Brasil testará avião hipersônico em 2020

Os materiais necessários para suportar o atrito a uma velocidade de Mach 10 estão entre os principais desafios para a fabricação do avião hipersônico.

Avião hipersônico brasileiro

Engenheiros do Instituto de Estudos Avançados (IEAV), em São José dos Campos (SP), estão dentro do cronograma para testar o primeiro avião hipersônico brasileiro em 2020.

O protótipo, batizado de 14-X, uma homenagem ao 14-Bis de Santos Dumont, terá um motor capaz de levar o avião não-tripulado a uma velocidade de 12 mil quilômetros por hora, ou 3 km por segundo - uma velocidade dez vezes mais rápida que o som.

"Queremos hoje sair do nível laboratorial e dar o grande salto que é para o nível de qualificação em voo dessas tecnologias," afirmou Israel Rêgo, gerente do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica do IEAV.

Os testes iniciais do veículo estão sendo realizados no próprio IEAV, que conta com o maior túnel de vento (T3) da América Latina.

Propulsão hipersônica

A tecnologia de propulsão hipersônica aspirada, que utiliza o ar atmosférico para a combustão, está em desenvolvimento por empresas e agências espaciais dos EUA, Europa e Austrália.

O objetivo do programa brasileiro, chamado Prohiper, é projetar, construir e ensaiar em solo e em voo duas tecnologias: a de uma aeronave - em que é estudado o efeito de sustentação hipersônica (waverider), que permite voar na atmosfera - e a de um motor hipersônico, conhecido na comunidade científica como scramjet.

Ao contrário de um motor-foguete, em que o veículo deve levar a bordo tanto o combustível (hidrazina, álcool, hidrogênio, querosene ou outro) quanto o oxidante (oxigênio), o motor hipersônico usa o próprio ar atmosférico como oxidante para a queima do combustível.

Se parece mais simples, há contudo grandes desafios para viabilizar isto, incluindo o atingimento e a sustentação da pressão na câmara de combustão e a fabricação do avião e do motor com materiais que possam resistir ao atrito provocado pelo voo em Mach 10.

"O grande desafio com relação ao motor é conseguir demonstrar a operacionalidade da combustão hipersônica, que é a fonte de energia para realização do voo," detalhou Rêgo.

Lançamento híbrido

Estima-se que a tecnologia de voo hipersônico possa permitir cargas úteis com até 15% do peso da decolagem dos veículos espaciais.

Atualmente, são utilizados motores-foguete de múltiplos estágios baseados em combustão química em que são necessários carregamentos de combustível e oxidante. Com essa configuração, o peso da carga útil - o satélite - fica limitado a cerca de 5% do peso total do veículo lançador.

Com uma configuração híbrida, um avião hipersônico poderia acelerar fortemente pela atmosfera, contando com um estágio-foguete de menor porte para a parte final do voo, já no espaço, para a colocação do satélite em órbita.

FONTE: FAB (Força Aérea Brasileira)

Brasileiros tentam decifrar misterioso Manuscrito Voynich

Um dos maiores segredos da criptografia, o Manuscrito Voynich tem 16 cm de largura, 22 de altura e 4 de espessura. São 122 folhas, com um total de 204 páginas

Manuscrito Voynich

Técnicas de física estatística estão ajudando a desvendar os segredos do Manuscrito de Voynich, um texto supostamente escrito antes do século 15 e descoberto em 1912.

Apesar das inúmeras ilustrações, ninguém sabe do que o livro trata porque linguagem é cifrada - as tentativas de decifrá-la tem ocupado os criptógrafos há décadas.

Uma análise feita por físicos brasileiros revela agora que os textos do Voynich não são um conjunto de palavras aleatórias e sem significado e de signos sem sentido, como muitos defendem - sobretudo porque até hoje ninguém conseguiu descobrir seu sistema de escrita.

Como as ilustrações encontradas na obra mostram plantas e corpos celestes, os pesquisadores brasileiros juntam-se ao grupo que defende que o livro que pode trazer informações valiosas sobre ervas e astrologia.

