Empresas russas vão lançar Estação Espacial Comercial

Espaço privado

As empresas russas Orbital Technologies e RSC Energia (Rocket and Space Corporation Energia) anunciaram planos para lançar ao espaço a primeira nave para receber clientes privados, uma espécie de "hotel espacial".

Batizada de Estação Espacial Comercial (EES), para equiparar-se à Estação Espacial Internacional(EEI), a nave deverá acomodar tanto turistas quanto equipes de pesquisadores de empresas interessadas em fazer pesquisas científicas e tecnológicas.

Outros objetivos incluem servir como refúgio para os astronautas da EEI, em caso de acidente, e como ponto de parada para viagens espaciais mais distantes.

Até hoje, cerca de 500 pessoas foram mandadas ao espaço, praticamente todos membros de agências espaciais nacionais. As únicas exceções foram alguns poucos milionários.

Esses turistas espaciais pioneiros chegaram a pagar centenas de milhões de dólares por uma passagem. A estimativa é que a estadia na Estação Espacial Comercial custe por volta de R$260 mil para um pacote de cinco dias.

Há poucos dias, a Boeing anunciou a intenção de enviar seus astronautas-funcionários ao espaço, mas isso dependerá de financiamento da NASA, e eles ficarão "hospedados" na EEI.

sistensolar.blogspot.com

Rumo a uma câmera capaz de filmar elétrons

Lasers que emitem pulsos ultra-curtos, cada um com uma duração de um quintilionésimo de segundo, são capazes de monitorar o comportamento de elétrons individuais durante as reações químicas.

E uma equipe internacional de pesquisadores agora deu um passo concreto rumo à possibilidade de filmar elétrons individuais, o que permitirá acompanhar com detalhes sem precedentes como as moléculas interagem durante as reações químicas.

Quando o tempo fica curto

Tudo começa com um laser capaz de emitir pulsos na escala de attossegundo - 1 bilionésimo de 1 bilionésimo de segundo. Esta é a escala do recorde mundial do menor tempo já medido.

Embora 1 attossegundo esteja para 1 segundo assim como 1 segundo está para a idade do Universo, é nessa escala que as coisas acontecem no mundo molecular. Por exemplo, o elétron de um átomo de hidrogênio leva 151 attossegundos para orbitar seu núcleo.

Pulsos de attossegundos já foram demonstrados em laboratório antes, mas sem a potência necessária para serem usados em espectroscopia com resolução temporal, a técnica usada para medir a dinâmica de elétrons.

"Se você puder gerar um pulso de duração mais curta, então você poderá estudar a dinâmica do que acontece nessa escala de tempo," afirmou Franz Kaertner, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

NASA anuncia descoberta de grafeno no espaço

Bioquímica do carbono

O Telescópio espacial Spitzerencontrou assinaturas químicas de grafeno no espaço, folhas de carbono com apenas um átomo de espessura, parecidas com uma tela de galinheiro.

A descoberta do grafeno, realizada em 2004, levou o Prêmio Nobel de Física de 2010.

Já a descoberta do grafeno no espaço ainda precisará ser confirmada por observações mais detalhadas.

O grafeno é extremamente forte, conduz eletricidade tão bem quanto os metais e já está sendo utilizado experimentalmente em computadores, telas e monitores e painéis solares, além de uma infinidade de outras aplicações possíveis.

Já o grafeno espacial é mais importante pelas informações que ele pode dar aos cientistas sobre a origem da vida, na Terra e pelo espaço afora. Entender as reações químicas envolvendo o carbono no espaço pode dar novas informações sobre como pode ter surgido e evoluído nossa bioquímica baseada nesse elemento.

Grafeno no espaço

O grafeno foi identificado em duas pequenas galáxias vizinhas à nossa - as Nuvens de Magalhães - associado a um material expelido por estrelas no final da vida, que forma a chamada nebulosa planetária.

O telescópio Spitzer, que observa o Universo e Cosmologia em infravermelho, também encontrou sinais de outra molécula de carbono, chamada C70.

A C70, que tem um formato alongado, assim como o grafeno, pertencem à família dos fulerenos, também conhecidas pelo termo inglês buckyballs - esta é a maior molécula já identificada no espaço.

A mais famosa das moléculas dessa família é a C60, em formato esférico, que deu nome à família, uma homenagem aos domos arquitetônicos feitos por Buckminister Fuller.

Vida em uma esfera de carbono

Recentemente foram encontrados fulerenos incorporados em meteoritos, contendo gases extraterrestres em seu interior.

Como cientistas já conseguiram encapsular água nessas moléculas, em laboratório, surge agora a hipótese de que os fulerenos podem ter sido os carregadores de materiais importantes para o surgimento da vida na Terra, que teria chegado até aqui pelos meteoritos.

Segundo os astrônomos, o grafeno e os fulerenos formam-se no espaço quando as ondas de choque geradas pelas estrelas que morrem quebram grânulos de carbono.

