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Jornal da Escola Maria Amália Vaz de Carvalho
Pesquisa

Velas solares – luz como motor
Por Paulo Braumann (Professor), em 2015/05/181718 leram | 0 comentários | 1102 gostam
Uma consequência acerca da natureza da luz, a sua natureza corpuscular em particular, é a existência de uma pressão de radiação, a pressão exercida por uma radiação ao incidir numa superfície.
Miguel Mauritti, 10ºA
Esta pressão ocorre porque os fotões, que constituem a natureza corpuscular da luz, terem momento linear, que transferem para a superfície em que incidem sob a forma de pressão, segundo o princípio de conservação do momento linear.
A existência desta pressão foi teorizada por Max Planck, ao conceber a física quântica, no ano 1900. Comprovar por método experimental que a luz provocava de facto pressão num corpo foi algo mais complicado, principalmente porque essa pressão é tão pequena. De facto, Planck foi provado certo em calcular essa pressão num corpo absolutamente absorvente (corpo negro) como o quociente entre o fluxo de energia por área por tempo e a velocidade da luz, e devido à magnitude da velocidade da luz, essa pressão é, em termos do quotidiano e mesmo a maioria das engenharias, é irrelevante. De facto, a pressão da luz solar na Terra é de 4.6 miliPascais, um número incrivelmente pequeno quando comparado a outras pressões sentidas na Terra, como a da atmosfera (101325 Pa).
No entanto, quando aplicado a níveis astronómicos, ignorar a pressão da luz solar pode provar-se significante. Por exemplo, quando se trata de fazer cálculos precisos para posicionar sondas espaciais, a pressão luminosa torna-se um factor importante. Negligenciando-a teria causado à sonda Viking falhar a órbita marciana por 15,000 quilómetros.
Mais recentemente, uma aplicação dessa pressão está a dar os primeiros passos em pesquisa de transporte espacial. Chamados de velas solares, mecanismos de propulsão inovadores estão a ser pensados desde o final dos anos 70, no qual a pressão da luz solar seria usada para acelerar veículos espaciais. Mesmo sendo a pressão solar muito diminuta, a não existência de atrito no vácuo espacial permitiria que a velocidade fosse aumentando gradualmente ao longo da viagem e permitiria maiores velocidades, algo que é difícil de conseguir com os métodos atuais. Além de maiores velocidades, a carga útil da nave aumentaria substancialmente, e a necessidade de combustível diminuiria. É portanto um consenso que esta tecnologia poderá vir a revolucionar a maneira como o ser humano se movimenta no espaço.
É assim curioso reparar que ainda hoje, depois de milénios a estudar os efeitos e os princípios da luz, seja possível encontrarmos através da sua energia métodos incrivelmente eficientes e inovadores o suficiente para mudar as capacidades da nossa tecnologia na exploração do universo que empreendemos.


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