A velocidade dos satélites

 

A velocidade dos satélites no espaço varia, dependendo da sua órbita. Por exemplo, os satélites de baixa órbita, como os usados para comunicações terrestres, geralmente viajam a velocidades entre 7 e 8 Km/segundo, enquanto os satélites geoestacionários, que ficam em órbita fixa sobre a Terra, viajam a cerca de 3 Km/segundo.

Os satélites são movidos principalmente pela força da gravidade da Terra, que os mantém em órbita ao redor do planeta. Uma vez lançados na órbita correta, os satélites continuam a se mover em trajetórias previsíveis devido ao equilíbrio entre a força gravitacional e a velocidade tangencial que adquiriram durante o lançamento. Além disso, alguns satélites podem usar propulsão própria, como motores a jato ou propulsores iónicos, para ajustar a órbita ou manobrar de acordo com as necessidades operacionais.

A gravidade da Terra exerce uma força atrativa sobre os satélites, puxando-os em direção ao centro do planeta. Essa força gravitacional é o que mantém os satélites em órbita ao redor da Terra. Quando um satélite é lançado com velocidade suficiente na direção correta, ele continua a se mover ao longo de uma trajetória curva ao redor da Terra devido à combinação entre a sua velocidade tangencial e a força gravitacional da Terra. Basicamente, a gravidade mantém o satélite em órbita ao puxá-lo em direção à Terra, enquanto a velocidade tangencial o impede de cair diretamente para o planeta.

Para explicar o movimento dos satélites é preciso fazer a experiência mental que Isaac Newton fez no século XVIII. Newton imaginou um canhão no topo de uma montanha apontado na direção paralela à superfície da Terra. Ignorando-se o efeito da atmosfera, o projétil iria até uma certa distância e depois cairia na Terra. Lançando-se o mesmo projétil com velocidade maior, ele cairia a uma distância maior. Aumentando-se cada vez mais a velocidade do projétil, chegaria um ponto em que o projétil já não mais atingiria a superfície do planeta, e descreveria uma órbita circular. Mas isso não significa que a gravidade não está agindo, pois é ela que faz a trajetória ser curva (diz-se que o projétil está em contínua queda livre). Em outras palavras, a gravidade da Terra faz com que a trajetória seja curva e, se a velocidade for suficiente, esta curva nunca atinge a superfície do planeta. Se a velocidade do projétil for ainda maior, ele passará a descrever uma órbita elíptica e, se a velocidade for ainda maior, o projétil escapa da influência da gravidade do planeta.

O cientista alemão Johanes Kepler formulou, no século XVII, as três leis do movimento planetário (Leis de Kepler). A primeira lei, que diz que todos os planetas orbitam o Sol numa trajetória elíptica, sendo que o Sol se localiza em um dos focos dessa elipse, pode ser aplicada aos satélites sendo que o planeta ocupa um dos focos dessa elipse. A segunda lei que diz que uma linha imaginária feita do centro do Sol ao centro do planeta varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais é também aplicada aos satélites artificiais, pois no perigeu a velocidade do satélite é maior e no apogeu a velocidade é menor. E por fim, a terceira lei de Kepler, que afirma que a razão entre os quadrados dos períodos dos planetas é igual à razão dos cubos das distâncias médias ao Sol é obedecida pelos satélites que orbitam planetas ou qualquer objeto celeste.