Questão 74 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

A figura registra um fenômeno astronômico clássico: o movimento retrógrado aparente de Marte, em que o planeta parece descrever um laço em relação ao fundo de estrelas. Para entender a causa desse traçado, analisamos o movimento dos planetas em um referencial heliocêntrico (com o Sol no centro).

Tanto a Terra quanto Marte orbitam o Sol no mesmo sentido, mas a distâncias diferentes. Pela Terceira Lei de Kepler (Lei dos Períodos), o quadrado do período orbital ($T$) é proporcional ao cubo do raio médio da órbita ($R$):

$\frac{T^2}{R^3} = \text{constante}.$

Como a Terra está mais próxima do Sol do que Marte ($R_{\text{Terra}} < R_{\text{Marte}}$), ela tem período orbital menor e, portanto, velocidade orbital média maior ($v_{\text{Terra}} > v_{\text{Marte}}$).

Pense em uma corrida de pista: a Terra na raia mais interna e Marte na raia mais externa. Por ser mais rápida, periodicamente a Terra "alcança" e "ultrapassa" Marte. Durante essa aproximação e ultrapassagem, a nossa linha de visada em direção a Marte muda rapidamente. Projetado contra o fundo de estrelas distantes (que parecem fixas), Marte parece desacelerar, parar, mover-se para trás (fase retrógrada) e, depois que a Terra se afasta, voltar a avançar (movimento direto).

Esse efeito de perspectiva, decorrente da cinemática relativa entre os dois planetas, é o que produz o laço registrado na figura. A causa, portanto, é a maior velocidade orbital da Terra, que faz com que ela ultrapasse Marte em certas épocas. O gabarito é a letra A.