Um tema que tem uma relação muito directa, mas por muitos desconhecida, com o Tempo - o GPS. No próximo sábado, dia 25 de Fevereiro, o Observatório Astronómico de Lisboa realizará mais uma sessão de as "Noites no Observatório". A palestra desta sessão estará subordinada ao tema "Galileo: e, no entanto, ele move-se!", proferida pelo Prof. Virgílio Mendes, do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.
Galileo: e, no entanto, ele move-se!
Os últimos anos marcam o início de uma nova era na navegação global por satélite. Após um longo reinado sem concorrência, o GPS será confrontado num futuro próximo com um GLONASS rejuvenescido e com dois novos projectos, o COMPASS e o Galileo. A palestra constitui uma viagem ao fascinante mundo dos sistemas globais de navegação por satélite (GNSS), explorando o vasto domínio de aplicações.
Para se inscrever, vá aqui.
Sobre este tema, escrevemos n'A Máquina do Tempo, no suplemento Casual, do Semanário Económico, de 17 de Agosto de 2007:
Relógios e GPS
Os assaltos a carros por causa de auto-rádios praticamente desapareceram quando as marcas passaram a incluir modelos com ecrãs separados do resto do corpo, no tablier, ou tão incrustados neste que não valia a pena o esforço e tempo dispendidos.
Hoje, essa pequena criminalidade voltou-se para o último gadget do consumo – os sistemas de GPS que não vêm de origem e se penduram bem à vista, para impressionar o vizinho ou o colega de trabalho.
Poucos saberão é que esse sistema GPS só funciona porque tem em conta teorias expressas por Albert Einstein e porque tem como base um sistema coordenado de medição de tempo, feito por relógios atómicos extremamente exactos.
O Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global) é composto por cerca de 29 satélites, perfazendo cada um uma órbita em cada 12 horas, a cerca de 20 mil km de altitude. Tendo em conta as orbitas específicas de todos estes satélites, um observador pode ver pelo menos quatro deles, a qualquer altura e em qualquer ponto da Terra. Todos eles emitem sinais em micro-ondas, que são captadas por estações terrestres e pelos receptores portáteis. Cada satélite transmite um código único sequencial de 1s e 0s – acertado por um relógio atómico – e que é captado e sincronizado por receptores. E a rede de satélites trabalha toda em tempo coordenado, para que os sinais possam ser emitidos simultaneamente. Ao analisar os sinais, o receptor determina quanto tempo leva o sinal a viajar desde o satélite até si. Este tempo é convertido em distâncias, usando a velocidade da luz (cerca de 300 mil quilómetros por segundo), a mesma velocidade a que se propagam as ondas de rádio.
Medindo simultaneamente as distâncias a quatro ou mais satélites e sabendo a localização exacta de cada um deles, através de cálculos de trilateração, o receptor pode determinar a latitude, a longitude e a altitude a que está, ao mesmo tempo que sincroniza o seu relógio com o tempo standard GPS, emitido a partir do Observatório Naval norte-americano, o que faz também dele um relógio muito exacto.
Devido à altitude (gravidade quatro vezes mais fraca do que na Terra), os relógios atómicos nos satélites GPS funcionariam cerca de 45 microsegundos mais rápido por dia do que os relógios na Terra. Por outro lado, estando a mover-se a 14 mil km/h, tendem a trabalhar mais lentamente, cerca de 7 microsegundos por dia, dois fenómenos que confirmam as teorias de distorção do Tempo pela Gravidade e pela Velocidade, apresentadas por Albert Einstein há cem anos. Feita a compensação, os relógios nos satélites andam mais rapidamente 38 microsegundos por dia que os relógios na Terra. Um desvio sem importância? Não. Dado que o sistema GPS se baseia em sinais que viajam à velocidade da luz e dado que as distâncias envolvidas são grandes, um pequeno desvio na leitura de tempos significaria um erro de leitura de coordenadas da ordem dos 9,5 metros por minutos. Só tomando em conta os princípios da Relatividade Geral se consegue um sistema quase perfeito. Os russos têm a funcionar um sistema semelhante, o GLONASS, e a União Europeia tenciona lançar o Galileu dentro de alguns anos.
Sem comentários:
Enviar um comentário