Encontrada falha na criptografia usada no "internet banking"

Pesquisadores belgas e franceses descobriram as primeiras falhas no algoritmo AES, usado mundialmente para transações bancárias pela internet.

Algoritmo AES

O algoritmo AES (Advanced Encryption Standard) não era considerado à prova de falhas, mas o grupo conseguiu descobrir uma chave secreta de forma quatro vezes mais fácil do que os cálculos teóricos indicavam ser possível.

O algoritmo, projetado em 1997 pelos criptografistas belgas Joan Daemen, da STMicroelectronics, e Vincent Rijmen, da Universidade Católica de Leuven, foi selecionado em uma competição internacional promovida pelo Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST).

Desde então, o NIST validou mais de 1.700 produtos comerciais usando o AES, e milhares de outros usam o algoritmo sem validação. O AES também foi padronizado pela ISO, pelo IEEE e pela Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos.

Graças a isso, centenas de milhões de pessoas usam o algoritmo AES todos os dias para proteger suas transações bancárias, comunicações wireless e os dados guardados nos discos rígidos dos seus computadores.

Falha na criptografia AES

Até agora, apenas uma pequena falha havia sido identificada no algoritmo AES, mas de interesse meramente matemático, sem efeitos práticos.

Já o novo ataque agora descoberto, que usa uma técnica chamada biclique, aplica-se a todas as versões do AES, incluindo as usadas com uma única chave. O ataque mostra que descobrir uma chave do AES é quatro vezes mais fácil do que se acreditava.

Em outras palavras, o AES-128 é, na prática, um AES-126.

Mas as razões para preocupações são mínimas. Isto porque o esforço necessário para quebrar uma criptografia com o AES ainda é gigantesco: o número de cálculos necessários para isso é um 8 seguido por 37 zeros.

Por isso, Andrey Bogdanov e Dmitry Khovratovich, da mesma Universidade Católica de Leuven, e Christian Rechberger, da École Normale Supérieure de Paris, acreditam que sua descoberta do ataque não deverá alterar o uso disseminado do algoritmo.

Para quem discordar, eles mostram o problema de uma perspectiva mais prática: em um ataque de força bruta, com um trilhão de computadores, cada um testando um bilhão de chaves por segundo, levaria dois bilhões de anos para recuperar uma chave criptografada pelo AES-128.

Com a descoberta, você faria o mesmo em "meros" 500 milhões de anos.

Memória de vidro guarda dados em 5 dimensões

Conversor de polarização

Pesquisadores criaram um vidro nanoestruturado que pode funcionar como uma memória óptica e ainda reduzir o custo da microscopia de alta resolução e das imagens médicas.

Martynas Beresna e seus colegas da Universidade de Southampton, na Grã-Bretanha, usaram um laser pulsado ultra-rápido para construir saliências em nanoescala no vidro.

Essas estruturas funcionam como conversores de polarização, que alteram a forma como a luz viaja no interior do vidro.

A nanoestrutura óptica cria "redemoinhos" de luz que podem ser lidos de forma muito parecida com a leitura de um dado que viaja por uma fibra óptica.

Voxels

Os cientistas chamam esses redemoinhos de "voxels", em comparação com os pixels de uma imagem.

A grande diferença, contudo, é que os voxels podem ser posicionados no interior do vidro, o que os torna uma espécie de "pixels 3D" - na verdade, os cientistas conseguiram gravar dados em até 5 dimensões.

Ainda assim, a informação pode ser escrita, apagada e reescrita na estrutura molecular do vidro, usando o mesmo laser.

Como o laser efetivamente altera os átomos no vidro, um dado gravado nesta memória de vidro poderia ter uma vida útil indeterminada, "para sempre", como dizem os pesquisadores.

Gravando em 5 dimensões, os cientistas conseguiram colocar a mesma quantidade de dados contida em um disco Blu-Ray - 50 GB - em um pedaço de vidro do tamanho de uma moeda.

Contudo, o laser usado - um laser capaz de produzir pulsos com duração na faixa dos femtossegundos - é bem mais complexo do que o laser de um leitor/gravador de CD ou DVD.

Por isso, a descoberta deverá ter um impacto maior e mais imediato no campo da microscopia e da geração de imagens médicas, ao permitir resoluções acima do limite de difração da luz.

Polarização da luz

Um laser pulsado com polarização fixa consegue produzir arranjos periódicos de voxels em planos muito precisos e finos, com alturas na faixa das dezenas de nanômetros.

Quando a luz atravessa um desses voxels gravados no vidro, ela é conduzida de forma diferente, dependendo da orientação da sua polarização.

Este fenômeno - chamado birrefringência de forma - é a base do funcionamento da nanoestrutura como um conversor de polarização, um mecanismo com largas aplicações em microscopia.

