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25 de noviembre de 2019

Perú: UNI logra el segundo lugar con dispositivo que evita plagas agrícolas

El dispositivo, denominado CanSAT “Allpa Llamk’ay”, fue creado por siete estudiantes de la UNI y busca ayudar al agricultor a tener una mejor cosecha y evitar las plagas de los cultivos.


Un grupo de estudiantes de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) logró un importante reconocimiento en Francia (18 de julio de 2019), donde su proyecto ocupó el segundo lugar en la competencia internacional C´Space 2019, organizada por la Agencia Espacial de ese país.

El dispositivo, denominado CanSAT “Allpa Llamk’ay”, fue creado por siete estudiantes de la UNI y recoge datos del medio ambiente, como el nivel de humedad, la temperatura y otros para ayudar al agricultor a tener una mejor cosecha y evitar las plagas de los cultivos.

Germán Enríquez, vocero de la delegación de CTIC-UNI, indicó a la agencia Andina desde Francia que el primer lugar fue para una universidad del país galo, seguido de los estudiantes de la UNI, quienes vencieron a delegaciones de Rusia, Austria, entre otros.

Gracias al CanSat, el agricultor puede monitorear en tiempo real sus cultivos, saber lo que sucede en el medio ambiente y cambiar de cultivo cuando el microclima no es el adecuado o cuando la producción no será la óptima.

En el certamen entraron en competencia otros proyectos de estudiantes de la UNI. Estos son un robot busca personas, un cohete que produce lluvia y globos estratosféricos que reforestan la selva.

Tomado de: Gestión (Perú)

Más detalles sobre los proyectos de la UNI en RPP 

20 de diciembre de 2018

Perú: Cohetes que siembran vida y no causan muerte ni quemaduras

Minam promueve uso de pirotécnicos ecológicos entre escolares 

Puedes adquirir GRATIS los cohetes ecológicos AQUÍ.


En estas fiestas de fin de año tienes dos opciones: enseñarle a tus hijos los efectos que tiene la pólvora para destruir y contaminar, o sensibilizarlos sobre los beneficios de sembrar vida con las semillas que vienen en los cohetes ecológicos promocionados el Ministerio del Ambiente (Minam).

Este es el mensaje que envió la titular del Minam, Fabiola Muñoz, durante una demostración que hizo hoy ante un grupo de escolares del colegio nacional Bartolomé Herrera, sobre la manera en que funcionan los cohetes ecológicos que contienen semillas de diferentes plantas para que sean sembradas en el jardín o en macetas.


Muñoz explicó que este tipo de iniciativas buscan generar un cambio en la ciudadanía, difundiendo entre los más chicos prácticas ecológicas que contribuyen al cuidado del medio ambiente y los eduque sobre la biodiversidad en el Perú.

“La idea es que sembremos vida y aprendan a conocer qué tipo de semilla trae cada uno de estos cohetes ecológicos. Puede ser la semilla de pitahaya, del sauco, anís, romero o alguna leguminosa. Pueden competir entre primos y amigos quién tiene la semilla más exótica y aprender de botánica”, indicó.

Dijo además que, a diferencia de los tradicionales que contiene pólvora, los cohetes ecológicos no van a reventar ni generar contaminación ni mucho menos quemar o dejar sin un dedo a un niño que lo manipule.

“Hay que ponernos en el lugar de otro. Muchas personas, sobre todo los bebés, adultos mayores, personas con síndrome de down, autistas, y hasta las mascotas, sufren con los fuertes ruidos que producen los cohetes tradicionales”, aseveró. 

Los cohetes ecológicos tienen menos de 10 centímetros, son de color blanco con la punta roja, en donde hay una pita negra que, al ser jalada, abre el tubo y permite al usuario verter las semillas que hay en su interior en un hueco en la tierra del jardín o de una maceta.

“Uno simplemente coloca la semilla en el hueco que acaba de cavar, lo tapa, lo riega con un poco de agua y espera a que crezca la plantita", agregó.

