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ONC · Astronomia

Questões de Astronáutica e exploração espacial da ONC

8 questões oficiais da ONC sobre Astronáutica e exploração espacial, de 2019 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 6 médias.

Treine Astronáutica e exploração espacial com 8 questões da ONC

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6 questões de Astronáutica e exploração espacial resolvidas

Questão 1 · ONC 2025 · 2º ano do ensino médio · Questão 10média

A nuvem de Oort, também chamada de nuvem de Öpik-Oort, é uma nuvem esférica de cometas e asteroides hipotética (ou seja, não observada diretamente) que possivelmente se localiza nos limites do Sistema Solar. A borda interna da parte principal da Nuvem de Oort pode estar a até 1.000 UA do nosso Sol. A borda externa é estimada em cerca de 100.000 UA do Sol. A existência da Nuvem de Oort foi proposta pelo astrônomo e astrofísico holandês Jan Oort (1900 - 1992) para explicar a origem dos cometas de longo período e por que eles parecem vir de todas as direções do Sistema Solar. A sonda New Horizons, que passou pelo planeta anão Plutão em julho de 2015, é uma das naves espaciais mais rápidas já montadas. Quando passou por Plutão (cerca de 40 UA do Sol) ela estava se movendo com velocidade relativa de v = de 14,2 km/s (= 3,0 UA/ano).

Imagem da questão

Fonte: NASA/JPL-Caltech (adaptada).

Mantendo essa velocidade, em que ano, aproximadamente, se espera que a New Horizons chegue ao início da Nuvem de Oort?

  1. A

    2055

  2. B

    2335

  3. C

    2345

  4. D

    2975

  5. E

    3015

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

1. Distância que falta: a sonda estava a 40 UA (em 2015) e a borda interna da Nuvem de Oort está a 1.000 UA:

1.000 - 40 = 960 UA

2. Tempo: a 3,0 UA por ano:

960 ÷ 3,0 = 320 anos

3. Ano de chegada: 2015 + 320 = 2335.

Resposta: B

Dica: escolha a unidade que simplifica a conta; aqui, UA e UA/ano evitam converter km/s.

Questão 2 · ONC 2024 · 3º ano do ensino médio · Questão 9média

O SpaceX Roadster não é um objeto celeste natural, mas sim um objeto artificial lançado pela SpaceX em fevereiro de 2018. Ele é um carro esportivo vermelho de propriedade do Diretor Executivo da SpaceX, Elon Musk, e foi lançado como uma demonstração das capacidades do lançador orbital Falcon Heavy, o foguete mais poderoso do mundo em operação. O Roadster está numa órbita heliocêntrica que o leva ao Cinturão Principal de Asteroides e depois de volta ao Sistema Solar interior. O Roadster também carrega um manequim chamado Starman, vestido com um traje espacial, no banco do motorista.

Imagem da questão

Fonte: SpaceX.

O gráfico a seguir mostra as distâncias do SpaceX Roadster - Starman (linha fina) e de Vênus (linha grossa) até a Terra em função do tempo, de janeiro de 2024 a julho de 2029. No gráfico, as distâncias são medidas em Unidades Astronômicas (UA).

Imagem da questão

Fonte: theskylive.com (adaptado).

Baseado nos seus conhecimentos e no gráfico apresentado, assinale a opção correta.

  1. A

    No período em questão, Starman estará sempre mais distante da Terra do que Vênus estará.

  2. B

    No segundo semestre de 2026, Vênus e Starman estarão, ambos, por mais de 1 mês à mesma distância Terra.

  3. C

    A cada 2 anos, a distância do Starman à Terra é a mesma que da Terra ao Sol

  4. D

    A cada 12 meses, a distância de Vênus à Terra é a mesma que da Terra ao Sol

  5. E

    Sempre que Vênus estiver mais distante da Terra, Starman também estrará mais distante.

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

Compare as duas curvas do gráfico (Vênus = linha grossa; Starman = linha fina).

No segundo semestre de 2026, as duas curvas descem quase juntas, uma sobre a outra, de julho até perto do fim do ano: por mais de um mês, Vênus e Starman estão praticamente à mesma distância da Terra. É a alternativa B.

Conferindo as outras:

  • A: há períodos em que Starman está mais perto que Vênus (por exemplo, no início de 2024 e em meados de 2024).
  • C: a curva do Starman não cruza 1 UA em intervalos regulares de 2 anos.
  • D: a curva de Vênus passa por 1 UA duas vezes a cada ciclo de cerca de 19 meses, não "a cada 12 meses".
  • E: em 2025, por exemplo, Vênus se aproxima (≈ 0,3 UA) enquanto Starman está no máximo (≈ 2,6 UA).