"Antes disso nós tínhamos que usar um modulador de luz espacial baseado em cristais líquidos que custam mais de US$30 mil," explica Peter Kazansky, coautor da pesquisa. "Agora nós simplesmente colocamos esse nanodispositivo no caminho do feixe óptico e temos o mesmo resultado."

A técnica também poderá ser útil nas pinças ópticas, para manipulação de objetos em escala molecular e, segundo os pesquisadores, em aceleradores de partículas miniaturizados.

Processadores neuro-sinápticos

Processadores neuro-sinápticos

Foram apresentados dois protótipos dos novos "processadores neuro-sinápticos", que trabalham de forma totalmente diferente da arquitetura dos processadores atuais, conhecida como arquitetura Von Neumann.

Ambos possuem 256 "neurônios". O primeiro contém 262.144 sinapses programáveis e o segundo possui 65.536 sinapses reconfiguráveis.

Ambos foram testados em aplicações simples voltados à navegação, visão de máquina, reconhecimento de padrões, memória associativa e classificação de dados.

Computação cognitiva

Os computadores cognitivos não terão que ser programados para funcionar como os processadores atuais. Em vez disso, a ideia é que eles aprendam com o uso, encontrando correlações, criando hipóteses, lembrando das experiências passadas e aprendendo com os resultados.

Apesar do nome, não há nenhum componente biológico incluído no projeto da IBM e seus parceiros: todos os "neurônios" e "sinapses" são emulações em silício, usando uma combinação de circuitos semicondutores e algoritmos de software incorporados no processador, o chamado firmware.

A IBM chama a parte inspirada pela neurociência do novo chip de núcleo neuro-sináptico, que contém a memória (a réplica das sinapses), os circuitos de cálculo (a réplica dos neurônios) e a comunicação (a réplica dos axônios).

Ainda assim, as diferenças entre a arquitetura Von Neumann atual e a nova arquitetura cognitiva são grandes, a começar pela integração da memória e daquilo que hoje se chama processador - a parte responsável pelos cálculos - em um único chip.Outra diferença é que um chip cognitivo não possui um conjunto de instruções que possam ser programadas, já que ele está sendo projetado para aprender.

Contudo, o chip nem mesmo utiliza os memristores, componentes inovadores capazes de simular uma sinapse artificial.

Hoje, um programador utiliza uma linguagem de alto nível, como o C ou o Java, para escrever um programa, que o compilador da linguagem traduz para o conjunto de instruções que o processador aceita. É por isso que é necessário recompilar programas para que eles rodem em processadores com arquiteturas diferentes.

A diferença mais marcante, contudo, é que um processador cognitivo terá, de forma nativa, o processamento paralelo e distribuído. Além disso, as múltiplas entradas permitidas pelos neurônios e suas sinapses significam que ele será dirigido por eventos, e não por uma sequência rígida de instruções.

Infelizmente, isso não se traduzirá em uma velocidade maior de processamento "em geral": chips cognitivos deverão ser mais rápidos para algumas tarefas, mas incrivelmente lentos para outras. Ou seja, com base no desenvolvimento agora apresentado pela IBM, não se deve esperar que os chips cognitivos venham substituir inteiramente os processadores atuais.

Evolução dos computadores

Segundo a IBM, seu projeto tenciona construir um processador cognitivo que "rivalize com o cérebro humano" em termos de número de neurônios e consumo de energia, mas, aparentemente, não em "poder de processamento".

Calcula-se que o cérebro humano consuma cerca de 25 Watts, enquanto um processador Von Neumann atual já supera os 100 watts.

"As futuras aplicações da computação exigirão cada vez mais funcionalidades que não são alcançáveis de forma eficiente com a arquitetura tradicional. Esses chips são outro passo significativo na evolução dos computadores, de sistemas calculadores para sistemas que aprendem, sinalizando o início de uma nova geração de computadores," afirmou Dharmendra Modha, líder do projeto Synapse.

Apesar de o projeto, que conta com a parceria de seis universidades, parecer focado no hardware, o produto mais notável desse esforço até agora foi de software, que permitiu que o computador Watson vencesse humanos em um jogo não-estruturado de perguntas.

IBM apresenta primeiros processadores cognitivos

 Processador cognitivo

A IBM apresentou uma nova geração de processadores experimentais "projetados para emular as capacidades do cérebro de percepção, sensação, ação, interação e cognição," segundo nota da empresa.

Em 2009, a IBM havia feito umasimulação por software equivalente ao cérebro de um gato. Mas o esforço em torno da chamada "computação cognitiva" vem ocupando os cientistas da empresa e de seus parceiros universitários há alguns anos.

Agora, eles estão colhendo os primeiro frutos de um hardware cognitivo, ainda que a alegada emulação da "percepção, sensação, ação, interação e cognição" do cérebro biológico pareça um tanto exagerada.