Los cohetes ecológicos son completamente gratuitos y pueden recogerse en la sede del Ministerio del Ambiente (Minam), ubicada en la avenida Juan de Aliaga  425, en el distrito de Magdalena del Mar.

“Solo tienes que acercarte con tu DNI y te damos un ejemplar.  La idea es que la mayor cantidad de familias puedan llevar uno y se divierta con sus hijos de una manera sana y didáctica”, subrayó Muñoz.

Dijo incluso que los propios niños pueden fabricar sus cohetes ecológicos con el tubo del papel higiénico y competir en familia para ver quién tiene la semilla más rara en esta Navidad.

11 de noviembre de 2018

Pedro Paulet, el peruano que se convirtió en el padre de la astronáutica inspirado por un libro de Julio Verne

Pedro Paulet desarrolló la idea que serviría de base para propulsar al hombre a la Luna y diseñó su propia nave aeroespacial, pero los únicos que quisieron aprovechar sus descubrimientos inicialmente fueron los nazis, a pesar de que él se negó a ayudarlos.


Sus fórmulas y experimentos sirvieron de punto de referencia para los principales diseñadores de la agencia espacial estadounidense NASA y, por ello, el peruano es considerado como el padre de la astronáutica y pionero de la era especial.

Pero todo comenzó muy lejos de los laboratorios modernos y las prestigiosas universidades europeas por las que pasó.

Esta historia empezó en su Arequipa natal, en aquellas noches despejadas en las que pasaba horas mirando la Luna e imaginando un viaje fantástico hasta aquel satélite natural de la Tierra.

La principal fuente de inspiración fue aquella premonitoria novela del escritor francés Julio Verne titulada "De la Tierra a la Luna" (1865).

Ese vuelo de la imaginación que encontró en las páginas llevó a Pedro Paulet a creer que ese fantástico viaje era posible.

E hizo todo lo que pudo para lograrlo.

Paulet debe ser considerado como el pionero del motor a propulsión con combustible líquido".
Wernher von Braun, creador de los misiles alemanes A2 y director de la misión espacial de la NASA que llegó a la Luna.

¿Quién era Pedro Paulet?

Aunque suene difícil de creer, en Perú el nombre de Pedro Paulet se relaciona más con una academia militar que con el inventor del primer cohete de combustible líquido.

Por fortuna o por desgracia, la principal escuela de cadetes de Lima lleva el nombre de Pedro Paulet.

A pesar de eso, pocos saben del científico nacido 1874 en esa tierra al que homenajea, señala Álvaro Mejía, investigador de su obra y documentalista.

"Su trabajo y logros no se enseñan en colegios, su historia está poco documentada y todavía su obra está dispersa en muchas bibliotecas del mundo", señala Mejía, quien está preparando una película sobre la vida de Paulet titulada "El niño que soñaba con la Luna".

Añade que el arequipeño "sería mucho más reconocido en Perú y en el mundo si hubiera sido alemán o estadounidense".

Lea el artículo completo en: BBC Mundo 

25 de agosto de 2018

Ingeniero peruano gana beca para estudiar Ciencias de Cohetería y del Espacio en Rusia

Víctor Romero obtuvo la beca en posgrado gracias a su proyecto sobre tecnología aeroespacial aplicada a planificación urbana en Cusco.

El proyecto tiene en cuenta el desarrollo del futuro Aeropuerto Internacional de Chinchero. (Foto: ANDINA/Difusión)

Víctor Romero, un joven peruano egresado de la carrera de Ingeniería Electrónica, ganó una beca que le permitirá estudiar una maestría en Ciencias de Cohetería y del Espacio durante 3 años en la Universidad Estatal Aeroespacial de Samara en Rusia.

El joven egresado de la Universidad de Ciencias y Humanidades (UCH) podrá viajar a Rusia gracias a su proyecto sobre la aplicación de tecnología aeroespacial en la solución de un problema de planificación urbana en Cusco.

Su proyecto propone el uso de imágenes satelitales para registrar zonas donde puedan construirse viviendas y evitar el riesgo que puedan causar los fenómenos naturales, alrededor del futuro Aeropuerto Internacional de Chinchero.

