- Entender  as fases de Vênus.

- Compreender os ciclos de Vênus.

- Entender o modelo Heliocêntrico. 

- Noções básicas de Astronomia: Sistema Solar, modelo Heliocêntrico.

- Noções básicas de Dinâmica: Leis de Newton

Sugerimos que a aula seja apresentada em um laboratório de informática ou em um espaço (sala de aula ou auditório) que disponibilize para o professor o acesso a um computador, com sistema de som, e a um projetor multimídia. Propomos que a aula seja apresentada em três momentos como apresentado a seguir:

1^o Momento

Apresentação, dos modelos heliocêntrico e geocêntrico e de dados relativos ao Planeta Vênus.

O grego Claudius Ptolomeu no século 2 d.c. em seu o Almagesto publicou a versão mais elaborada do modelo geocêntrico. Nesse modelo a Terra é o centro do Universo. O Sol, a Lua e os cinco planetas conhecidos na época giram em torno da Terra. Para poder fazer previsões da posição dos planetas em relação as constelações foi necessário introduzir o sistema de epiciclos. No modelo divulgado por Ptolomeu as órbitas eram circulares e de modo a que as previsões correspondessem as observações foi necessário elaborar um complexo modelo que se utilizava de mais de um círculo (Figura 1). 

Figura 1 - Representação do Modelo Geocêntrico.  

Fonte: http://educar.sc.usp.br/fisica/movgrav.html

Apesar de todo o esforço para refinar o modelo do sistema geocêntrico era muito complexa a análise do movimento retrógrado dos planetas exteriores (Marte, Júpiter e Saturno). O modelo não previa que os planetas Vênus e Mercúrio tinham as fases do modo como são vistas com a utilização de instrumentos de observação. Havia dificuldades com a utilização do modelo geocêntrico.

No século XVI o polonês Nicolau Copérnico publicou em seu livro “De revolutionibus orbium coelestium” ("Da revolução de esferas celestes") a teoria mais completa, para a época, do modelo do sistema heliocêntrico (Figura 2). O Sol nesse modelo está localizado no centro do Universo conhecido na época e os planetas orbitam em torno dele. Um modo mais simples de poder prever, o movimento retrógrado dos planetas exteriores e as fases de Vênus.  

Figura 2 - Modelo Heliocêntrico de Copérnico.

Fonte: Domínio público 

Abaixo um texto para reflexão:

“Sistema Geocêntrico... A Terra como centro do Universo... Modelo que perdurou por mais de 1.500 anos!!! Somente um modelo. Desenvolvido por seres humanos em busca de compreender a Natureza. Testado até a exaustão. Assumia formas complexas para simular o movimento dos astros. Um forte paradigma da ciência. As dificuldades apresentadas pelo modelo do sistema geocêntrico levam ao surgimento de questionamentos. É o melhor modelo?! Há outra representação possível para o movimento dos astros?! Dúvidas... Perguntas inquietantes... Paradoxos... Nesse cenário... Enfrentando grandes resistências... Surgem Copérnico, Galileu Galilei... Um novo modelo... O Sistema Heliocêntrico... O Sol no centro... A Terra perde a sua posição de destaque... Uma mudança de paradigma... Substituindo um modelo milenar...”

Fonte: livro  “Um Passeio pelo Céu” – Marcelo de Oliveira Souza - editora Muyraquitã - 2007 

Propomos ao professor que nesse momento apresente um desafio para os estudantes. Incentive que sejam formados dois grupos, um deles deverá defender o modelo do sistema geocêntrico e o outro o modelo do sistema heliocêntrico. A seguir alguns links com informações sobre os modelos:

http://www.brasilescola.com/geografia/geocentrismo-heliocentrismo.htm

http://www.if.ufrgs.br/fis02001/aulas/Aula5-122.pdf

http://astro.if.ufrgs.br/p1/p1.htm

http://www.das.inpe.br/ciaa/cd/HTML/sistema_solar/3_2.htm

Sugerimos que os estudantes sejam motivados a desenvolver apresentações multimídias para serem utilizadas no debate. Essas apresentações devem conter imagens e/ou animações que ilustrem a defesa que os mesmos fazem dos modelos. A utilização de slides multimídia (como por exemplo os produzidos no software power-point) é importante por ser uma forma de poder ilustrar a descrição dos modelos. Dessa forma todos poderão ter uma melhor ideia de como eram imaginadas as órbitas dos planetas e da Lua em ambos os modelos e servirá como base para a defesa desses modelos. A sala de aula ou auditório deverá contar com um projetor multimídia. Os estudantes podem incluir vídeos disponibilizados na internet como mais um recurso multimídia para auxiliar a sua defesa.