O projeto chama-se Synapse (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) e o objetivo é criar um sistema - que inclui hardware e software - capaz de analisar informações em paralelo e reconfigurar-se dinamicamente em tempo de execução - vale dizer, aprender com a própria tarefa que está sendo realizada.

Projeto Synapse

O objetivo do projeto do processador cognitivo não é simular o cérebro humano, é usar o que já se sabe sobre o funcionamento dos cérebros biológicos para construir um sistema capaz de aprender e interagir com o ambiente.

Sem dúvida, um passo gigantesco em relação à arquitetura da computação atual, ainda que o projeto esteja dando apenas seus primeiros passos.

Composto de cinco fases (da Fase 0 à Fase 4), a empresa alega ter agora completado a Fase 1, que é o desenvolvimento do primeiro protótipo em hardware.

A Fase 2 do projeto Synapse, que se iniciará agora, pretende integrar todo o sistema cognitivo em um único chip, simulando em computadores tradicionais o funcionamento de um processador cognitivo com 10 milhões de neurônios.

A Fase 3 consistirá na fabricação e teste do processador cognitivo de 10⁶neurônios e o projeto e simulação de um protótipo com 10⁸ neurônios.

Finalmente, a Fase 4 tentará construir um processador cognitivo com 10⁸neurônios, pronto para ser incorporado em um robô capaz de aprender.

Luz supera velocidade máxima da luz - duas vezes

Confusões luminosas

Ainda está ecoando no ar os resultados de uma pesquisa recente, mal "traduzida" pela imprensa em geral como uma "prova" da impossibilidade de viagens no tempo.

Para confundir ainda mais as coisas, dois grupos independentes de pesquisadores acabam de demonstrar duas formas diferentes de fazer com que pulsos de luz viajem a uma velocidade superior aos 300.000 km/h estabelecidos pela teoria da relatividade especial de Einstein.

Por incrível que pareça, as conclusões destes novos estudos não contestam aquele trabalho da viagem no tempo e não derrubam a teoria da relatividade, mas podem ter resultados muito práticos, permitindo aumentos reais na velocidade de transmissão de informações por fibras ópticas.

Formas de ver a luz

Superando outros trabalhos que já demonstraram fótons viajando mais rápido do que a luz e partículas superluminais, os físicos agora conseguiram fazer com que "muita luz" pareça viajar mais rápido do que seria permitido.

Nos experimentos, a luz emerge do outro lado material mesmo antes de ter entrado na frente desse material.

Toda a confusão com esses experimentos emerge das muitas formas como a luz pode ser "vista" e interpretada.

Um pulso de luz, por exemplo, pode ser visto como uma espécie de onda de radiação eletromagnética chispando pelo espaço. Assim, se você fizer um gráfico da intensidade desse pulso, ele vai começar em zero, subir suavemente até formar um único pico, e então declinar novamente até zero.

Mas pode-se também imaginar esse pulso como uma coleção de ondas com diversos comprimentos de onda. O que antes era um pico individual de um único pulso de luz, passa a ser o resultado do somatório de uma série de ondas oscilando para baixo e para cima e se sobrepondo umas sobre as outras.

No centro do pulso, as diversas ondas se alinham e se reforçam mutuamente, ao contrário da subida e da descida do pulso, onde as ondas ficam fora de sincronia e acabam se cancelando.

NASA anuncia missões de demonstração tecnológica

A NASA selecionou três propostas para o seu programa "Missões de Demonstração Tecnológica".

Os projetos são voltados para a comunicação espacial, propulsão sem combustível, usando velas solares, e um relógio atômico para melhorar a navegação espacial.

Os três projetos agora vão para a etapa de construção e preparação para o lançamento ao espaço.

Comunicação espacial a laser

"Ao investir em tecnologias disruptivas, de alto retorno, que a indústria não tem à mão hoje, a NASA amadurece as tecnologias necessárias para as suas missões futuras, ao mesmo tempo que avalia as capacidades e reduz o custo das atividades espaciais comerciais e governamentais," disse a agência em comunicado.

O projeto LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) consistirá em uma demonstração confiável, segura e barata de uma tecnologia de comunicação óptica que possa ser inserida em outras missões, tanto nas proximidades da Terra quanto no espaço profundo.

As comunicações ópticas - também conhecidas como comunicação a laser, ou lasercom - pretendem aumentar a largura de banda disponível para as futuras missões comunicarem-se com a Terra.

Um equipamento desses fornecerá taxas de transferência de dados significativamente superiores aos sistemas de rádio usados hoje, usando um equipamento com praticamente a mesma massa, volume e potência.

Por exemplo, a sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) leva 90 minutos para transmitir uma única foto de Marte em alta resolução. Com um sistema a laser, com capacidade de 100 Mbps ou mais, essa mesma foto chegaria à Terra em cerca de 5 minutos.

Nave a vela solar

A comunicação espacial a laser também permitirá o estabelecimento de uma "presença virtual" no espaço, em outro planeta ou em um outro corpo do Sistema Solar.