Romero alcanzó la beca también gracias a la Organización de las Naciones Unidas (ONU) que le dio la oportunidad de presentar su investigación en Rusia el año pasado, con el respaldo de Image Processing Research Laboratory (INTI-Lab) de la UCH, informó la Agencia Andina.

Cabe destacar que la Universidad Estatal Aeroespacial de Samara, a la cual Romero ya acudió, es una de las instituciones educativas más prestigiosas de Rusia en la investigación y formación de profesionales en cohetería espacial y aeronáutica.

Fuente:

11 de diciembre de 2012

La gran estación espacial china de 2020

China lanzó su primera estación espacial en 2011. La Tiangong 1 ('palacio celeste' en mandarín) es un pequeño laboratorio orbital que ya ha recibido la visita de una nave no tripulada (Shenzhou 8) y otra con tripulación (Shenzhou 9). El año que viene se acoplará la Shenzhou 10 con tres astronautas a bordo. Pero los planes de China en el espacio son más ambiciosos. Tras lanzar la Tiangong 2 y 3 a lo largo de esta década, en 2020 despegará el módulo central de la gran estación espacial china.


Último diseño de la estación espacial china de 2020, formada por tres módulos principales, más las naves Shenzhou tripuladas y los cargueros automáticos (Novosti Kosmonavtiki).

A diferencia de las pequeñas Tiangong, la nueva estación espacial será mucho más grande y tendrá una masa total de 60 toneladas, al estar formada por tres módulos de veinte toneladas cada uno. El módulo central tendría una longitud de 18,1 metros y un diámetro de 4,2 metros, y albergará los sistemas de soporte vital, motores orbitales y camarotes para la tripulación. Los otros dos módulos tendrían una longitud de 14 metros y estarán dedicados a la experimentación. Debido a su tamaño, la nueva estación sólo podrá ser lanzada por el nuevo cohete Larga Marcha CZ-5 desde el futuro centro de lanzamiento de Wenchang, en la isla de Hainán.

Las tripulaciones llegarían a la estación a bordo de las naves tripuladas Shenzhou, con capacidad para tres astronautas, mientras que los suministros viajarán a bordo de unos cargueros automáticos basados en las actuales estaciones Tiangong, pero con una masa de 13 toneladas. Las futuras Shenzhou y los cargueros alcanzarán la órbita mediante cohetes Larga Marcha CZ-7 que despegarán desde Wenchang, en vez de los CZ-2F lanzados desde Jiuquan usados actualmente. Aunque a veces se acusa al programa espacial chino de ser una simple copia del programa espacial soviético/ruso, la introducción de las Tiangong es un elemento ciertamente original. No olvidemos que la primera estación espacial soviética -Salyut 1- tenía una masa de veinte toneladas, mucho más grande que las Tiangong. Estas estaciones están basadas en las Shenzhou, lo que ha permitido a China crear un programa de estaciones espaciales de forma rápida y barata, además de ganar experiencia en acoplamientos automáticos y vuelos de mediana duración.

 

Diseño original de la estación china de 2020, muy parecida a la Mir rusa (China Daily).

Carguero automático de 13 toneladas basado en las estaciones Tiangong.

Los primeros diseños de la futura gran estación espacial china parecían ser copias de la estación Mir soviética de los años 80, con un módulo base dotado de seis puntos de atraque, uno trasero y cinco delanteros dispuestos en un nodo frontal de forma esférica. Sin embargo, las últimas imágenes filtradas revelan que se cambiado ligeramente el aspecto exterior de estos módulos. Ahora presentan un diseño más 'chino' -es decir, más original- y parecen estar menos inspirados en la tecnología rusa. Los módulos experimentales incorporaran una pareja de grandes paneles solares cada uno, más adecuados para una estación espacial con vocación de laboratorio espacial. A pesar de su gran tamaño si la comparamos con las Tiangong, la futura estación china será entre cinco y seis veces menos masiva que la ISS, que no olvidemos es la estructura humana más grande jamás construida en el espacio.