2^o Momento

Como foi apresentado anteriormente a previsão correta das fases dos planetas Vênus e Mercúrio foi um dos argumentos utilizados na defesa da utilização do modelo do sistema heliocêntrico em substituição ao modelo  do sistema geocêntrico. Vênus surge no céu como o objeto mais brilhante após o Sol e a Lua. Praticamente todas as civilizações, pela facilidade em reconhecê-lo no Céu, o consideraram em suas mitologias. Abaixo apresentamos informações sobre Vênus:

"Estrela D’alva. Estrela Vespertina. Estrela Matutina. Em um texto da biblioteca de Ashurbanipal, datado como sendo de 1600 A.C., há o registro de uma observação sistemática desse astro pelos Babilônios. Nesse período, de acordo com algumas fontes, eles chamavam essa estrela de Nindaranna.  Tlahuizcalpantecuhtli para os Astecas. Chak ek, a grande estrela, para os Maias, que acompanhavam seu movimento com bastante atenção. Afrodite na mitologia grega. Vênus para os romanos. Deusa do amor e da beleza. Joia do espaço. Luz intensa no céu. Ponto luminoso mais brilhante no firmamento, depois do Sol e da Lua. No passado, sem luzes artificiais, Vênus provavelmente apresentava um destaque maior do que o que percebemos hoje em dia. Quando nos afastamos dos grandes centros urbanos, é possível ter uma ideia de como era a sua visualização na antiguidade. No início, imaginava-se serem dois pontos luminosos distintos. Surgia ao amanhecer ou ao entardecer. Não eram visíveis de forma simultânea. Aos poucos foi possível perceber que se tratava do mesmo astro. Astro errante. Planeta.

Vênus foi observado com auxílio de um telescópio pela primeira vez por Galileu Galilei em 1610. Percebeu que o planeta aparecia em fases, como a nossa Lua (Figura 3). Observação que o auxiliou em sua defesa da teoria heliocêntrica de Copérnico. Um fato interessante era que, mesmo sendo observado com uma luneta com a mesma ampliação, o diâmetro aparente do planeta mudava com o tempo. Nas suas fases, quanto mais fina era a parte iluminada, maior era o tamanho aparente do planeta. Quanto maior era a parte iluminada, menor era o tamanho aparente do planeta. Essa observação o auxiliou em sua defesa da teoria heliocêntrica de Copérnico. Quando se considera que Vênus está em uma órbita interior, entre a Terra e o Sol, fica fácil imaginar porque vemos o planeta em fases. Quanto mais próximo da Terra se encontra Vênus, menor a parte iluminada do planeta visível a partir da Terra e por estar mais próximo o vemos com um diâmetro maior. Quanto mais distante o planeta se encontra da Terra, maior a parte iluminada do planeta visível por nós e por estar mais distante o vemos com um diâmetro menor. O mesmo ocorre com o planeta Mercúrio. "

Fonte: livro  “Um Passeio pelo Céu” – Marcelo de Oliveira Souza - editora Muyraquitã - 2007 

Figura 3 - Fases da Lua. Ilustração feita por Galileu Galilei

Fonte: Museum of Science, Florence

Dados sobre o planeta Vênus (Tabela 1)

Fonte: livro  “Um Passeio pelo Céu” – Marcelo de Oliveira Souza - editora Muyraquitã - 2007 

Foi enviada uma grande quantidade de missões para explorar o planeta Vênus. De todas as missões enviadas à Vênus somente as naves Venera desenvolvidas pela antiga União Soviética conseguiram pousar com sucesso. As únicas imagens de Vênus obtidas a partir de uma nave pousada em sua superfície forma obridas e enviadas para o planeta Terra pelas naves Venera 9, 13 e 14. 

Naves enviadas para Explorar o Planeta Vênus (Tabela 2)

Tabela 2 - Relação das naves enviadas para explorar o Planeta Vênus

Fonte: Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Observations_and_explorations_of_Venus

Abaixo algumas das imagens obtidas pelas sondas Soviéticas Venera:

Figura 4 - Imagem da Superfície de Vênus obtida pela sonda Soviética Venera 9

Fonte: http://www.mentallandscape.com/v_digitalimages.htm

Figura 5 - Imagem da Superfície de Vênus obtida pela sonda Soviética Venera 13

Fonte: http://www.mentallandscape.com/v_digitalimages.htm

Figura 6 - Imagem da Superfície de Vênus obtida pela sonda Soviética Venera 13

Fonte: http://www.mentallandscape.com/v_digitalimages.htm

A partir dos dados relativos ao planeta Vênus e sobre as naves enviadas para explorar o planeta sugerimos que seja proposto aos estudantes o desenvolvimento de um projeto para explorar aquele planeta. Esse projeto será composto dos seguintes elementos:

1 – Uma nave espacial - Esse tópico deve conter a descrição da nave que será construída com detalhes sobre a sua forma, tamanho e sobre a sua estrutura interna (haverá tripulação, espaço destinado para suprimentos e equipamentos,... ).