A contribuição da física veio com o uso de conceitos de redes complexas e séries temporais, além de estatísticas sobre as palavras no texto. Séries temporais mostram padrão de repetição de palavras no manuscrito

"Com a análise de séries temporais foi possível verificar a intermitência do uso de palavras no texto, ou seja, qual o padrão de repetição de uma mesma palavra ao longo do manuscrito", explica Osvaldo Novais de Oliveira Junior, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP.

"Em outras obras literárias, conseguir identificar esse padrão de intervalos pode dar dicas sobre um autor ou sobre o assunto de um texto," completa ele.

Séries temporais e redes complexas

Para entender a aplicação de séries temporais na análise de textos, imagine que um livro tenha como tema ciências exatas e que seus primeiros capítulos versem sobre física e os últimos sobre matemática.

No começo, é provável que a palavra "relatividade" apareça com frequência, o que não ocorrerá nos capítulos finais, nos quais a palavra "geometria analítica", por exemplo, aparecerá mais vezes.

Outra abordagem importante para investigar o manuscrito de Voynich foi a de redes complexas, em que um texto é representado por uma rede na qual os nós são as palavras, e se estabelecem conexões quando duas palavras aparecerem juntas. Se houver muitas ocorrências dessas palavras, aumenta-se o peso da conexão.

"Das características da rede, de sua topologia, pode-se extrair informações importantes. Dentre essas características, estão quais palavras são mais conectadas, se há formação de aglomerados de palavras em comunidades, e qual é a distribuição de conexões entre as palavras no texto", elucida Oliveira Junior.

Texto real

Para ter certeza de que o texto do Voynich não se tratava de um texto de palavras ao acaso, os físicos o compararam com textos reais em várias línguas, e identificaram parâmetros das redes que permitem distinguir um texto aleatório de um texto real.

"Fizemos redes com textos reais de 15 idiomas e utilizamos mais de 20 métricas para verificar quais distinguiam um texto aleatório de um texto real. Dessa forma, conseguimos verificar que o Voynich não é um texto aleatório. Pretendíamos também identificar a qual idioma o Voynich é mais similar, mas a quantidade de dados de que dispúnhamos não foi suficiente para obter conclusões estatisticamente significativas. Infelizmente não há muitos textos traduzidos em diversas línguas que estejam disponíveis na internet," conta o professor.

Para identificar as palavras-chave do Voynich, os físicos verificaram nas métricas de rede e séries temporais quais palavras se sobressaiam. E para comprovar a razoabilidade da estratégia, foram utilizadas as mesmas táticas para textos de idiomas conhecidos.

"Utilizamos estratégias de controle, para saber se aquela metodologia era eficiente. No nosso caso, comparamos textos do Novo Testamento em 15 idiomas para identificar palavras-chave. Como a estratégia deu certo, ela também foi utilizada para detectar as palavras-chave do Voynich", afirma Oliveira Junior.

Linguagem do Voynich

A conclusão é que o manuscrito Voynich não é um texto aleatório, tendo sido provavelmente escrito em um idioma desconhecido, artificial.

Mais importante ainda é que as estratégias utilizadas pelos pesquisadores funcionaram bem, o que poderá dar pistas importantes aos futuros (e corajosos) decifradores do manuscrito.

O professor comenta que, embora a análise do misterioso Voynich tenha sido um dos alvos principais da pesquisa, as abordagens de física estatística e física computacional desenvolvidas podem ser úteis para muitas outras aplicações. O conhecimento gerado pode auxiliar na análise de grandes volumes de dados, inclusive de textos.

"Hoje, a maneira como uma máquina aprende é muito rudimentar, requerendo intensa participação de humanos. No futuro, será possível que o computador tome decisões de como aprender e fazer aquisições dessas informações, transformando-as em conhecimento, inclusive para ele próprio", avalia ele.

FONTE: USP

Maior perigo da queda de asteroide não vem do impacto

A melhor arma que temos contra um impacto desses ainda parece ser explodir o asteroide usando uma bomba nuclear

Choque cósmico

A maioria das vítimas do impacto de um asteroide que eventualmente atinja a Terra não virá do próprio impacto.

O vento, a pressão e o calor causados pelo acidente são muito mais perigosos, não importando onde o asteroide caia.

A equipe do professor Clemens Rumpf, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, colocou a mão na massa para calcular o risco de mortalidade caso um asteroide atingisse uma área urbana.

Eles consideraram asteroides que se queimam completamente na atmosfera, aqueles que atingem o chão e aqueles que atingem a água.