Las intenciones chinas para situar una estación espacial se remontan a los años 80, cuando los programas Mir soviético y Freedom norteamericano generaron una verdadera fiebre por construir estaciones espaciales. Por entonces, China puso las bases para construir una nave tripulada, que terminaría siendo una cápsula convencional basada en la Soyuz rusa aunque durante un tiempo se barajó la posibilidad de construir
un transbordador espacial. Pero este incipiente programa de estaciones espaciales chinas fue cancelado en agosto de 1988 por Lin Zongtang -el ministro de la industria aeroespacial-, dentro de marco del Proyecto 863. El país tenía otras prioridades tecnológicas.



Nuevo diseño de la estación espacial china de 2020 (Novosti Kosmonavtiki).

Todavía queda mucho camino por recorrer antes de que China pueda disponer de esta estación. Tras la misión Shenzhou 10, China planea lanzar la Tiangong 2 en 2014, que será una réplica de la Tiangong 1. Posteriormente, en 2015 o 2016 se lanzará la Tiangong 3, que aparentemente será un laboratorio orbital de mayor tamaño. La Tiangong 3 es posible que sea una versión reducida del módulo base de la estación de 2020 y estará dotado con dos puertos de atraque. Por supuesto, todos estos planes son por ahora simples proyectos que pueden ser modificados con el tiempo, pero -a diferencia de otros países-, lo cierto es que China ha cumplido uno a uno todos sus objetivos en el espacio. En 2020 es muy posible que la humanidad tenga dos estaciones espaciales: la ISS y la estación espacial china.
Tomado de:

Eureka

4 de octubre de 2011

Descubren la bacteria que convierte la orina en combustible para cohetes

  • La bacteria Anammox puede crear combustible a partir del amoníaco
  • Es la responsable de producir hidrazina, aunque en pequeñas cantidades
El combustible de los cohetes podría estar compuesto de amoníaco, una de las sustancias químicas de la orina

El combustible de los cohetes podría estar compuesto de amoníaco, una de las sustancias químicas de la orina.

Un equipo de científicos han logrado identificar una proteína capaz de convertir la orina en combustible para cohetes.

Lo han conseguido estudiando el proceso bacteriológico Anammox en el que han logrado identificar el mecanismo que permite 'convertir' el amoníaco, una sustancia química presente en la orina, en este tipo de combustible.

Este proceso, según publica Discovery News, causó sensación cuando fue descubierto en la década de los 90 por su capacidad de producir la hidrazina, que se emplea como complemento para misiles, cohetes espaciales y satélites.

Los investigadores han publicado sus conclusiones en la revista Nature, en las que han reflejado que habían identificado el mecanismo molecular por el que las bacterias lograban 'fabricar' la hidrazina.

Demostrarlo, señala Mike Jetten, uno de los investigadores, "ha sido toda una hazaña". Pero después de llevar a cabo novedosos métodos experimentales, consiguieron "aislar la proteína responsable de la producción de hidrazina".

El trabajo ha sido seguido de cerca por científicos de la NASA, pero sus ilusiones se derrumbaron al comprobar que solo se producen pequeñas cantidades de esta sustancia, "que ni mucho menos será suficiente para enviar un cohete Marte", asegura Jetten.

Actualmente este proceso se emplea en la purificación de agua, porque es muy eficaz en la descomposición de amoníaco, aunque tiene otras aplicaciones como los biocombustibles o la limpieza de alcantarillado sin necesidad de bombas de aire.

Fuente:

RTVE

8 de septiembre de 2011

La ISS como plataforma para explorar el Sistema Solar

Especial: Astronomía

"¿Por qué no usamos la estación espacial internacional como una nave interplanetaria?". Esta es quizás una de las preguntas más habituales que se suele escuchar en los círculos de aficionados a la astronáutica. En realidad, la ISS nunca fue diseñada para viajar más allá de la órbita baja (LEO), así que mejor nos olvidamos de emplear la mayor estructura espacial creada por el hombre para trasladarnos por el Sistema Solar. O quizás no. Puede que después de todo sí que seamos capaces de buscarle algún uso de cara a los viajes interplanetarios.