A empresa L'Garde Inc. ficará responsável por construir uma sonda espacial sem combustível, movida unicamente por uma vela solar.

Até agora, os experimentos com velas solares concentraram-se quase unicamente no próprio sistema de propulsão, sem uma carga científica útil. O experimento mais avançado nessa área é o veleiro espacial Ikaros, da Agência Espacial Japonesa (JAXA).

O veleiro espacial terá uma vela solar de 38 metros quadrados.

Outro projeto é usar as velas solares para manter a altitude de estações espaciais. Hoje, a Estação Espacial Internacional depende de combustível para ajustar sua altitude periodicamente - e esse combustível deve ser levado para lá por foguetes.

A NASA planeja usar a tecnologia para tirar de órbita satélites artificiais que chegaram ao fim da vida útil e lixo espacial.

Uma vela solar também permitiria o lançamento de satélites "geopolares", que poderiam observar os pólos da Terra - ou de planetas próximos - continuamente, com grandes vantagens sobre os satélites geoestacionários atuais.

Uma sonda espacial situada nos pontos de Lagrange poderia usar suas velas solares para ajustar continuamente sua posição em relação à Terra e ao Sol, melhorando o tempo de alerta das tempestades solares em até 45 minutos.

Finalmente, as velas solares tornarão mais baratas e mais simples as missões a planetas mais distantes e até mais longe.

Relógio atômico espacial

Embora até poucos anos atrás houvesse grande ceticismo na comunidade científica sobre se as velas solares sequer funcionariam, agora que elas já foram demonstradas na prática há pesquisadores defendendo que elas seriam úteis até mesmo além da fronteira do Sistema Solar.

O Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) ficará incumbido de construir um relógio atômico miniaturizado, que fornecerá a precisão e a estabilidade necessárias para uma navegação espacial mais precisa.

Futuros satélites de GPS com seus próprios relógios atômicos terão uma precisão elevada em mais de 100 vezes.

O DASC (Deep Space Atomic Clock) usará a tecnologia de íons de mercúrio.

Um relógio atômico no espaço aumentará a resolução dos dados de navegação por um fator de dois ou três, permitindo um rastreamento muito mais preciso das naves pelas estações em terra.

Além da navegação, a melhoria na quantidade e na qualidade dos dados melhorará em até 10 vezes a coleta de dados gravitacionais e as observações científicas de ocultação, usadas para descobrir e estudar planetas extra-solares (ou exoplanetas).

A disponibilidade de um relógio atômico a bordo significará que as sondas e naves espaciais não precisarão ficar repassando suas posições a cada instrução enviada da Terra - ou seja, o controle de navegação poderá ser feito com uma única via de comunicação.

Voltando ao exemplo da sonda MRO, hoje o link de comunicação com a Terra é compartilhada entre navegação e dados científicos. Com um relógio atômico, uma sonda similar teria o canal de downlink exclusivamente para a ciência.

Segundo a NASA, só a redução do tempo de uso das antenas terrestres representaria uma economia de US$11 milhões para a missão.

Robô é projetado para resgate em minas subterrâneas

Em busca de informações

O Gemini-Scout é um robô-batedor, destinado a entrar em minas subterrâneas depois de um acidente, avaliar a situação e passar informações para as equipes de resgate.

Segundo os engenheiros dos Laboratórios Sandia, dos Estados Unidos, o histórico recente desses acidentes revela que o desconhecimento das condições do local e os riscos potenciais para os bombeiros têm retardado os esforços de resgate a ponto de perder vidas - dos mineiros acidentados - que poderiam ter sido salvas.

Para isso eles projetaram o Gemini-Scout para dar às equipes de resgate a ferramenta mais importante nesses casos: informações sobre as condições do local.

"Nós projetamos este robô para que ele vá à frente da equipe, avaliando a situação e os possíveis riscos e permitindo que as operações sejam conduzidas mais rapidamente," explica Jon Salton, líder do projeto.

À prova d'água e semi-anfíbio

O robô é equipado com sensores de gás, uma câmera termal para localizar sobreviventes, e uma câmera comum, para fornecer imagens do local em tempo real.

Todo o esforço foi colocado na capacidade de andar por lugares estreitos e cheios de obstáculos: o robô é capaz de escalar rochas, subir em ladeiras escorregadias ou de terreno solto e virar em espaços exíguos.

Mas a característica que mais chama a atenção é que o Gemini-Scout é um robô totalmente à prova d'água e semi-anfíbio, capaz de navegar por até meio metro de água - inundações são uma situação sempre presente nos acidentes em minas subterrâneas.

Medindo cerca de 1 metro de comprimento e 60 centímetros de altura, o robô pode ser usado para levar medicamentos, alimentos e cilindros de oxigênio para os mineiros caso as equipes humanas não possam se aproximar rapidamente. Ele é equipado com rádios, podendo ser usado para passar instruções para os mineiros.

