SARA (satélite de recuperação atmosférica)

1. Introdução

Esse trabalho é baseado no projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica) desenvolvido no instituto de aeronáutica e espaço em São José dos Campos destinado a trabalhar em órbita baixa, circular, a mais ou menos 300 km de altitude. Utilizamos formulas para conversão de medidas, cálculos de velocidade, de velocidade média, de tempo de deslocamento, de diferenças de tempo, de aceleração, de medição, de altura para o desenvolvimento do trabalho.

2. Etapa 1

2.1 Passo 1

Realizar conversão de altura máxima 300 km (apogeu) para pés.

1 quilômetro = 3280.83 pés.

300 x 3280.83 = 984249 pés.

2.2 Passo 2

Considerar as informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade e Parnaíba. Fazer a conversão da distância para milhas náuticas.

1 quilômetro = 0.53 milhas náuticas.

100 x 0.53 = 53 milhas náuticas.

2.3 Passo 3

Fazer uma leitura do texto “O projeto Sara e os hipersônicos”.

2.4 Passo 4

Calcular a velocidade média entre o ponto de amerissagem e a cidade de Parnaíba a 100 km de distância. Sendo que o avião fará a metade da viagem a 300 km/h e a outra metade a 400 km/h.

Distancia total = 100 km.

Primeira metade = 50 km, primeira Vm = 300 km/h

Segunda metade = 50 km, primeira Vm = 400 km/h

Vm=∆S∆T

Primeiro trecho:

300 = 50/ΔT ΔT = 50/300 = 0,1666...Hrs

Segundo trecho:

400 = 50/ΔT ΔT = 50/400 = 0,1250 Hrs

Velocidade média do percurso total:

T1 = 0,1666, T2 = 0,1250 = ΔT = 0,29166...Hrs

Vm = ΔS/ΔT Vm = 100/0,291666 Vm = 342,86 km/h

A velocidade média do avião no trecho será de 342,86 km/h

3. Etapa 2

3.1 Passo 1

Calcular o tempo gasto para o avião chegar ao ponto de amerissagem

Velocidade do avião = 400 km/h

Distancia do ponto de impacto = 100 km

Vma = ΔS/ΔT

400 = 100/ΔT ΔT = 100/400 ΔT = 0,25 horas ou 15 minutos

Calcular a diferença de tempo de chegada entre o avião e um helicóptero a 200 km/h

Velocidade do helicóptero = 200 km/h

Distancia do ponto de impacto = 100 km

Vmh = ΔS/ΔT

200 = 100/ΔT ΔT = 100/200 ΔT = 0,5 horas ou 30 minutos

A diferença de tempo de chegada entre o avião e o helicóptero é de 15 minutos

3.2 Passo 2

Calcular o tempo gasto para o sinal pelas localidades de destino.

Alcântara – 338 km

Parnaíba – 100 km

São Jose dos Campos – 3.000 km

Velocidade da luz = 300.000 km/s

Tempo até Alcântara.

Vm = ΔS/ΔT 300.000 = 338/ΔT ΔT = 338/300.000

ΔT = 0,0011267 ou 1,12 x 10-3 segundo

Tempo até Parnaíba

Vm = ΔS/ΔT 300.000 = 100/ΔT ΔT = 100/300.000

ΔT = 0,0003333 ou 3,33 x 10-4 segundo

Tempo até São José dos Campos

Vm = ΔS/ΔT 300.000 = 3.000/ΔT ΔT = 3.000/300.000

ΔT = 0,01 ou 1 x 10-2 segundo

3.3 Passo 3

Calcular a velocidade final adquirida pela Sara suborbital, que atingira uma velocidade média de Mach 9, ou seja, nove vezes a velocidade do som, partindo do repouso até a sua altura máxima de 300 km. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som = Mach 1 = 1225km/h.

1 Mach = 1225 km/h 1225------- 1 x = 1225 . 9 x = 11025 km/h

X --------- 9

V = S T = 300 T = 0,027 h

T 11025

S = S0 + V0.T + 1/2A(T)2 300 = 0+ 0(0,027210884) + ½ a(0,027)2

300 = 0,729. 10-3a

2

a = 600 a= 823,04. 10³ km/h²

0,729.