2 - Informações sobre o tempo de viagem da Terra a Vênus - Esse tópico deve conter detalhes sobre como será realizada a viagem. A nave se aproximará da Lua e a orbitará antes de seguir em direção a Vênus? A nave retornará?

3 – Informações sobre o tempo de exploração do planeta - Esse tópico deverá conter uma descrição em detalhes dos procedimentos que serão adotados para a exploração do planeta. A nave pousará em sua superfície? Obterá imagens e analisará amostras do solo? Analisará a sua atmosfera?

4 – Diário de bordo: os estudantes deverão criar um blog para ser o diário de voo da nave que elaboraram para explorar o planeta Vênus. Nesse blog eles devem postar uma simulação de como seria de modo conciso o cotidiano dessa nave durante toda a missão. Os estudantes também devem comparar os dados relativos ao planeta Vênus com os dados relativos ao planeta Terra e com essas informações usarem a criatividade para imaginar como seria uma forma de vida que pudesse sobreviver no planeta Vênus. 

Referências sobre o Planeta Vênus:

- http://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A9nus_(planeta)

- http://astro.if.ufrgs.br/solar/venus.htm

- http://noveplanetas.astronomia.web.st/venus.html

- http://www.ccvalg.pt/astronomia/sistema_solar/venus.htm

- http://nautilus.fis.uc.pt/cec/arquivo/Nuno%20Crato/1998/19980117%20As%20fases%20de%20V.pdf

3^o Momento

Vênus possui um ciclo relativo a sua aparição como estrela vespertina em um período e como estrela matutina em outro período. Várias civilizações conheciam esse ciclo e o utilizavam como referência para contagem do tempo. Abaixo disponibilizamos um texto sobre o ciclo de Vênus e a civilização Maia:

"Os Maias... Grandes astrônomos do passado... Conheciam com precisão o ciclo de Vênus, astro que eles chamavam de Chak Ek'. Há seis páginas sobre o ciclo no Códice de Dresden, um dos raros livros Maias que não foram destruídos pelos espanhóis. O planeta Vênus é o ponto luminoso mais brilhante no Céu depois do Sol e da Lua. Sempre despertou muita atenção. Por ser um planeta localizado entre a Terra e o Sol ele somente pode ser observado ou poucas horas antes do amanhecer ou poucas horas após o pôr-do-Sol. Nunca ambos ao mesmo tempo, ou surge como estrela matutina ou como estrela vespertina. Os Maias sabiam disso. Perceberam também que Vênus surge como estrela matutina, na madrugada antes do nascer do Sol, durante aproximadamente 263 dias, depois permanece aproximadamente 50 dias sem ser observado, retorna por aproximadamente 263 dias como estrela vespertina e depois desaparece por 8 dias, voltando novamente como estrela matutina e fechando o ciclo. Chamamos esse ciclo de período sinódico. O período sinódico é o período orbital de um astro quando observado a partir da Terra, ou seja é o período para o retorno do astro a mesma posição aparente no céu. Um fato interessante é que o período de 263 dias é aproximadamente o período de gestação das gentes. Por isso algumas vezes, e em algumas civilizações, o período que Vênus está visível no Céu é associado ao período de gravidez. Entre dois surgimentos como estrela matutina temos um período aproximado de 584 dias, para ser mais preciso são 583,924 dias. Os Maias perceberam também que após cinco ciclos de Vênus, que são 2920 dias (5 x 584dias = 2920 dias), temos oito anos terrestres (8 x 365 dias = 2920 dias). O planeta Vênus começa a surgir como estrela matutina no mesmo dia (com diferença de aproximadamente dois dias quando consideramos os anos bissextos). Devido ao fato de que os Maias usavam um sistema de contagem de base 20, o mais próximo para eles do nosso século correspondia a 104 anos. Nesse período temos 65 ciclos completos de Vênus e há 13 períodos de 2920 dias. Vênus repete 13 vezes a sua posição no Céu quando surge como estrela matutina. Era o que eles chamavam de grande ciclo. O número 13 refere-se às grandes articulações do corpo humano que eram os locais de entrada das doenças: o pescoço, os dois ombros, os dois cotovelos, os dois pulsos, os quadris (dois), os dois joelhos e os dois tornozelos. O número 13 também representava os níveis do paraíso de onde os senhores sagrados governavam a Terra. Por isso, ao fim desse grande ciclo, existia a possibilidade de grandes tragédias. O aparecimento de um astro no horizonte antes do nascer do Sol é chamado de nascer helíaco. O nascer helíaco de Vênus e das Plêiades tinham grande valor para os Maias e também para inúmeras civilizações. Para os Maias o nascer helíaco das Plêiades representava o início do ano e o nascer helíaco de Vênus estava associado a conflitos, momento para guerras. Alcione, a estrela central do aglomerado aberto das Plêiades, era considerada pelos Maias o local de sua origem. Morada de seus antepassados. Os Maias conheciam com precisão os períodos sinódicos dos planetas Mercúrio, Marte, Júpiter e Saturno. Com a utilização de dois ciclos para Marte conseguiam acompanhar o seu movimento retrógrado. (Os planetas exteriores, localizados depois da órbita da Terra, durante um curto tempo do seu período sinódico invertem o seu movimento aparente em relação às constelações, chama-se a esse fato de movimento retrógrado) Os ciclos lunares eram bem conhecidos. Os Maias faziam previsões dos eclipses solares e lunares. Conseguiam identificar o momento, das fases da Lua e dos eclipses, no passado e no futuro. A constelação de Órion também tinha papel de destaque em sua mitologia. A Via-Láctea, chamada de Wakah Chan,era considerada a árvore do Mundo. As nuvens de estrelas que formam a Via-Láctea eram a árvore da vida, local de onde surgiram todas as formas de vida. Há muito mais dados relativos ao conhecimento dos Maias sobre o Universo e seus mistérios. O que mostra claramente que eram excelentes astrônomos!!!"