Controle de XBox

Como é comum a presença de gases explosivos em minas subterrâneas, toda a parte eletroeletrônica do robô é blindada, de forma a não gerar qualquer fagulha ou aquecimento que possa causar transformar a tentativa de ajudar em um desastre maior.

"Para projetar um robô para fornecer o nível de assistência desejada tivemos que levar em conta as pressões e os gases existentes nesses ambientes," disse Clint Hobart, membro da equipe. "Assim, tivemos que garantir o uso de materiais cuja resistência daria conta do recado, e tivemos que manter tudo leve o suficiente para que o robô possa navegar com facilidade."

Para facilitar a navegação, permitindo que o robô seja operado por equipes sem treinamento intensivo, o Gemini-Scout é dirigido com o controle de um console Xbox 360, com comandos que lembram muito os jogos.

O robô já está sendo validado pela Administração de Saúde e Segurança na Mineração dos Estados Unidos, e deverá ser licenciado para fabricação para uma empresa privada.

Sapatos usam nova técnica para gerar energia para aparelhos portáteis

Sapatos energéticos

Há poucos dias, pesquisadores apresentaram um sapato-gerador, capaz de produzir energia usandomúsculos artificiais.

O Dr. Tom Krupenkin e seu colega J. Ashley Taylor, da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, também estão de olho nos sapatos, mas adotaram uma técnica diferente.

Krupenkin e Taylor trabalham há bastante tempo com a manipulação de gotas de líquido em nanoescala, o que os levou a desenvolver um material anti-congelante e outro capaz de repelir virtualmente qualquer líquido.

Em outra linha, pesquisadores vêm trabalhando há bastante tempo com um fenômeno chamado eletroumectação, a capacidade de controlar eletricamente como os líquidos interagem com superfícies sólidas, o que tem rendido bons frutos na área de papel eletrônico e telas flexíveis.

O que os dois pesquisadores fizeram foi inverter esse processo, criando a "eletroumectação reversa".

Eletroumectação reversa

Em vez de usar a eletricidade para a manipulação das gotas, como na eletroumectação, os dois cientistas estão usando as gotas para gerar eletricidade.

A energia mecânica é convertida em energia elétrica usando um dispositivo microfluídico - fluidos circulando no interior de microcanais.

As microgotas no interior do dispositivo interagem com um substrato feito com múltiplas camadas nanométricas de um material dielétrico, gerando uma carga eletrostática.

"Em sua essência, o processo de eletroumectação reversa é conceitualmente simples. A gota e os eletrodos são conectados a um circuito elétrico externo que fornece uma tensão de polarização constante entre a gota e o eletrodo.

"O acionamento mecânico externo é usado para mover a gota de forma a forçar uma diminuição da sua sobreposição com o eletrodo revestido com o filme dielétrico. Isto resulta na diminuição da carga total que pode ser mantida na interface líquido-sólido da gota.

"A carga elétrica excessiva, então, flui de volta através do circuito elétrico que conecta a gota e o eletrodo, gerando uma corrente elétrica que pode ser utilizada para alimentar uma carga externa," explicam os pesquisadores em seu artigo.

Colheita de alta densidade

A grande vantagem dessa abordagem é a alta densidade energética alcançada, de até 10³ W m^-2.

Isso se traduz em cerca de 20 watts de potência gerados pelo dispositivo instalado nos sapatos de um homem adulto, durante uma caminhada em ritmo normal.

Esta é a primeira solução no campo da chamada colheita de energia que oferece potência nessa faixa.

Embora já existam diversos sensores e equipamentos menores sendo alimentados por micro e nano-geradores, há uma demanda crescente por um dispositivo capaz de alimentar aparelhos maiores, incluindo o recarregamento de baterias de tablets e netbooks.

Krupenkin e Taylor estão entusiasmados com os resultados obtidos, já tendo fundado sua própria empresa, a InStep NanoPower, para tentar comercializar a tecnologia.

O maior desafio agora é encontrar uma forma prática de ligar os sapatos aos aparelhos a serem alimentados ou recarregados.

Astrônomos flagram buraco negro engolindo estrela

Refeição cósmica

Em Março deste ano, o telescópio Swift da NASA, flagrou um fenômeno cósmico disparando um feixe de raios X incrivelmente forte em direção à Terra, vindo da Constelação do Dragão.

Essa fonte intensa e incomum, formada por feixes de alta energia, chamou a atenção dos astrônomos.

Eles então usaram outros telescópios e observatórios, incluindo um instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional, para analisar o evento inédito, em busca de uma explicação para sua ocorrência.

Depois de analisar com cuidado o fenômeno, agora conhecido como Swift J1644+57, os cientistas descobriram se tratar de algo verdadeiramente extraordinário: um buraco negro "dormente" acordando ao começar a consumir uma estrela.

