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Seletiva OBA · Astronáutica

Questões de Satélites e órbitas artificiais da Seletiva OBA

17 questões oficiais da Seletiva OBA sobre Satélites e órbitas artificiais, de 2017 a 2027, com gabarito e solução oficial. Dificuldade estimada: 5 fáceis, 11 médias, 1 difícil.

Treine Satélites e órbitas artificiais com 17 questões da Seletiva OBA

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6 questões de Satélites e órbitas artificiais resolvidas

Questão 1 · Seletiva OBA 2027 · Questão P1-19fácil

O Amazônia 1 é o primeiro satélite de observação da Terra projetado, integrado, testado e operado exclusivamente pelo Brasil. Ele foi lançado em 28 de fevereiro de 2021 com o principal objetivo de observar e monitorar o desflorestamento na região amazônica.

Imagem da questão

Esse satélite possui uma rápida taxa de revisita, passando pelo mesmo local a cada 5 dias. Sabendo que esse satélite possui uma velocidade orbital de 7,48 km/s, qual é a distância aproximada que ele percorre até passar pelo mesmo local?

  1. A

    1,2 · 109 m

  2. B

    2,4 · 109 m

  3. C

    3,2 · 109 m

  4. D

    4,8 · 109 m

  5. E

    6,4 · 109 m

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Gabarito: C

A distância percorrida entre duas passagens pelo mesmo local é o tempo entre elas multiplicado pela velocidade orbital:

Δs = v · t

Δs = 7,48 · 10³ m/s × (5 · 24 · 60 · 60 s)

Δs = 7,48 · 10³ × 432 000 ≈ 3,2 · 109 m

Resposta: C

Questão 2 · Seletiva OBA 2026 · Questão P1-14fácil

Três satélites, A, B e C, se movem ao redor da Terra, cada um numa trajetória circular com raios diferentes, como sugere a figura a seguir, fora de escala.

Imagem da questão

Se PA, PB e PC correspondem ao tempo que, respectivamente, os satélites A, B e C levam para dar uma volta completa em torno da Terra, como se ordenam esses períodos orbitais?

  1. A

    PA < PB < PC

  2. B

    PA < PC < PB

  3. C

    PB < PC < PA

  4. D

    PB < PC = PA

  5. E

    PC < PA < PB

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Gabarito: C

Pela Terceira Lei de Kepler, R³/P² = constante, em que R é o raio da órbita circular do objeto ao redor da Terra e P é o tempo de uma volta completa. Então órbitas de raio maior têm período maior.

Pela figura, RB < RC < RA; portanto PB < PC < PA.

Resposta: C

Questão 3 · Seletiva OBA 2025 · Questão P1-17média

Considere que a Estação Espacial Internacional (ISS) tem uma órbita aproximadamente circular, com altitude de 400 km e período orbital de 92 minutos, como podemos ver no esquema a seguir, fora de escala.

Imagem da questão

A certa altura a ISS passa pelo zênite de uma criança que está na superfície da Terra, ao nível do mar. Nesse mesmo momento a criança vê um flash produzido pela luz solar refletida na Estação Espacial.

Assinale a opção que traz qual a distância aproximada que a Estação Espacial percorreu no tempo que a luz do flash viajou da Estação Espacial até a criança?

Dado: velocidade da luz c = 300.000 km/s

  1. A

    8 m.

  2. B

    10 m.

  3. C

    80 m.

  4. D

    100 m.

  5. E

    1 km.

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Gabarito: B

Tempo de viagem da luz da ISS, no zênite, até a criança:

Δt = distância / velocidade = 400 km / (300.000 km/s) = (4/3) × 10−3 s

Perímetro da órbita (raio = 6378 km + 400 km):

p = 2πr = 2π × 6778 km ≈ 42.587,43 km = 42.587.430 m

Velocidade orbital da ISS:

v = p / T = 42.587.430 m / (92 × 60 s) ≈ 7.715 m/s

Distância percorrida pela ISS enquanto a luz viaja:

ΔS = v × Δt = 7.715 m/s × (4/3) × 10−3 s ≈ 10,3 m ≈ 10 m

Resposta: B

Questão 4 · Seletiva OBA 2024 · Questão P1-15fácil

Este gráfico mostra a altitude orbital da Estação Espacial Internacional (ISS) durante um ano, de junho de 2021 a junho de 2022. Estão claramente visíveis as impulsões que rapidamente aumentam a altitude e o gradual decaimento entre elas. A altitude é a de uma órbita média e o gradual decaimento é causado pela resistência imposta pela atmosfera. Como pode ser visto no gráfico, a taxa de decaimento não é constante e essa variação é causada pelas mudanças na densidade da tênue camada da atmosfera exterior devido principalmente à atividade solar.

