Simulando um tapete mágico

O tapete mágico (ou ainda tapete voador) é um tapete lendário das histórias das Mil e Uma Noites, a que se atribuía a capacidade de voar, transportando uma ou mais pessoas.
Considerando a tecnologia atual, será possível voar em um “tapete mágico” como na ficção?

Isto já aconteceu: o voo foi realizado em maio deste ano por um astronauta japonês, que simulou o voo em um “tapete mágico” na estação espacial. A brincadeira foi sugerida para a missão pela população japonesa. A ausência de sensação de peso na estação permitiu o “experimento”.
Como a Física explica esse feito?

É comum vermos fotos de astronautas flutuando dentro de uma nave espacial, como a Estação Espacial Internacional. Dentro dela o astronauta experimenta uma sensação de falta de peso.

O termo correto para falta de peso é microgravidade. Você não está realmente sem peso porque a gravidade da Terra mantém você e tudo o que está dentro da nave em órbita. Na verdade, você está em estado de queda livre, como se tivesse pulado de um avião, exceto que está se movendo tão rapidamente na horizontal (8 quilômetros por segundo) que, à medida que cai, não chega a tocar o chão porque a Terra se afasta devido a sua curvatura.
Imagine que você tem um canhão montado no alto de uma torre. Se você der um tiro fraco, a bala deve fazer um trajeto que vai se curvando para baixo, devido à força gravitacional da Terra. Se você der um tiro mais forte, a bala deverá fazer uma curva mais aberta e cai mais longe que a primeira. Note que quanto maior a velocidade do tiro, mais longe a bala irá. Se o canhão fosse potente o suficiente para dar um tiro tão forte que a bala fizesse uma curva contínua, então teremos conseguido colocar a bala em órbita. Ela faria uma curva que seria semelhante à curvatura da superfície da Terra, não caindo mais no solo, como as anteriores (veja a animação abaixo). Na verdade, a bala está caindo sempre, apenas não consegue atingir o solo devido a curvatura do planeta.

Quanto a sensação de falta de peso, acontece desta forma: ao pisar numa balança caseira, ela mede o seu peso porque a gravidade puxa você e a balança para baixo. Pelo fato da balança estar no chão, ela o empurra para cima como uma força igual (Terceira Lei de Newton: Lei da Ação e Reação). Essa força é o seu peso. No entanto, se você pular de um despenhadeiro enquanto pisa numa balança, você e ela seriam igualmente puxados pela gravidade. Você não empurraria a balança e ela não o empurraria. Portanto, seu peso aparente, registrado pela balança, seria zero.

Da mesma maneira, enquanto viaja na nave, o astronauta e o tapete são igualmente puxados pela gravidade da Terra. Um não aplica forças no outro. Logo, os dois flutuam em relação à nave, tornando o voo no “tapete mágico” possível nesta condição.
Embora a falta de peso ou a microgravidade pareça ser divertida, ela exige muito do seu corpo. Você pode se sentir nauseado, tonto e desorientado. A cabeça e os seios da face podem inchar e as pernas, encolherem. A longo prazo, os músculos podem ficar fracos e os ossos, frágeis. Esses efeitos podem acarretar danos graves em uma viagem longa, como uma expedição a Marte, por exemplo. Eis o grande desafio para as agências espaciais que objetivam levar o homem ao planeta vermelho nas próximas décadas.
Tuba Física