¿Podríamos usar la ISS como astillero espacial en órbita baja? (NASA).

Tras la cancelación del Programa Constellation, la NASA lleva años buscando posibles objetivos para misiones fuera de la órbita baja que no requieran el uso de grandes naves con enormes cantidades de combustible. Eso deja fuera la superficie lunar o la marciana, pero a cambio podríamos enviar misiones tripuladas a los puntos de Lagrange, a un asteroide cercano o a la órbita de Marte.

Requisitos para alcanzar los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna (NASA/Michael Raftery).

Pese a ser objetivos modestos, este tipo de misiones requiere el uso de lanzadores enormes -y caros- similares al SLS o al desaparecido Ares V. Una forma de evitar el cuello de botella de los cohetes gigantes es utilizar la ISS para montar parte de nuestra nave interplanetaria empleando solamente cohetes de potencia media como el Protón ruso o el Atlas V norteamericano. Una vez la nave esté lista, podremos unirle un módulo de propulsión solar eléctrica con motores iónicos y ya está. El diseño más simple estudiado por la NASA requeriría solamente seis módulos con una masa total de 55 toneladas. Los elementos principales consistirían en un bloque central basado en los nodos de la ISS, un módulo hábitat -diseñado a partir de los MPLM- con víveres y sistemas de soporte vital y otro módulo de servicio con una esclusa y paneles solares. Por último se acoplaría una estación rusa de tipo DOS similar al módulo Zvezdá de la ISS. El módulo ruso aportaría sistemas redundantes, además de motores para maniobrar todo el conjunto. Acopladas a este complejo tendríamos dos naves para el transporte de tripulaciones, una Soyuz TMA y una Orión/MPCV.

Nave para el espacio cislunar montada a partir de elementos de la ISS (NASA/Skip Hatfield).

El nodo sería el primer elemento en ser lanzado y utilizaría un Atlas V con un módulo de propulsión para alcanzar la ISS (NASA/Skip Hatfield).

El módulo hábitat tendría en su interior los camarotes de la tripulación, sistemas de soporte vital y víveres (NASA/Skip Hatfield).

El módulo de servicio incluiría radiadores, paneles solares y una esclusa para acceder al espacio exterior (NASA/Skip Hatfield).

Diseño modular para la plataforma de propulsión eléctrica solar con motores iónicos encargada de sacar el conjunto de LEO (NASA/Michael Raftery).

Los módulos de diseño norteamericano se ensamblarían en la ISS usando lanzadores Atlas V. Una vez finalizada esta etapa, se acoplaría una nave Orión y el conjunto se separaría de la ISS para permitir el acoplamiento del módulo ruso. Entonces se uniría la etapa de propulsión solar eléctrica de 400 kW que habría sido lanzada previamente. Poco después, la nave pondría rumbo al espacio cislunar o a un asteroide cercano.

Los módulos norteamericanos se unen al módulo ruso en LEO (NASA/Skip Hatfield).

La etapa de propulsión eléctrica sería el último elemento en acoplarse al conjunto (NASA/Skip Hatfield).

La nave cislunar lista (NASA/Skip Hatfield).

El primer objetivo de una misión de este tipo podrían ser los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna, muy fáciles de visitar si empleamos una órbita de baja energía. Este tipo de trayectoria requiere a cambio aumentar la duración del tiempo de vuelo de forma considerable (semanas o meses en vez de días), pero podemos aprovechar esta circunstancia a nuestro favor con el fin de probar la tecnología necesaria para viajes tripulados interplanetarios, incluyendo sistemas de soporte vital avanzados y medidas activas contra la radiación. La etapa de propulsión eléctrica podría regresar a la ISS para ser cargada de combustible antes de regresar otra vez al espacio profundo para recoger a la estación cislunar (o bien se podría emplear una segunda etapa de propulsión eléctrica).