Imagem da questão

Imagem: heavens-above.com (adaptada).

Baseado no texto e no gráfico, analise as afirmações a seguir e depois assinale a opção correta.

I – No período, a altitude da ISS ficou entre 416,5 km e 422 km.

II – A partir de novembro de 2021, a altitude da ISS só decresceu.

III – O atrito entre a ISS e a atmosfera exterior é a causa do decaimento gradual de sua altitude.

IV – A atividade solar tem influência na intensidade do decaimento de altitude da ISS.

  1. A

    Todas as afirmações estão corretas.

  2. B

    Somente as afirmações I e II estão corretas.

  3. C

    Somente as afirmações I e IV estão corretas.

  4. D

    Somente as afirmações III e IV estão corretas.

  5. E

    Nenhuma afirmação está correta.

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Gabarito: D

I – Incorreta. Pelo gráfico, a altitude mínima no período chegou quase a 416 km (em abril de 2022), portanto menos de 416,5 km.

II – Incorreta. Depois de novembro de 2021 o gráfico mostra vários momentos de impulsão, em que a altitude aumentou.

III – Correta. O texto informa que "o gradual decaimento é causado pela resistência imposta pela atmosfera".

IV – Correta. O texto informa que as mudanças na densidade da tênue camada da atmosfera exterior, que alteram a taxa de decaimento, se devem principalmente à atividade solar.

Resposta: D

Questão 5 · Seletiva OBA 2022 · Questão P2-14média

A imagem a seguir mostra o trânsito da Estação Espacial Internacional (ISS) pelo disco do Sol. A foto foi tirada por Carl Huster, em Changzhou, China, no dia 3 de novembro de 2016.

Imagem da questão

Considere que neste dia o diâmetro aparente do Sol (DSol) era de 32 minutos de arco, que a ISS se encontrava a uma altura de h = 346 km, viajando à velocidade de v = 27.700 km/h.

Marque a opção que traz a duração aproximada do trânsito.

  1. A

    0,4 s

  2. B

    1,2 s

  3. C

    1,4 s

  4. D

    3,2 s

  5. E

    14,0 s

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Gabarito: A

O tempo de trânsito é o tempo que a ISS leva para cobrir o diâmetro aparente do Sol, a 346 km de altura, viajando a 27.700 km/h.

O diâmetro aparente do Sol em radianos é:

DSol = (π × 32')/(180° × 60') ≅ 9,3 × 10−3 rad.

A distância l percorrida pela ISS é:

l = h × DSol = 346 km × 9,3 × 10−3 rad ≅ 3,2 km.

A velocidade da ISS é:

v = (27.700 km/h)/(3.600 s/h) ≅ 7,7 km/s.

O tempo para percorrer 3,2 km é:

t = l/v = (3,2 km)/(7,7 km/s) ≅ 0,4 s.

Resposta: A

Questão 6 · Seletiva OBA 2021 · Questão P1-5fácil

“Astronautas da Nasa entram na ISS após lançamento e acoplagem de sucesso...

Depois de uma viagem de 19 horas e mais de três horas de espera do lado de fora, os astronautas da Nasa Robert Behnken e Douglas Hurley finalmente entraram na ISS (Estação Espacial Internacional). Eles chegaram na cápsula de passageiros Crew Dragon, feita pela SpaceX, que acoplou com sucesso, e devem permanecer por lá provavelmente até agosto....”

(fonte: https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2020/05/31/astronautas-da-nasa-chegam-a-estacao-espacial-internacional.htm)

Assumindo que o período orbital da ISS é de 1,5 h e que ela está a uma altura de 400 km em relação à superfície terrestre, estime a velocidade orbital aproximada da Crew Dragon quando acoplou na ISS.

Adote: Raio da Terra = 6400 km; π = 3 e considere que a velocidade orbital da ISS é constante em órbita circular em torno da Terra.

  1. A

    2,25 km/s

  2. B

    7,56 km/s

  3. C

    9,32 km/s

  4. D

    11,20 km/s

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Gabarito: B

Para que a acoplagem seja bem-sucedida, a velocidade orbital da Crew Dragon deve ser igual à da ISS.

Como a órbita é circular e a velocidade é constante, a ISS percorre uma circunferência de raio RT + h em um período T:

v = 2π(RT + h)/T

v = 2 × 3 × (6400 + 400) km / (1,5 × 3600 s)

v = 40 800 km / 5400 s ≈ 7,56 km/s

Resposta: B