Resposta: B

Dica: em gráficos com duas curvas, procure os trechos em que elas se cruzam ou correm juntas: é ali que as grandezas se igualam.

Questão 3 · ONC 2024 · 2º ano do ensino médio · Questão 10média

O SpaceX Roadster não é um objeto celeste natural, mas sim um objeto artificial lançado pela SpaceX em fevereiro de 2018. Ele é um carro esportivo vermelho de propriedade do Diretor Executivo da SpaceX, Elon Musk, e foi lançado como uma demonstração das capacidades do lançador orbital Falcon Heavy, o foguete mais poderoso do mundo em operação.

O Roadster está numa órbita heliocêntrica que o leva ao Cinturão Principal de Asteroides e depois de volta ao Sistema Solar interior. O Roadster também carrega um manequim chamado Starman, vestido com um traje espacial, no banco do motorista.

Imagem da questão

Fonte: SpaceX.

O gráfico a seguir mostra a distância do SpaceX Roadster - Starman da Terra em função do tempo, de janeiro de 2024 a julho de 2029). No gráfico, as distâncias são medidas em Unidades Astronômicas (UA).

Imagem da questão

Fonte: theskylive.com (adaptado).

Baseado nos seus conhecimentos e no gráfico, assinale a opção correta.

  1. A

    Em julho de 2028 Starman estará à mesma distância da Terra do que Marte está do Sol.

  2. B

    Entre dois momentos consecutivos de maior afastamento do Starman da Terra existe um período de aproximadamente 3 anos.

  3. C

    No período em questão, Starman chegará tão distante da Terra quanto o planeta Júpiter está do Sol.

  4. D

    Entre julho de 2026 e janeiro de 2027 Starman chegará mais próximo da Terra que a distância da Terra à Lua.

  5. E

    No período em questão, Starman estará quatro vezes à mesma distância da Terra que a distância da Terra ao Sol.

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

Leia os picos do gráfico. Os dois maiores afastamentos (≈ 2,6 UA) acontecem no início de 2025 e no início de 2028: cerca de 3 anos entre eles.

Conferindo as outras:

  • A: em julho de 2028 a distância é de ≈ 2 UA; Marte fica a ≈ 1,5 UA do Sol.
  • C: Júpiter fica a ≈ 5,2 UA do Sol; o máximo do gráfico é ≈ 2,6 UA.
  • D: o mínimo entre 2026 e 2027 é ≈ 0,6 UA, dezenas de milhões de km. A Lua está a ≈ 0,0026 UA (384 mil km).
  • E: a curva cruza a linha de 1 UA (distância Terra–Sol) mais de quatro vezes no período mostrado.

Resposta: B

Dica: 1 UA ≈ 150 milhões de km é a distância Terra–Sol; a Lua está mais de 300 vezes mais perto que isso.

Questão 4 · ONC 2024 · 3º ano do ensino médio · Questão 12média

A Carta Celeste a seguir traz a passagem da Estação Espacial Internacional (ISS) pelos céus da cidade do Rio de Janeiro no dia 5 de julho de 2024. Sua trajetória é indicada pela linha que cruza a Carta. A seguir, temos uma tabela com diversas informações sobre esta passagem.

Imagem da questãoImagem da questão

Fonte: heavens-above.com.

Baseado nessa tabela e em seus conhecimentos, avalie as afirmações a seguir e marque a opção correta.

I – Quando a ISS atingiu sua altura máxima o Sol estava 15,5° abaixo do horizonte.

II – A ISS não passou pelo Zênite do observador.

III – A ISS atingiu seu brilho máximo quando estava à sua menor distância do observador.

IV – Essa passagem também pôde ser vista das cidades próximas ao Rio de Janeiro

Está correto o que se afirma em

  1. A

    II e III

  2. B

    I, III e IV

  3. C

    Nenhuma afirmação está correta.

  4. D

    I, II, III, IV

  5. E

    I e IV

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Gabarito: D (elaborado pelo Treinamento 101)

Leia a tabela da passagem:

  • I. Correta. Na linha "Atinge altura máxima", a altura do Sol é −15,5°: o Sol estava 15,5° abaixo do horizonte.
  • II. Correta. A altura máxima foi de 87°. O zênite fica a 90°; a ISS passou perto, mas não exatamente por ele.
  • III. Correta. A menor distância (422 km) acontece na altura máxima, e aí a magnitude é −3,8, a menor da tabela. Quanto menor a magnitude, maior o brilho.
  • IV. Correta. A ISS está a cerca de 400 km de altura; uma passagem tão alta no céu do Rio também é vista, mais baixa, em cidades vizinhas, a dezenas de quilômetros.