Surpreendentemente, os efeitos produzidos no ar são os que mais custariam vidas.

Pior que tsunami

Conforme um asteroide mergulha rumo ao solo, ele deposita uma enorme quantidade de energia na atmosfera, resultando em uma onda de choque muito forte, ventos com a força de tornados e uma pluma de fogo. Se ele chegar ao chão, formará uma cratera, sacudindo o solo em torno do impacto e lançando detritos para o ar.

Se o asteroide atingir a água - o que é duas vezes mais provável do que atingir a terra -, ele criaria um tsunami, com ondas que chegariam a dezenas de metros de altura. Quanto mais longe da costa for o impacto, mais profunda será a água e, portanto, mais altas as ondas.

Vários estudos anteriores concluíram que os tsunamis representavam os maiores riscos de um impacto de asteroide. Contudo, em comparação com o impacto em uma zona urbana, que é o foco da presente análise, o custo em vidas de um tsunami seria pequeno, de acordo com a equipe.

Por exemplo, um tsunami causado pelo impacto de um asteroide de 200 metros de largura a 130 quilômetros da costa do Rio de Janeiro poderia causar mais de 50 mil mortes, sendo 75% diretamente causadas pelo tsunami e o restante devido aos ventos fortes.

Mas um asteroide que caia sobre uma cidade mataria milhões de pessoas. E a maioria dessas mortes seriam causadas pelo vento, mesmo que o asteroide caia no chão, em vez de explodir no ar.

Mapa dos impactos de asteroides na Terra: eles são raros, mas bem distribuídos.

Catástrofe improvável

No caso da explosão no ar - como a que ocorreu recentemente com um pequeno asteroide sobre a cidade russa de Chelyabinsk - cerca de 15% das vítimas seriam mortas pelo calor.

Em um impacto direto, os efeitos das rajadas de vento e do aumento da temperatura se juntariam com as ondas de pressão, que podem romper órgãos internos, fazendo 97% das vítimas. Apenas cerca de 3% das vítimas seriam atingidas pelo impacto direto ou pelos terremotos e detritos que resultariam do impacto, diz a equipe.

Felizmente, grandes asteroides não atingem a Terra com frequência: um impacto por um asteroide de 200 metros é esperado apenas uma vez a cada 40.000 anos. E um asteroide pode cair em qualquer lugar, e a maior parte da superfície do planeta está desabitada.

Assim, a chance da queda de um grande asteroide sobre uma cidade - para permitir verificar o nível de acerto das previsões da equipe - é muito pequena.

FONTE: New Scientist

Bibliografia:

Population Vulnerability Models for Asteroid Impact Risk Assessment
Clemens M. Rumpf, Hugh G. Lewis, Peter M. Atkinson
arXiv
https://arxiv.org/abs/1702.05798

Mapa mostra campo magnético da Terra em 3D

Nosso escudo protetor é bastante variável ao longo da superfície da Terra.

Mapa magnético da Terra

Observações da constelação de satélites Swarm, da Agência Espacial Europeia (ESA), estão permitindo construir o primeiro mapa detalhado de uma porção pouco conhecida do campo magnético da Terra - a exemplo do mapa gravitacional da Terra, feito pela sonda Goce.

E os dados mostram que nosso escudo protetor contra a radiação do espaço e as partículas do vento solar não é nada homogêneo.

Embora ainda haja muitas dúvidas sobre como o campo magnético da Terra se forma, os cientistas acreditam que a maior parte dele é gerada a profundidades superiores a 3.000 km pelo movimento de ferro fundido no núcleo externo.

Os 6% restantes são, em parte, devido às correntes elétricas no espaço que circunda a Terra e, por outro lado, devido às rochas magnetizadas na litosfera superior - a parte externa rígida da Terra, consistindo na crosta e no manto superior.

Campo magnético litosférico

Embora este campo magnético litosférico seja muito fraco e, portanto, difícil de detectar a partir do espaço, os instrumentos do trio de satélites Swarm mostraram-se capazes de mapear seus sinais magnéticos. Após três anos de coleta de dados, foi agora publicado o mapa de maior resolução feito até hoje desse campo.

