qual a força necessaria para que um ônibus-espacial possa atingir o espaço....?

Question

e quanto de combustivel é consumido nesse processo???

Answer 1

Da wikipedia:
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%94nibus_Espacial

"O lançamento do ônibus é feita da mesma maneira que os foguetes: numa plataforma, com o veículo na posição vertical. No momento do lançamento, os sistemas de propulsão do veículo exercem um empuxo de aproximadamente 30.800.000 Newtons. Este valor equivale a soma do empuxo de decolagem de 30 aviões do modelo Jumbo 747. Quando o Ônibus atinge 45 km de altitude, os foguetes propulsores se separam do veículo e caem no mar, sendo posteriormente recuperados. Ao chegar a 110 km da superfície o combustível acaba, e o tanque externo separa-se da nave. A estrutura acaba se desintegrando quando reentra na atmosfera."

Sobre o cálculo dos foguetes, eu já vi no Orkut, dada por um amigo, o Jairo. Para fazer o cálculo com o ônibus espacial, seria necessário apenas substituir os dados dos combustíveis e da carga usados no ônibus espacial.

A Equação de Foguete

Também chamada de Equação de Tsiolkovsky, o pioneiro russo que a deduziu no final do Século XIX pensando na exploração espacial, embora ela já fosse conhecida em aplicações com armas. É ela que permite relacionar a quantidade de propelente com a velocidade total (ΔV) que um foguete irá ganhar, coisa que é pertinente ao debate com os conspiracistas. A dedução usa os conhecimentos de física e cálculo que se aprende no primeiro ano de qualquer graduação em exatas, mas se esse não for o seu perfil, infelizmente não dá para simplificar mais do que isso.

Tudo parte do princípio de conservação de momento: em cada instante de tempo, o momento aplicado no gás ejetado é igual e oposto ao momento aplicado no restante da nave. O momento do gás é igual ao diferencial de massa expelida (dM) vezes a velocidade de saída do gás (Ve), enquanto o momento da nave é igual a sua massa restante (M) vezes o diferencial de velocidade (dV) que ela ganhou:

Ve·dM = -M·dV

Passando M para o lado esquerdo da equação, pode-se integrar os dois membros:

∫(Ve/M)dM = -∫dV

Integrando do início ao fim da queima de propelente, tem-se

Ve·[ln(Mf) - ln(Mi)] = -(Vf - Vi)
Ve·ln(Mf/Mi) = -ΔV

E chegamos na Equação de Foguete propriamente dita:

Ve·ln(Mi/Mf) = ΔV

onde massa de propelente é simplesmente a diferença entre as massas inicial (Mi) e final (Mf) da nave.

A velocidade de saída do gás representa o rendimento. Isso varia um pouco de um motor para outro, mas depende essencialmente do tipo de propelente usado. O Ve vale cerca de 3000 m/s para motores baseados em hidrazina e N2O4 (que era o caso o módulo lunar e da a maioria das naves e satélites), motores de oxigênio e hidrogênio como os dos estágios superiores do Saturn 5 ficavam em 4100 m/s, e motores iônicos podem chegar a 30.000 m/s.

Exemplos

Aplicar a equação em alguns exemplos permite ter alguns insights: suponha uma nave com massa vazia de 1 tonelada, levando 10 toneladas de propelente (oxigênio e hidrogênio). A massa inicial é 11 ton e a final é 1 ton. Assim, a diferença de velocidade que ela pode alcançar é de

4100·ln(11/1) = 9831 m/s

Se dobrarmos a quantidade de propelente (20 ton), teremos Mi valendo 21. Assim, a equação fica

4100·ln(21/1) = 12.482 m/s

Observe que a quantidade de propelente foi dobrada, mas a velocidade só aumentou cerca de 1/4. Isso ocorre porque o combustível extra também representa massa extra para ser carregada.

Agora, reduzindo a quantidade original de propelente pela metade (5 ton), teremos Mi valendo 6. E a equação fica

4100·ln(6/1) = 7346 m/s

Analogamente, uma redução para a metade no propelente só reduziu a velocidade em cerca de 1/4, pois o combustível retirado representa menos massa para ser carregada.

A moral da história é que grandes foguetes precisam de cada vez mais propelente para ganhar cada vez menos velocidade final, enquanto os foguetes menores continuam com velocidades desproporcionalmente altas em relação ao propelente que deixaram de levar.

Answer 2

Para atingir o espaço ele não usa quase nada. Quem usa são os propulsores conectados a ele...

Answer 3

Ai,meu Deus pergunta difícil, depois de uma ressaca braba de carnaval, não vale, eu não consigo nem pensar, meus neurônios tão pulando ainda...