Todas estão corretas.

Resposta: D

Dica: na escala de magnitude, números menores (e negativos) indicam objetos mais brilhantes.

Questão 5 · ONC 2020 · 8º e 9º anos · Questão 9fácil

O ser humano, depois que entrou na era espacial, tem realizado feitos incríveis, como colocar objetos em órbita da Terra e de outros planetas, pousar objetos em outros corpos do Sistema Solar e até mandar sondas para o Sol e para o espaço profundo.

Imagem da questão

Fonte::Equipe ONC (adaptada de Nasa e National Geographic).

Da lista a seguir, qual é o objeto feito pelo homem que atualmente está mais distante da Terra?

  1. A

    Estação Espacial Internacional (imagem 5).

  2. B

    A bandeira estadunidense fincada em solo lunar (imagem 3).

  3. C

    O Telescópio Espacial Hubble (imagem 2).

  4. D

    A sonda espacial Voyager 1 (imagem 1).

  5. E

    O veículo de exploração espacial Rover Spirit (imagem 4).

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Gabarito: D

Compare as distâncias aproximadas de cada objeto até a Terra:

  • Estação Espacial Internacional (5): cerca de 400 km de altitude.
  • Telescópio Hubble (2): cerca de 540 km de altitude.
  • Bandeira na Lua (3): cerca de 384 mil km.
  • Rover Spirit (4): em Marte, a dezenas ou centenas de milhões de km, conforme a posição dos planetas.
  • Voyager 1 (1): lançada em 1977, já saiu da heliosfera e está a mais de 20 bilhões de km, no espaço interestelar.

A Voyager 1 é o objeto feito pelo ser humano mais distante da Terra.

Resposta: D.

Por que as outras atraem: a bandeira na Lua e o rover em Marte parecem "longe" porque estão em outro astro, mas uma sonda que segue viajando há décadas para fora do Sistema Solar está muito além.

Dica: ISS e Hubble ficam em órbita baixa (centenas de km); Lua, centenas de milhares de km; planetas, milhões; Voyagers, bilhões.

Questão 6 · ONC 2019 · 2º ano do ensino médio · Questão 8média

A agência espacial americana (NASA) confirmou no dia 13 de fevereiro deste ano que o robô Opportunity, que investigou a superfície de Marte durante 15 anos, parou definitivamente de funcionar. Entre suas descobertas mais importantes, o equipamento encontrou os primeiros indícios de água no planeta vermelho. O centro de controle da agência emitiu um último sinal de comando ao Opportunity e não recebeu nenhuma resposta, o que foi considerado como um sinal definitivo para dar por concluída a missão.

Imagem da questão

Imagem: ilustração da Sonda Opportunity. Fonte: Nasa/JPL/Cornell University, MAAS Digital LLC

A Terra está a uma distância média do Sol de cerca de 150 milhões de quilômetros. Em astronomia, chamamos esta distância de 1,0 Unidade Astronômica (U.A.) e ela equivale a 8,3 minutos-luz, ou seja, a luz do Sol, que é uma onda eletromagnética, demora 8,3 minutos para vir do Sol até nós, à velocidade da luz!

Suponha que o robô Opportunity respondia, na mesma hora, com um sinal de confirmação, sempre que recebia um sinal de comando do controle da missão. Se neste dia 13 de fevereiro a distância entre a Terra e Marte era de 1,6 U.A. Qual foi o tempo mínimo de espera entre o momento do envio do sinal e a momento em que o controle da missão percebeu que não receberia mais respostas do robô?

  1. A

    não temos dados suficientes para calcular isso.

  2. B

    o controle da missão teve que esperar por pouco mais de 13 min.

  3. C

    o controle da missão teve que esperar por pouco mais de 26 min.

  4. D

    o controle da missão não teve que esperar nada, pois esses sinais são transmitidos instantaneamente.

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Gabarito: C

Os sinais de rádio são ondas eletromagnéticas: viajam à velocidade da luz, como a luz do Sol.

1. Ida do sinal

1 U.A. leva 8,3 minutos-luz. Para 1,6 U.A.:
t = 1,6 × 8,3 ≈ 13,3 min

2. Ida e volta

O controle só percebe que não houve resposta depois do tempo em que ela já deveria ter chegado: o comando vai até Marte e a resposta volta.
t total = 2 × 13,3 ≈ 26,6 min

Ou seja, o controle teve que esperar pouco mais de 26 minutos.

Resposta: C

Por que as outras atraem: a B conta só a ida do sinal; a D esquece que ondas de rádio têm velocidade finita.

Dica: em comunicação com sondas, o tempo de espera por uma resposta é sempre o de ida e volta: 2 × distância ÷ c.