"Ao combinar as medições do Swarm com os dados históricos do satélite alemão CHAMP e utilizando uma nova técnica de modelagem, foi possível extrair os minúsculos sinais magnéticos de magnetização da crosta," explicou Nils Olsen, da Universidade Técnica da Dinamarca.

O novo mapa mostra variações detalhadas no campo magnético litosférico, variações estas produzidas por estruturas geológicas na crosta terrestre.

Uma destas anomalias ocorre na República Centro-Africana, centrada em torno da cidade de Bangui, onde o campo magnético é significativamente mais nítido e mais forte. A causa dessa anomalia ainda é desconhecida, mas alguns cientistas especulam que ela pode ser o resultado do impacto de um meteorito, há mais de 540 milhões de anos.

Uma das anomalias no campo magnético litosférico foi detectada na região da República Centro-Africana. 

Registro magnético na crosta

O campo magnético terrestre não é estável, ele encontra-se em um estado de fluxo permanente - sabe-se, por exemplo, que o campo magnético está em processo de enfraquecimento. O norte magnético também não é fixo, ele "vagueia", e a cada poucas centenas de milhares de anos a polaridade gira de modo que as bússolas passam a apontar para o sul em vez de apontar para o norte.

Quando uma nova crosta é gerada através da atividade vulcânica, principalmente ao longo do fundo do oceano, os minerais ricos em ferro no magma que se solidifica são orientados para o norte magnético, capturando assim uma "foto" do campo magnético no estado em que se encontrava quando as rochas esfriaram.

Como os polos magnéticos se invertem ao longo do tempo, os minerais solidificados formam "riscas" no fundo do mar, o que permite ler os registros da história magnética da Terra.

Os três satélites da missão Swarm voam em formação, mapeando todos os detalhes do magnetismo terrestre. 

O mapa elaborado agora fornece uma visão global sem precedentes dessas faixas magnéticas associadas à tectônica de placas - intimamente ligada ao vulcanismo - refletidas nas cristas oceânicas.

"Estas riscas magnéticas são evidências das reversões dos polos e analisar as impressões magnéticas do fundo do oceano permite a reconstrução de mudanças antigas no núcleo. Também ajudam a investigar os movimentos da placa tectônica," reafirmou Dhananjay Ravat, da Universidade de Kentucky, nos EUA. "O novo mapa define as características do campo magnético até cerca de 250 km e ajudará a investigar a geologia e as temperaturas na litosfera da Terra."

FONTE: ESA

Experimento desafia compreensão do que é a luz

"Tudo tem uma certa 'nebulosidade' quântica associada, e os fótons não são os projéteis duros de luz que popularmente se imagina."

Identidades distantes

Físicos descobriram um novo mecanismo de criação de pares de partículas de luz - fótons - que tem um impacto significativo sobre a teoria e a prática da física quântica.

Eles demonstraram que, quando os fótons são criados em pares, eles podem emergir de pontos diferentes no espaço, em vez de surgir do mesmo local.

Pares de fótons - ou fótons idênticos - são largamente utilizados em processos de computação, criptografia e teletransporte quânticos porque eles nascem entrelaçados. O entrelaçamento quântico - ou emaranhamento - é o fenômeno pelo qual duas partículas são tão intimamente ligadas que qualquer coisa que afetar uma afetará imediatamente a outra.

A criação de fótons é um procedimento muito sutil e muito rápido, de forma que até agora os físicos assumiam que esses pares de fótons necessariamente se originariam do mesmo ponto no espaço. Mas o aumento na precisão dos experimentos mostrou que não é bem assim.

Nova incerteza

O entrelaçamento dos estados quânticos em cada par de partículas tem aplicações importantes na computação quântica, assim como em outras áreas da física, o que inclui o próprio entendimento da teoria quântica, até hoje motivo de grandes controvérsias entre os físicos.

"Até agora, assumia-se que esses pares de fótons vinham da mesma localização. A identificação de um novo mecanismo deslocalizado mostra que cada par de fótons pode ser emitido a partir de pontos espacialmente separados, introduzindo uma nova incerteza posicional de origem fundamentalmente quântica," explicou o professor David Andrews,da Universidade East Anglia, no Reino Unido.

A descoberta também é significativa porque coloca limites na resolução espacial e no próprio conceito de espaço - sem contar, é claro, em toda a teoria da luz e na definição de o que é a luz.

