Aplicações matemáticas na exploração espacial: alguns desafios envolvidos na missão do Telescópio Espacial James Webb
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Data
2022-06-28
Tipo de documento
Monografia
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Área do conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Souza, Jhonatan Nunes
Sabino, Fabrício Medeiros
Orientador
Carvalho, Dalmo Gomes de
Coorientador
Resumo
O James Webb Space Telescope (JWST) foi construído para ser o grande sucessor do telescópio Hubble lançado em 1990, dando início a nova era da observação espacial. O telescópio espacial James Webb está em um ponto do espaço conhecido como Ponto de Lagrange L2 no sistema Terra-Sol, que está a aproximadamente 1,5 milhões de quilômetros da Terra, posição a qual não está prevista qualquer manutenção. A partir disso, este trabalho pretende apresentar o cálculo do posicionamento do James Webb no espaço, as forças envolvidas no cálculo da posição de Lagrange L2 no sistema Terra-Sol, atribuindo expressões matemáticas para referenciado ponto, a física envolvida no lançamento de foguetes e o porquê de lançar o foguete Ariane 5 na faixa equatorial do planeta Terra. Para isso, foi considerado o estudo da gravitação de Newton, enfatizando o problema restrito de três corpos (Sol-Terra-Telescópio) envolvendo grandes massas, considerando a massa do telescópio como desprezível comparados aos demais, ainda foi abordado a Mecânica Clássica Newtoniana e a equação de Tsiolkovsky para estudar o lançamento de foguetes, além de fazer uma breve revisão histórica sobre os estudos antecedentes da gravitação clássica. Com este trabalho demonstra-se uma das aplicações da mecânica clássica de Newton no lançamento de foguetes, bem como a demonstração do cálculo da distância do telescópio James Webb no ponto L2 no sistema Sol-Terra, com isto, espera-se servir de estímulo para futuros trabalhos envolvendo lançamento de foguetes e outros sistemas de corpos celestes.
Palavras-chave
Telescópio Espacial James Webb, Mecânica Clássica, Pontos de Lagrange