, Tae-Wuk Kim, Mokwon Lee, Deok-Soo Kim, Cara M. Doherty, Aaron W. Thornton, Anita J. Hill, Michael D. Guiver, Young Moo Lee
Nature
Vol.: 532, 480-483
DOI: 10.1038/nature17634

Fonte: Inovação Tecnológica