"Tudo tem uma certa 'nebulosidade' quântica associada, e os fótons não são os projéteis duros de luz que popularmente se imagina," disse o professor Andrews.

Bibliografia:

Nonlocalized generation of correlated photon pairs in degenerate down-conversion
Kayn A. Forbes, Jack S. Ford, David L. Andrews
Physical Review Letters
Vol.: Accepted Paper
DOI: http://journals.aps.org/prl/

Caças americanos interceptam bombardeios russos próximo à costa do Alasca.

Dois aviões da Força Aérea americana interceptaram dois bombardeiros russos de longo alcance no espaço aéreo internacional na costa do Alasca.

A informação é do Pentágono que emitiu o comunicado nesta terça-feira, um dia depois do ocorrido. Não houve indicação de que os aviões russos tenham entrado no território dos EUA.

“Em 17 de abril, dois bombardeiros russos TU-95 Bear foram interceptados no espaço aéreo internacional ao largo da costa do Alasca por dois aviões de caça norte-americanos F-22 Raptor”, disse a tenente-coronel Michelle Baldanza, porta-voz do Pentágono, que chamou a intercepção de “segura e profissional”.

“O Comando de Defesa Aeroespacial norte-americano monitora as aproximações aéreas na América do Norte e está pronto para garantir a soberania aérea e defender o espaço aéreo”, disse a tenente.

FONTE: Dow Jones Newswires. / Agência Estado

Armazenamento na "névoa" elimina os riscos do armazenamento na "nuvem"

Para guardar seus arquivos com segurança, tire-os da visibilidade da nuvem e esconda-os nos recônditos da neblina.

Dados imateriais

Duas especialistas em ciência da informação italianas estão propondo um novo conceito para o armazenamento remoto e distribuído de documentos que pode manter todos os benefícios da computação em nuvem, mas sem os problemas de segurança envolvidos em colocar seus documentos sensíveis em um único servidor remoto.

Em lugar do armazenamento na "nuvem", é melhor armazenar os arquivos na "névoa", propõem Rosario Culmone e Maria Concetta De Vivo, da Universidade de Camerino.

Elas lembram que os aspectos tecnológicos e regulatórios - a legislação de cada país - da computação em nuvem oferecem oportunidades e riscos. Ter seus arquivos hospedados em servidores remotos dispensa o investimento em hardware e torna os arquivos acessíveis aos usuários remotos de forma mais eficiente. No entanto, há lacunas na segurança e na acessibilidade dos arquivos na nuvem.

Foi por isso que elas se voltaram para outra metáfora meteorológica - a névoa, ou neblina - para propor um conceito que torna qualquer arquivo inteiramente imaterial, em vez de localizá-lo em um único servidor. É essa "diluição" dos dados que diminui a densidade da nuvem, tornando-a uma mera neblina.

Armazenamento em névoa

No armazenamento em névoa, os arquivos são distribuídos em uma rede pública ou privada e, portanto, não têm um endereço único. Desta forma, não há um único servidor que possa ser alvo para os hackers e, portanto, apenas os usuários legítimos podem acessá-los. A computação em névoa poderia contornar os problemas de segurança e questões legais, colocando os arquivos fora do alcance dos bisbilhoteiros - e também das autoridades.

"Nossa proposta é baseada nesta ideia de um serviço que torna a informação completamente imaterial, no sentido de que, por um determinado período de tempo, não há um lugar na Terra que contenha as informações completas em sua totalidade," escreve a dupla.

Elas explicam que a solução é baseada em um serviço distribuído - a névoa - que usa protocolos de rede padrão de uma maneira não convencional, explorando "buffers virtuais" em roteadores da internet para deslocar pacotes de dados continuamente, sem que um arquivo chegue a ser gravado em sua totalidade em um único servidor.

É como se você estivesse enviando uma carta com um mecanismo de rastreamento de correspondência, mas com um endereço incompleto que simplesmente a envia de uma agência dos correios para outra, seguidamente, nunca sendo entregue.

Bibliografia:

Vanishing files: protocols and regulations for immaterial documents
Rosario Culmone, Maria Concetta De Vivo
International Journal of Electronic Security and Digital Forensics
Vol.: 9, No. 1, 2017 45-61