Astro Ufologia: Konstantin Tsiolkovsky

Há 155 anos, no dia 17 de setembro, numa das cidades provinciais da Rússia nasceu Konstantin Tsiolkovsky, fundador da teoria de cosmonáutica moderna. “A Terra é o berço da humanidade, - dizia ele, - mas não se pode viver eternamente no berço”.

Bem antes do início da era cósmica o genial cientista deu a fórmula que serve até hoje para calcular a força que um foguete necessita para vencer a gravidade terrestre.

São conhecidas quatrocentas obras de Tsiolkovski entre desenhos de foguetes a jato, prognósticos, raciocínios filosóficos e romances de ficção científica sobre as viagens interplanetárias. Tatiana Jelnina, chefe de um dos departamentos do Museu da História de Cosmonáutica, afirma que ele sonhava desde infância com o espaço cósmico.

“Ele tinha a impressão de que havia nascido com um sonho. Tsiolkovski levou muito tempo para compreender de que maneira se podia vencer a força de gravidade terrestre. Quando chegou à idade de 15 anos, conheceu o manual de Malinin, - um dos melhores manuais de física da época, - que para isso era preciso desenvolver uma velocidade mínima de 28 mil quilômetros horários. Mas Tsiolokovski não fazia idéia a respeito do aparelho de vôo que fosse capaz de desenvolver esta velocidade cósmica.”

Na idade de dezessete anos teve a impressão de que tinha inventado este engenho. Perambulou a noite inteira pelas ruas Moscou, onde vivia naquela época, mas quando chegou a madrugada compreendeu que tinha cometido um erro nos cálculos. Os vinte anos seguintes da sua vida Tsiolkovski dedicou à concepção do meio cósmico, - prossegue Tatiana Jelnina.

“Se se soubesse que o espaço cósmico iria rejeitar o organismo humano vivo, então não valeria a pena buscar meios técnicos destinados a vencer a força da gravitação terrestre. Tsiolkovski redigiu várias obras magníficas, lançando os fundamentos da ciência, conhecida hoje como “física de imponderabilidade”. Compreendeu também que o meio cósmico não iria matar o ser humano, compreendeu que o homem poderia adaptar-se a este meio e neutralizar a influência perigosa da imponderabilidade.”

O primeiro cosmonauta do planeta, Yuri Gagarin, afirmava que teve a oportunidade de certificar-se na prática da justeza das conclusões de Tsiolkovski sobre os fatores do vôo cósmico. Em 1903 a revista Resenha científica publicou o seu artigo Pesquisa dos espaços mundiais com ajuda de aparelhos a jato, em que foi apresentada pela primeira vez a chamada “Fórmula de Tsiolkovski”. Esta fórmula era bastante simples: para desenvolver a velocidade cósmica, a massa do combustível devia superar quatro vezes a massa do próprio foguete. Para concretizar esta idéia o inventor propôs o princípio de uma cosmonave de vários estágios.

Os pesquisadores admiram mesmo hoje a perspicácia de Tsiolkovski que tinha previsto as atuais câmaras – eclusas e os escafandros que seriam utilizados para entrar no espaço cósmico aberto. Hoje os terrestres possuem a sua própria casa que se encontra na órbita do planeta – a Estação Espacial Internacional. Este engenho de duzentas toneladas paira livremente no vácuo. A idéia de criação da estação espacial também pertence a Tsiolkovski. Mas o seu pensamento ia bem mais longe: estava certo de que um dia seriam explorados o Marte e a Lua. Na opinião de Tsiolkovski, para sobreviver a humanidade “devia ter em reserva pelo menos o espaço do Sistema Solar”.

A equação do foguete de Tsiolkovski, chamada assim por Konstantin Tsiolkovsky que foi o primeiro que a derivou, considera o princípio do foguete: um aparelho que pode aplicar aceleração ao mesmo empuxo, expulsando parte de sua massa a alta velocidade na direção oposta, devido a conservação da quantidade de movimento.
Diz que para qualquer manobra ou viagem que inclua manobras:

ou equivalentemente

de onde: "Mo" é a massa total inicial, "M1" a massa total final e "Ve" a velocidade de ejeção dos gases em respeito ao impulso específico do foguete.

é a relação de massa (a parte da massa total inicial que se utiliza para propulsionar o foguete).

(delta-v) é o resultado de integrar no tempo a aceleração produzida pelo uso do motor do foguete (não a aceleração devida a outras fontes como atrito ou gravidade). No caso típico de aceleração no sentido da velocidade, é o incremento da velocidade. No caso da aceleração no sentido contrário (desaceleração), é o decréscimo da velocidade. A gravidade e o atrito também mudam a velocidade porém não fazem parte do delta-v. Por isto, delta-v não é simplesmente a mudança da velocidade. Sem dúvida, o empuxo se aplica em menor tempo, e durante esse período, as outras fontes de aceleração podem ser negligenciadas, assim que o delta-v de um momento determinado pode aproximar-se à mudança de velocidade. O delta-v total pode ser simplesmente somado, embora entre momentos de propulsão a magnitude e quantidade de velocidade muda devido à gravidade, como por exemplo em uma órbita elíptica.
A equação se obtém integrando a equação de conservação do momento de inércia.