Os foguetes carregam combustível, que é queimado dentro de uma câmara. O combustível queima quando é misturado ao gás oxigênio e acendido. Quando o combustível queima, ele emite gás quente, que sai por uma abertura na parte traseira da câmara. A força do gás, movendo-se para trás, empurra o foguete para a frente.
Os foguetes funcionam baseados na Lei de Newton, a lei da ação e reação. Eles consistem, basicamente, em um projétil que leva combustível - sólido ou líquido - no seu interior. Esse combustível é queimado progressivamente na câmara de combustão, gerando gases quentes que se expandem.
Esses veículos espaciais usam o princípio de ação e reação: gases de escape liberados por produtos químicos explosivos são empurrados para fora da parte traseira do foguete em alta velocidade e, como resultado, este é empurrado na outra direção, independentemente de qualquer meio circundante.
O princípio de funcionamento dos motores de foguetes baseia-se na terceira lei de Newton. Para se mover para cima, os foguetes expelem para baixo enormes jatos de gás aquecido. Dessa maneira, de acordo com a lei da ação e reação, os gases expelidos empurram o foguete para cima.
Geralmente, a espaçonave russa gasta aproximadamente 6 horas, no mínimo, para chegar ao laboratório orbital, localizado a pouco mais de 400 km de distância da Terra, precisando completar quatro órbitas ao redor do planeta. Mas dependendo das condições, a viagem pode demorar até dois dias.
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A 27.800 km/h, uma volta completa na Terra demorará 1,53 h ou 1h32 ou, ainda, 92 minutos, não muito diferente do período de um satélite a baixíssima altitude. Esse é o período da órbita dos satélites de observação e, também, da Estação Espacial Internacional.
Os principais propelentes utilizados em foguetes e satélites são a hidrazina, que é o combustível, e o tetróxido de nitrogênio, a substância que provoca a reação de queima.
Para que o foguete consiga superar a gravidade a aceleração inicial precisa ser maior do que a aceleração gravitacional, que na superfície da terra é de 9,8 m/ s². Quanto menor a massa do foguete, menor a força de empuxo necessária para lançá-lo.
Isso é porque todo objeto em órbita na verdade está caindo na Terra. Pouquíssimas coisas realmente escapam de verdade da gravidade do planeta (para isso, é preciso alcançar uma velocidade bem mais alta e percorrer uma trajetória calculada com cuidado. É o caso das sondas que visitam outros planetas).
Quando a nave em altíssima velocidade entra em contato com atmosfera das camadas mais baixas e densas, ela perde energia mecânica para o gás atmosférico aquecendo-o por compressão adiabática e aquecendo a própria nave.
Contudo, a maioria das naves espaciais atuais são propulsionadas pela liberação de gás pela parte posterior do veículo submetido a velocidades elevadas através de uma tubeira De Laval, formando o que é designado como motor de foguetão (foguete, no Brasil).
Isso acontece porque o objetivo de um foguete não é só chegar ao espaço, ele precisa entrar em órbita, e a única forma de fazer isso é curvando-se durante sua viagem. Basicamente, se seguisse em linha reta, ele não começaria a girar ao redor da Terra, mas sim continuaria a ir em direção ao espaço cada vez mais longe.
O foguete é impulsionado por módulos que vão se soltando conforme ele sobe. Lançar um foguete significa ligar uma fogueira superpotente, capaz de impulsioná-lo ao espaço até atingir uma altitude predeterminada e, chegando lá, colocar um satélite ou uma sonda de pesquisa em órbita.
O controle direcional dos foguetes é feito defletindo-se o jato de escape, seja através de abas móveis instaladas nos bocais de saída dos gases, seja através da rotação de toda a câmara de combustão.
Os astronautas foram enviados em direção da Lua pelo terceiro estágio do Saturno V, separando-se do resto do foguete e viajando por três dias até entrarem na órbita da Lua.
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Astronautas são rotineiramente expostos a 3g durante lançamentos de ônibus espaciais, 8g num lançamento de foguete de propulsão Atlas da era Mercury, 7,25g a bordo um foguete Titan da era Gemini e cerca de 4g num Saturn 5s.
A nave espacial de maior velocidade já enviada em uma missão espacial, a Voyager 1, cobriu 1/600 de um ano-luz em 30 anos e atualmente está se movendo a 1/18.000 da velocidade da luz.
Como Fext= dp/dt é a resultante das forças externas sobre o foguete, então a equação geral do foguete é: Na equação acima, a grandeza representada pelo produto da taxa de descarga do combustível R pela velocidade de descarga do combustível ve, é definido como força de empuxo do foguete Fe.
Juntos, eles têm capacidade para 2.7 milhões de litros de combustível para os motores.
Historicamente, a maioria das missões lunares leva cerca de três dias para chegar à lua, assumindo que a lua está a uma distância ideal de 240.000 milhas (386.243 quilômetros) de distância . Isso significa que os astronautas viajam a cerca de 5.333 mph (5.364 km / h) em sua jornada até a lua.
Os dados confirmaram as teorias de outros cientistas, estabelecendo a altitude de 118 quilômetros como sendo a fronteira final da Terra. Acima dessa altitude, pode-se considerar que começa o espaço exterior.
O Earthrace completou o trajeto em 60 dias, 23 horas e 49 minutos.
A linha Kármán, a 100 km de altitude, é considerada frequentemente como o limite entre atmosfera e o espaço exterior.
De acordo com o Escritório de Gestão de Pessoal dos Estados Unidos (OPM, na sigla em inglês), o governo americano pagava em 2020 para um astronauta profissional iniciante um salário anual de US$ 66,2 mil (R$ 365,6 mil, na cotação atual do dólar). Por mês, seria algo em torno de 5,5 mil dólares (ou R$ 30,4 mil mensais).
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