Questão 120 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender as características de um satélite geoestacionário e como ele se movimenta no espaço.

Um satélite geoestacionário é aquele que permanece sempre sobre o mesmo ponto da superfície da Terra. Para que isso aconteça, ele deve orbitar o nosso planeta no plano do equador e ter o mesmo período de rotação da Terra, que é de aproximadamente $24$ horas. Isso significa que a velocidade angular de translação do satélite ao redor da Terra é exatamente igual à velocidade angular de rotação da Terra, que chamaremos de $R_T$.

Além de orbitar a Terra, o corpo do satélite precisa manter suas antenas de comunicação sempre apontadas para a superfície terrestre. Por causa disso, o satélite também gira em torno de seu próprio eixo com a mesma velocidade angular $R_T$, completando uma volta a cada $24$ horas.

Por outro lado, os painéis solares precisam ficar sempre perpendiculares aos raios solares para otimizar a absorção de energia. Em um referencial fixo no espaço, a direção dos raios solares muda muito lentamente (leva um ano inteiro para dar uma volta completa). Portanto, no decorrer de um dia, podemos considerar que a direção do Sol é praticamente fixa.

Como o corpo do satélite está girando com uma velocidade angular $R_T$ (dando uma volta por dia) e os painéis precisam ficar apontados para uma direção fixa (o Sol), o sistema que conecta os painéis ao satélite precisa girar os painéis na mesma taxa, mas no sentido oposto, para compensar a rotação do satélite.

Dessa forma, a velocidade de rotação dos painéis em relação ao corpo do satélite deve ser exatamente igual à velocidade de rotação da Terra, ou seja, $R_T$.