Órbitas de halo alrededor de los puntos de Lagrange Tierra-Luna (NASA/Michael Raftery).


Trayectoria para alcanzar los puntos de Lagrange EML-1 y EML-2 usando propulsión eléctrica (ESA).


Tiempo de vuelo a los puntos de Lagrange lunares usando propulsión eléctrica en función de la masa y de la potencia del sistema (ESA).

Esquema de exploración de la Luna usando la etapa eléctrica (NASA/Michael Raftery).

La ISS ya cuenta con algunos sistemas de soporte vital redundantes que podrían ser utilizados en una misión interplanetaria, como es el caso de los aparatos que generan oxígeno a partir del agua no potable (Elektron) o los que se emplean eliminar el dióxido de carbono (Vozdukh). No obstante, habría que desarrollar nuevas tecnologías menos dependientes de los suministros terrestres, además de estudiar los efectos de la microgavedad en el ser humano a largo plazo, una línea de investigación que desgraciadamente ha sido abandonada (el récord de permanencia en el espacio sigue en posesión de Valeri Poliákov después de 16 años).

Sistemas de la ISS para generar oxígeno (NASA/Michael Raftery).

Sistemas de la ISS encargados de eliminar el dióxido de carbono (NASA/Michael Raftery).

Si queremos viajar a los asteroides cercanos (NEOs) o a la órbita marciana, se podría emplear la misma tecnología como punto de partida, aunque habría que crear sistemas de propulsión más potentes y ampliar el número de módulos de nuestra nave. En este caso, debemos tener en cuenta que estamos hablando de misiones con una duración de uno a varios años.

Modelo de módulo hinchable para misiones interplanetarias (NASA/Michael Raftery).

Ejemplo de misión a un NEO de un año de duración con un módulo más grande y una etapa de propulsión eléctrica adicional (NASA/Michael Raftery).

Una hipotética misión a Marte empleando esta tecnología (NASA/Michael Raftery).

Posible calendario para este tipo de misión (NASA/Skip Hatfield).

Por supuesto, estos planes son en la actualidad una quimera, pero lo importante es que nos demos cuenta de la facilidad con la que podríamos viajar por todo el espacio cislunar utilizando tecnología que tenemos al alcance de la mano. Sin embargo, la idea de emplear la ISS como astillero orbital tiene sus inconvenientes, por supuesto. Por ejemplo, la puesta en órbita de la etapa de propulsión iónica requeriría numerosos lanzamientos de cohetes convencionales, por lo que este tipo de misión no sale "gratis" en términos energéticos, ni mucho menos. Pero nadie dijo que salir de nuestro planeta fuese una tarea fácil...

Fuente:

Eureka Blog

13 de junio de 2011

¿Por qué es tan difícil viajar a Marte? La explicación en una sola imagen

Mucha gente se suele preguntar por qué es tan difícil poner un hombre en Marte. Si hace poco más de cuarenta años fuimos capaces de pisar la Luna, ¿qué tiene Marte de especial? Algunos pueden pensar que la distancia es el factor clave, pero no es así. Aunque obviamente Marte está más lejos que la Luna, ése no es el mayor problema. El verdadero desafío queda patente en la siguiente imagen:


Masa de una misión a Marte desde la órbita baja terrestre empleando propulsión química (NASA).

Como podemos ver,
una misión a Marte desde la órbita baja terrestre (LEO) requiere nada más y nada menos que el ensamblaje de una nave de unas 4500 toneladas. O lo que es lo mismo, el equivalente a doce estaciones del tamaño de la ISS o 37 lanzamientos del cohete gigante Saturno V. ¿Cómo es esto posible? La explicación a este misterio la tenemos que encontrar en la despiadada Ecuación de Tsiolkovski, también conocida como la Ecuación del Cohete. Según las rígidas leyes de la física, un ligero aumento en la carga útil de una nave espacial requiere un aumento enorme en la masa inicial. ¿Por qué? Pues porque para lanzar esa carga extra es necesario transportar más combustible, lo que a su vez aumenta la masa inicial del vehículo haciendo necesario usar aún más combustible al lanzamiento.

