O PROBLEMA DOS TRÊS CORPOS: SERÁ QUE É POSSÍVEL SALVAR O PLANETA TRISSOLARIS?

Resumo

Este trabalho surgiu a partir do interesse de estudantes do ensino médio em compreender melhor o problema dos três corpos, motivados pela Olimpíada Brasileira de Astronomia de 2024 e pela série de ficção científica “O Problema dos 3 Corpos”. Esse problema é um dos mais importantes da mecânica celeste e ocorre quando três corpos interagem gravitacionalmente, gerando órbitas caóticas e impossibilitando uma solução analítica geral. Nosso objetivo foi estudar o tema desde sua origem histórica, com a gravitação de Newton, até simulações atuais que permitem visualizar fenômenos astronômicos como eclipses, perturbações orbitais e trajetórias de sondas espaciais. A pesquisa começou com a revisão teórica da Lei da Gravitação Universal e da diferença entre o problema de dois corpos, que possui solução exata, e o de três corpos, que exige aproximações, como o Problema Restrito dos Três Corpos (PRTC), proposto por Poincaré. Em seguida, aprendemos os fundamentos da linguagem Python por meio de um minicurso online e passamos a desenvolver simulações numéricas de sistemas orbitais. Inicialmente, simulamos o movimento da Terra em torno do Sol, partindo do afélio ou do periélio, e depois expandimos o código para representar todo o Sistema Solar em um período de 20 anos. De maneira similar, nós também estudamos o sistema Terra-Lua. Em seguida, partindo das equações do PRTC, fizemos duas simulações: a órbita da Estação Espacial Internacional sob a influência da Terra e da Lua, ao longo de 27 dias, e o movimento de um planeta em um sistema binário de estrelas com massas iguais, em um intervalo de 100 anos. Para isso, foi necessário adaptar códigos da literatura, originalmente escritos em Python 2, para Python 3, configurar bibliotecas e implementar gráficos interativos.