O processo ainda está em andamento, e os astrônomos estimam que a "refeição" do buraco negro só terminará em meados do ano que vem.

Buraco negro engolindo estrela

A maioria das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea, possui um buraco negro gigantesco em seu centro, pesando milhões de vezes a massa do Sol. Segundo os estudos, o buraco negro que está engolindo a estrela pode ser duas vezes maior do que o "nosso".

Conforme uma estrela cai em direção ao buraco negro, forças de maré gigantescas destroem-na completamente. Os destroços formam um disco ao redor do buraco negro, que continuam a cair como em um redemoinho.

Essa fuga cria jatos de matéria saindo ao longo do eixo de rotação do buraco negro, em sentidos opostos e viajando a até 90% da velocidade da luz.

As altíssimas temperaturas, o magnetismo e o movimento super rápido da parte mais interna do redemoinho geram "funis" em direções opostas, através dos quais algumas partículas escapam do evento.

Para sorte dos astrônomos, no caso do J1644+57, um desses jatos está apontado em direção à Terra, o que permitiu que observássemos o fenômeno.

Jatos de raios X

Estudos teóricos de estrelas destruídos por efeitos de maré sugerem que o fenômeno apareceria na forma de erupções em energias ópticas e ultravioletas.

Mas o brilho e a energia do jato de um buraco negro é muito maior quando visto de frente.

O fenômeno, chamado radiância relativística, explica porque o Swift J1644+57 foi visto em raios X e parece tão surpreendentemente luminoso.

"As emissões de rádio ocorrem quando os jatos mergulham no ambiente interestelar. Por outro lado, os raios X surgem muito mais próximos do buraco negro, como se saísse da base dos jatos," explica Ashley Zauderer, do Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica, nos Estados Unidos.

Estrela pode ter virado um planeta de diamante

Planeta de diamante

Um "planeta" com cerca de 60.000 quilômetros (km) de diâmetro - cerca de cinco vezes o diâmetro da Terra - formado por carbono e oxigênio.

E sua densidade é tão grande que esse material deve certamente ser cristalino, ou seja, uma grande parte desse corpo celeste pouco usual pode ser similar a um gigantesco diamante.

Esta foi a conclusão de um grupo de astrônomos australianos, que usou um radiotelescópio para observar um fenômeno igualmente pouco usual.

Siga os passos para verificar como eles chegaram a essa conclusão sobre o que seria esse planeta de diamante.

Descobrindo um pulsar

Tudo começou quando os astrônomos usavam um radiotelescópio e descobriram uma estrela bastante rara, do tipo pulsar.

Pulsares são estrelas giratórias muito pequenas, com cerca de 20 km de diâmetro, que emitem um feixe de ondas de rádio.

Como a estrela gira, esse "disparo" de ondas de rádio chega na Terra na forma de um padrão regular - pulsos de ondas de rádio, de onde vem o nome pulsar.

Mas esse novo pulsar, conhecido como PSR J1719-1438, apresentou uma característica diferenciada: seus pulsos parecem ser sistematicamente modulados, ou seja, sofrem uma influência regular.

Esse pulsar tem companhia

Os astrônomos concluíram que essa modulação deve estar sendo gerada por um pequeno planeta orbitando o pulsar, formando um sistema binário.

Estudando a modulação nas ondas de rádio do pulsar, os pesquisadores chegaram a duas conclusões sobre esse planeta companheiro.

Primeiro, que os dois estão separados por uma distância de cerca de 600.000 km e que o planeta orbita o pulsar em apenas duas horas e 10 minutos.

Segundo, que esse companheiro deve ser muito pequeno, com um diâmetro menor do que 60.000 km - o planeta está tão perto do pulsar que, se ele fosse maior, seria destruído pela gravidade do pulsar.

Estrela que virou planeta

Mas, para que esse sistema binário seja estável, o planeta deve ter mais massa do que Júpiter.

Para ser tão denso, não deve se tratar exatamente de um planeta, mas de uma estrela morta, cuja maior parte da massa já foi sugada pelo pulsar - ou seja, uma anã-branca.

"Esse remanescente provavelmente é formado principalmente de carbono e oxigênio, porque uma estrela feita de elementos mais leves, como hidrogênio e hélio, seria grande demais para se encaixar nos tempos de órbita observados," diz o Dr. Michael Keith, do instituto CSIRO.

Nasce um planeta de diamante

Dada a densidade da "estrela que virou planeta" - uma massa maior do que a Júpiter em um diâmetro de 60.000 km - o material que a forma deve ser cristalino.

Como carbono se cristaliza na forma de diamante sob altas pressões, os astrônomos concluíram que sua ex-anã-branca pode ser agora um planeta com grande parte de sua composição consistindo em diamante.