Esto está muy bien, pero, ¿por qué una nave marciana debe ser tan grande? La razón es que a la Ecuación del Cohete debemos añadir otro factor que complica el poder viajar a otros planetas: la profundidad del pozo gravitatorio de la Tierra. Abandonar la gravedad terrestre es realmente difícil. Aunque parezca contraintuitivo,
una nave situada en órbita baja a unos pocos cientos de kilómetros de altura ya ha recorrido el 73% del camino a otros planetas en términos energéticos. Efectivamente, para poner un objeto en órbita terrestre debemos acelerar hasta los 8 km/s, pero para abandonar la Tierra sólo necesitamos alcanzar los 11 km/s. El problema es que esa misma nave debe frenar para entrar en órbita marciana y luego debe aterrizar en la superficie del planeta rojo. Y, por supuesto, posteriormente tenemos que volver a la Tierra, para lo cual debemos llevar el combustible necesario para todas estas maniobras. Si recordamos el principio de la Ecuación del Cohete, entenderemos ahora por qué necesitamos una nave de 4000 toneladas para alcanzar el planeta rojo.

Por estos motivos,
la dificultad en alcanzar un cuerpo del Sistema Solar no depende de la distancia, sino de la energía necesaria para realizar las maniobras orbitales. Por eso medimos el coste de una misión en términos de los cambios de velocidad necesarios para llegar al objetivo. En lenguaje astronáutico, esta diferencia de velocidades se denomina Delta-V y es la magnitud que rige la navegación por el Sistema Solar. Mientras que los marinos de antaño disponían de cartas en las que se señalaban las mejores rutas para esquivar las zonas sin viento y los arrecifes peligrosos, los planificadores de misiones espaciales cuentan en la actualidad con mapas de Delta-V.

Por ejemplo, para situarnos en órbita marciana desde LEO necesitamos una Delta-V de unos 6 km/s. O lo que es lo mismo, ¡viajar a la órbita de Marte requiere menos energía que un lanzamiento a la órbita terrestre! Poco importa que en el primer caso debamos recorrer varios millones de kilómetros mientras que en el segundo apenas tenemos que alejarnos unos pocos cientos. Pero si lo que queremos es posarnos en la superficie, la cosa cambia. Aunque el pozo gravitatorio de Marte es mucho menos profundo que el terrestre, la Delta-V total en este caso se dispara hasta alcanzar los 10,2 km/s. De ahí que la órbita marciana sea un destino muy atractivo en algunos planes de exploración del Sistema Solar, aunque se podría discutir sobre el interés que tiene mandar una nave tripulada hasta Marte y volver sin tocar la superficie.



Mapa del Delta-V necesario para viajar a algunos lugares del Sistema Solar (Wikipedia).


Una visión más gráfica de los pozos gravitatorios del Sistema Solar (xkcd.com)

Obviamente, una vez fijado el destino no podemos modificar la Delta-V, pero,
¿es posible reducir la enorme masa inicial de una nave marciana? Por supuesto, usando la ecuación del cohete a nuestro favor. Es decir, si logramos un ligero descenso en la masa final de la nave, la masa inicial disminuirá mucho más. Lo primero que podemos hacer es dividir nuestra gran nave marciana en varios vehículos, (por este motivo los cohetes tiene varias etapas), aunque a cambio aumentará la complejidad de la misión.

Otra estrategia es emplear sistemas de propulsión más eficientes. La mayor parte de misiones interplanetarias contemplan el uso de combustibles hipergólicos, fácilmente almacenables pero poco eficientes. Si usamos combustibles criogénicos (hidrógeno y oxígeno líquidos) podríamos reducir la masa de una nave marciana de forma significativa, aunque tendremos que desarrollar tecnologías que permitan almacenar estos combustibles sin que se evaporen. En caso de decantarnos por otros sistemas de propulsión más avanzados (
nuclear, iónica, VASIMR, velas solares, etc.), el tamaño de la nave se puede reducir todavía más. La eficiencia de un sistema de propulsión se mide de acuerdo con el impulso específico (Isp).