autor: Marcelo de Oliveira Souza - artigo publicado no jornal O Diário no dia 3 de dezembro de 2012.

Fonte: Jornal O Diário

Abaixo disponibilizamos links de uma edição especial do programa "Um Passeio pelo Céu" com dados sobre os calendários Maias e o Ciclo de Vênus:

Figura 7 - Tela capturada da primeira parte do programa "Um Passeio pelo Céu"

Para acessar a primeira parte do programa "Um Passeio pelo Céu" sobre os calendários Maias e o ciclo de Vênus utilize o link: http://www.youtube.com/watch?v=hwpS-bUNLaU

Figura 8 - Tela capturada da segunda parte do programa "Um Passeio pelo Céu"

Para acessar a segunda parte do programa "Um Passeio pelo Céu" sobre os calendários Maias e o ciclo de Vênus utilize o link: http://www.youtube.com/watch?v=aXvw4RNAcas

Em meados de Junho de 2012 o planeta Vênus começou a ser observado após o anoitecer. Permaneceu como estrela vespertina até Março de 2013. Não estará visível até Maio de 2013, quando retornará como estrela matutina e permanecerá visível na madrugada antes do amanhecer até Janeiro de 2014. 

Sugerimos que seja proposto aos estudantes a elaboração de material multimídia com uma simulação, das fases e do ciclo do planeta Vênus. Para entendimento do ciclo do planeta Vênus, recomendamos a utilização, como referência, do texto anterior sobre o ciclo de Vênus e a civilização Maia e do arquivo de vídeo do programa "Um Passeio pelo Céu" também sobre o mesmo tema. Os estudantes podem construir um modelo do sistema Solar para demonstrar as fases de Vênus e o utilizar como referência para demonstrar como é determinado o ciclo de Vênus. Outra atividade que deve ser proposta aos estudantes é a realização de uma pesquisa sobre as civilizações, além dos Maias, que tinham conhecimento do ciclo do planeta Vênus. Será também um excelente momento para que sejam organizadas atividades de observação do planeta Vênus, se a aula ocorrer nos períodos em que o planeta está visível. 

Referências sobre o ciclo de Vênus:

- http://www.alabe.com/vecycle-1.pdf (em inglês)

- http://www.nakedeyeplanets.com/venus-conjunctions.htm (em inglês)

Referências adicionais:

- http://pt.wikipedia.org/wiki/Fases_de_V%C3%AAnus (fases de Vênus)

- http://www.ccvalg.pt/astronomia/historia/galileu_galilei.htm (Galileu Galilei)

- http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Venus_Express/Venus_Express_mission_facts (página oficial da nave Venus Express - em inglês)

- http://pt.wikipedia.org/wiki/Programa_V%C3%AAnera (naves Venera)

- http://galileo.rice.edu/sci/theories/copernican_system.html (sistema heliocêntrico de Copérnico)

Propomos duas avaliações:

- Produção de material multimídia (vídeo, animações, páginas de web ou apresentações em formato Power-point) com a opinião justificada dos estudantes em relação ao tema abordado: o planeta Vênus

- Avaliação oral sobre os seguintes temas:

   - Os resultados obtidos até o momento em relação a exploração do planeta Vênus.

   - O ciclo de Vênus e a contagem do tempo.