Não há exatamente uma explicação de por que o pulsar teria sugado os outros elementos e deixado o carbono para trás, mas o estudo apresenta um retrato da situação medida, não tendo dados suficientes para estabelecer a dinâmica do nascimento do provável planeta de diamante.

A ideia de planetas de carbono não é inédita, embora seja recente, tendo sido proposta em 2005 pelo astrofísico Marc Kuchner.

Em 2010, um grupo de astrofísicos ligados à NASA identificou o primeiro planeta de carbono, e apontaram que ele teoricamente poderia ter montanhas de diamante.

Pulsar de milissegundo

O pulsar agora descoberto é conhecido como pulsar de milissegundo - ele gira cerca de 10.000 vezes por minutos.

Ele tem uma massa de 1,4 vezes a massa do Sol, espremida em uma esfera com 20 km de diâmetro.

Cerca de 70% dos pulsares de milissegundo têm estrelas-companheiras, formando sistemas binários.

Os astrônomos acreditam que foi a estrela-parceira que transformou o pulsar em um pulsar de milissegundo, transferindo massa e fazendo-o girar cada vez mais rápido. O resultado é um pulsar de milissegundo com o que sobrou de uma estrela que perdeu a maior parte de sua massa - o "planeta de diamante".

Encontradas estrelas mais frias do Universo

Anãs Y

Usando dados do Telescópio WISE(Wide-field Infrared Survey Explorer), astrônomos da NASA descobriram as estrelas mais frias já encontradas.

Elas têm temperaturas semelhantes às do corpo humano, ou até menores.

Esta concepção artística mostra como deve se parecer uma "anã Y". As anãs Y estréiam a classe de corpos estelares mais frios que se conhece.

Como os astrônomos ainda não detectaram anãs Y nos comprimentos de onda visível, que vemos com nossos olhos, a escolha de uma cor roxa para ilustrá-las foi feita por razões artísticas.

Os astrônomos caçam esses corpos celestes escuros há mais de uma década, sem sucesso. É quase impossível enxergá-las usando telescópios de luz visível porque, sendo tão frias, praticamente não brilham.

O telescópio Wise encontrou-as usando sua visão de infravermelho, sensível ao calor.

O telescópio descobriu seis anãs Y, variando em temperaturas atmosféricas de 175 graus Celsius até 25 graus Celsius.

Anãs marrons

As anãs Y pertencem a uma família maior de objetos chamados anãs marrons.

Anãs marrons começam suas vidas como estrelas, mas não chegam a acumular massa suficiente para fundir átomos de forma constante em seus núcleos e brilhar com a luz das estrelas. Em vez disso, elas vão se apagando e esfriando com o tempo, emitindo a maior parte de sua luz em comprimentos de onda infravermelha.

Classificação de estrelas

O esquema de classificação estelar descreve estrelas de todas as temperaturas, começando com as mais quentes, as estrelas "O", e agora terminando com as frias anãs Y.

A escala inteira inclui as classes: O, B, A, F, G, K, M, L, T, Y. O nosso Sol amarelo pertence à classe G de estrelas. Estrelas M, para comparação, são mais frias do que o nosso Sol e mais avermelhadas.

Enquanto as classes O até K são consideradas estrelas, os objetos M e L são uma mistura de estrelas e anãs marrons, e os objetos T e Y são anãs marrons puras.

O termo "anãs marrons" foi escolhido porque, quando foram descobertas, os astrônomos também não sabiam que cores esses objetos realmente teriam nos comprimentos de onda visíveis, e marrom não é uma verdadeira cor da luz (não existem "fótons marrons").

Os astrônomos agora sabem que as anãs T parecem avermelhadas, ou magenta, aos nossos olhos. Mas eles não estão certos de que cor são as anãs Y, uma vez que esses objetos não foram detectados em comprimentos de onda visíveis.

Anãs marrons

Esta concepção artística ilustra como as anãs marrons de diferentes tipos apareceriam para um viajante interestelar hipotético que passasse nas proximidades de cada uma.

À esquerda está uma anã L, no meio uma anã T e, à direita, uma anã Y.

Os objetos são progressivamente mais frios em termos de temperaturas atmosféricas conforme você se move da esquerda para a direita.

De forma surpreendente, nesta visualização a nave espacial do nosso intrépido viajante estaria à mesma distância de cada objeto.

Isto ilustra uma propriedade incomum das anãs marrons - todas elas têm as mesmas dimensões, aproximadamente o tamanho do planeta Júpiter, independentemente da sua massa.

Esta disparidade de massa pode ser de quinze vezes ou mais, quando se compara uma anã L com uma anã Y, apesar do fato de os dois objetos terem o mesmo raio.

Elas também têm temperaturas atmosféricas muito diferentes.

Uma anã L típica tem uma temperatura de 1.400 graus Celsius. Uma anã T típica tem uma temperatura de 900 graus Celsius.

A anã Y agora descoberta tem uma temperatura que alcança os 25 graus Celsius.