Simplemente usando un sistema de propulsión avanzado (o criogénica) podemos reducir la masa de nuestra nave marciana a la mitad (NASA).


Propuesta de nave marciana de la empresa rusa RKK Energía que hace uso de propulsión iónica solar (RKK Energia).


Eficiencia (impulso específico) de distintos sistemas de propulsión en función de su empuje. A mayor impulso específico, menor será la masa de la nave interplanetaria (NASA).


Nave marciana de la NASA que emplea propulsión nuclear térmica (NASA).

Un atajo adicional es utilizar los recursos del planeta rojo con el fin de fabricar el combustible necesario para regresar a la Tierra. Por ejemplo, se puede crear metano -un magnífico combustible- a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Y si usamos sistemas más complejos es posible descomponer el hielo del subsuelo marciano en hidrógeno y oxígeno para procurarnos nuestra propia fuente de combustibles criogénicos. Estas técnicas para aprovechar los recursos locales se denominan
ISRU (In-Situ Resource Utilization) y son claves a la hora de diseñar una misión al planeta rojo.


Propuesta de nave tripulada de la NASA que utiliza un reactor nuclear para generar metano a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana (NASA).

Por último, otra medida de adelgazamiento para nuestra nave consiste en utilizar las atmósferas planetarias a nuestro favor. Si alcanzamos la órbita marciana frenando la nave mediante el rozamiento con la atmósfera del planeta rojo podremos ahorrarnos una enorme cantidad de combustible. Esta técnica se conoce con el nombre de
aerocaptura y resulta un desafío tecnológico de primer orden. De hecho, hasta la fecha ninguna misión ha llevado a cabo esta maniobra (aunque sí se ha usado el aerofrenado en varias sondas para disminuir la altura orbital). Además requiere el empleo de grandes escudos térmicos -que también tienen una masa elevada-, pero en cualquier caso compensa sobremanera incluirla en una misión tripulada.


Una sonda francesa realiza aerocaptura para insertarse en órbita marciana (Beyond Apollo).

Si aplicamos a rajatabla todas estas medidas podemos reducir la masa de nuestra nave (o naves) marciana por debajo de las mil toneladas.
La última propuesta de la NASA, denominada Mars Design Reference Architecture 5.0 (DRA 5.0), contempla una serie de naves marcianas con una masa total de "sólo" 850 toneladas. Para lograr este objetivo, DRA 5.0 hace uso de propulsión nuclear térmica, ISRU y aerocaptura.

Pese a todo, estamos hablando del equivalente a
dos estaciones espaciales como la ISS, o lo que es lo mismo, unos siete lanzamientos de un cohete gigante como el malogrado Ares V. Teniendo en cuenta que el lanzador más potente en servicio que existe en la actualidad sólo es capaz de situar 25 toneladas en órbita baja, resulta obvio que Marte nos queda aún muy lejos. Pero si queremos viajar a otros planetas durante este siglo, más nos vale encontrar una solución a este dilema.


Reducción en la masa inicial de una nave marciana mediante el empleo de distintas tecnologías (NASA).


Esquema de la misión marciana DRA 5.0 (NASA).


Una nave con propulsión nuclear térmica se aproxima a Marte (NASA).


Notas:


1- Obviamente, la Delta-V es una magnitud que simplemente mide los cambios de velocidad y no tiene dimensiones de energía. Por eso se suele usar el cuadrado de la Delta-V como magnitud para medir el coste energético de las maniobras espaciales, ya que tiene unidades de energía por unidad de masa.


2- Cuando hablamos de "combustible" en realidad deberíamos usar el término propergol. Un cohete biporpelente requiere el uso de combustibles (queroseno, metano, hidrógeno, hidrazina, etc.) y un oxidantes (oxígeno, ácido nítrico, etc.). También existen sistemas de propulsión monopropelentes.


Fuente:

Blog Eureka
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