“O espaço, a fronteira final...” (Cap. James T. Kirk - USS Enterprise, 1966) Em 2017, a missão Voyager…

Questão

“O espaço, a fronteira final...” (Cap. James T. Kirk - USS Enterprise, 1966) Em 2017, a missão Voyager sagrou-se como a mais longeva missão ainda em operação. Quando foram lançadas as espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2, respectivamente em 5 de setembro e 20 de agosto de 1977, tinham o objetivo de explorar os limites do sistema solar. A Voyager 1, uma espaçonave relativamente leve, com massa aproximada de 700 kg, foi lançada no momento em que os quatro planetas gasosos do sistema Solar estavam alinhados, fato que ocorre a cada 175 anos. Esse fato foi importante para que a missão fosse bem-sucedida, uma vez que a intenção era utilizar o campo gravitacional desses planetas para “estilingar” (impulsionar) a trajetória da viagem. Cada nave continha em seu interior um disco de 12 polegadas feito de cobre e revestido de ouro. Os discos contêm dados selecionados com o intuito de mostrar a diversidade da vida no planeta Terra. Um grupo de pesquisadores liderados pelo astrônomo Carl Sagan (1934–1996) selecionou 117 imagens, variados sons da Natureza, músicas e saudações de diferentes culturas em 54 idiomas. Em 2017, a Voyager 1 encontrava-se a aproximadamente 21 bilhões de quilômetros de distância da Terra, cerca de 140 UA (unidades astronômicas), ou seja, 140 vezes a distância média da Terra ao Sol. Em sua trajetória, contribuiu com muitas descobertas e diversos estudos, desde vulcões ativos fora da Terra até o estudo dos raios cósmicos e dos ventos solares (partículas carregadas emitidas ao espaço oriundas de explosões solares). Junto com a Voyager 2, descobriu que o campo magnético interestelar provoca uma assimetria na bolha formada pelo vento solar (a heliosfera). A NASA estima que as baterias de Plutônio, destinadas a manter um sistema de aproximadamente 300 watts em funcionamento, devam durar ainda mais 10 anos. Esse tempo será precioso para a coleta de mais dados transmitidos pelas espaçonaves, dados esses que são recebidos após 12 a 14 horas da emissão do sinal à recepção deste na Terra. Em homenagem aos 40 anos da missão, a NASA divulgou diversas informações, imagens, dados e curiosidades em sua página na internet: http://voyager.jpl.nasa.gov. Considerando um fornecimento constante de energia até o seu total esgotamento, podemos estimar, de acordo com o texto, que a energia dissipada pela bateria da Voyager 1 nos próximos 10 anos será de, em joules, aproximadamente: (FATEC 2018)

1. A) 9,5×10^10
2. B) 4,0×10^9
3. C) 9,5×10^8
4. D) 4,0×10^7
5. E) 9,5×10^6

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. A potencia da bateria e 300 W (informada no texto) e o intervalo e de 10 anos.
2. Converta o tempo para segundos. Um ano tem 365 dias, cada dia tem 24 horas e cada hora tem 3600 s. Logo 10 anos = 10 x 365 x 24 x 3600 = 315.360.000 s, ou seja, aproximadamente 3,15 x 10^8 s.
3. Use P = dE/dt, isto e, E = P x dt. Assim E = 300 x 3,15 x 10^8 = 9,46 x 10^10 J, que arredondado e 9,5 x 10^10 J.
4. Compare com as alternativas. A alternativa A (9,5 x 10^10) coincide com o resultado. A alternativa B (4,0 x 10^9) corresponderia a cerca de 1 ano de operacao e nao a 10 anos. A alternativa C (9,5 x 10^8) difere por uma potencia de 10, erro comum na conversao. A alternativa D (4,0 x 10^7) e aproximadamente o resultado de apenas alguns meses. A alternativa E (9,5 x 10^6) corresponderia a cerca de 10 dias de operacao, confundindo anos com dias.

💡 Dica: Converta 10 anos em segundos e multiplique por 300 W usando E = P x dt.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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