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12 de septiembre de 2016

¿Es posible huir del Sistema Solar?

La nave más rápida tardaría unos 17.000 años en vajar hasta el recién descubierto Próxima b, el exoplaneta potencialmente habitable más cercano al Sol. Pero ya se trabaja en enviar sondas hasta allí.

Antes o después el ser humano se verá enfrentado ante la necesidad o la voluntad de salir del Sistema Solar. Quizás como dijo Stephen Hawking para asegurar la supervivencia de la especie en otros planetas, o quizás por mera curiosidad.

Se podrían seguir así los pasos de la Voyager I, la veterana sonda espacial que dejó atrás el Sistema Solar y que hoy en día está a 18 horas luz. Permanecerá activa hasta 2025, según los cálculos de la NASA, pero si tuviera energía podría llegar a la estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, en 17.000 años.

Probablemente, si el ser humano se decidiera realmente a viajar más allá del Sistema Solar, el primer objetivo sería precisamente Próxima Centauri. No solo es la estrella más cercana, sino que a su lado se encuentra Próxima b, un planeta rocoso de tamaño similar al de la Tierra recién descubierto y que podría tener agua líquida en superficie.

Por mucho que este sea el planeta amigable más cercano a la Tierra, no se puede decir para nada que esté cerca. Por lo que sabemos, está a una distancia de 4,22 años luz, (es la distancia que la luz tarda en recorrer 4,22 años), o sea, a la «friolera» de 41 billones de kilómetros. Para hacerse una idea de lo que significan estas distancias, mientras que la Luna está a 1 segundo luz, Marte está a unos 12 minutos luz, por término medio.

Naves existentes

Actualmente, una de las naves más rápidas es la sonda «New Horizons», capaz de llegar a Plutón tras 9,5 años de viaje para recorrer una distancia que oscila entre las cuatro y las siete horas luz. Si la NASA la lanzara hacia Próxima Centauri, necesitaría unos 54.000 años de viaje, tal como ha publicado Space.com.

Quizás la alternativa sería Juno, la sonda que ha explorado Júpiter, y que alcanzó una velocidad de vértigo, de 265.000 kilómetros por hora. Aún así, esta pequeña nave necesitaría viajar 17.157 años.

En ambos casos, surge un grave problema. Estas sondas apenas tienen el tamaño de un piano, por lo que desde luego no podrían albergar todo el instrumental (y entretenimientos) que una tripulación humana necesitaría en un viaje así. Acelerar naves tan grandes a velocidades tan inmensas es un grave problema que hoy por hoy no tiene solución, y además habría que resolver sin dañar a los tripulantes.

Habrá que esperar mucho para ver una nave así, si es que alguna vez es posible construirla o que los humanos hagan viajes tan largos. Pero existe un proyecto de disparo estelar capaz de catapultar a pequeñas sondas espaciales hasta las proximidades de Próxima Centauri.

El proyecto, presentado este año por Stephen Hawking y los multimillonarios Yuri Milner y Mark Zuckerberg, contempla usar un enjambre de naves diminutas y equipadas con velas que, impulsadas por un rayo láser desde la Tierra, podrían alcanzar una velocidad de hasta el 20% de la de la luz. De este modo, llegarían a Próxima Centauri en unos 25 años.

El artículo completo en:

ABC Ciencia

12 de marzo de 2012

Startram, el tren de levitación magnética que nos enviaría al espacio a partir del 2032


Aunque pueda sonar a ciencia ficción es una propuesta real que podría ofrecer “viajes” fuera de la atmósfera a cuatro millones de personas al año en 20 años. Startman sería un sistema de lanzamiento a través de trenes de levitación magnética, una tecnología que los desarrolladores aseguran que tendría un coste menor que la construcción de un cohete espacial.

Hablaríamos de un túnel de 1.000 kilómetros y un cable superconductor suspendido en el aire para alcanzar la órbita terrestre baja. Un futuro sorprendente que partiría de la idea de los inventores de los transportes de levitación magnética en China.

Según cuentan los desarrolladores, los trenes se dispararían a la órbita en cuestión de segundos en un tubo sellado. Una construcción revolucionaria con un coste de 60 mil millones de dólares que permitiría viajar al espacio de forma muy barata, tanta, que tendría un coste menor al de la construcción de un cohete.

Para que nos hagamos una idea, Startram podría pasar por ser un sistema capaz de lanzar 300.000 toneladas de carga útil en órbita por menos de 40 dólares el kilogramo. Sería capaz de “disparar” cápsulas selladas de carga en órbita a una velocidad de 8 Km/h a 30G mediante electroimanes de alta potencia. Según cuenta el investigador jefe detrás del proyecto, el profesor James Powell:

Los recursos de nuestro propio sistema solar son enormes. La energía del sol que golpea nuestro pequeño planeta todos los días es aproximadamente unas 10.000 veces nuestras necesidades energéticas actuales. Las materias primas encerrados en asteroides y los cometas podrían apoyar el crecimiento económico durante milenios que están por venir.

Una sola versión de carga costaría del orden de 20 mil millones de dólares para su construcción y podría ser completado dentro de 10 años. Una versión con capacidad para personas podría ser construido por 60 mil millones de dólares y se completaría dentro de 20 años.

Un proyecto no exento de polémica. Muchos físicos hablan de una idea que debe ser global, un programa internacional que no debe dejar a nadie de lado:

Startram será necesariamente un programa internacional, de lo contrario la posibilidad de una carrera de armamentos costosos y peligrosos entre las naciones es demasiado grande. Es simplemente demasiado importante como para dejarlo en manos de las naciones individuales y de los militares

La propia NASA ha estado estudiando la tecnología y ha declarado viable al proyecto. Un futuro marcado por esta nueva tecnología que podría ser el próximo gran paso de la civilazión, y como los mismos investigadores comentan, “una nueva red de seguridad si la vida en la Tierra se ve amenazada por guerras o desastres”. Quizá en el 2032 lo veamos.

Fuente:

ALT1040

24 de enero de 2012

¿Por qué los europeos no podemos mandar un hombre al espacio desde la Guayana?

El programa espacial europeo no se puede decir que esté en su momento más álgido. Y es que en temas tan complejos como estos, cualquier pequeño problema se convierte en una complicación técnica de primer orden, en la que se han de emplear enormes cantidades de dinero. 320 millones de euros cuesta el caso del tema que hoy nos ocupa.

La Agencia Espacial Europea (ESA) lleva tiempo peleando para lanzar al espacio las Soyuz rusas tripuladas desde su centro espacial en la Guayana Francesa. Pero de momento, todo se va a quedar en aguas de borrajas. ¿Y el motivo? Pues uno en el cual quizá podían haber reparado antes de cerrar los contratos: esta plataforma de lanzamiento está construida al lado del mar y las estas naves tripuladas Soyuz no pueden aterrizar en el agua.

De hecho la nave espacial Soyuz siempre suele aterrizar sobre la tierra en el territorio de la antigua Unión Soviética de Kazajistán. Aunque también lo ha hecho en ocasiones sobre el agua: varias Soyuz del programa espacial lunar en los años 60 amenizaron sin problemas en el Océano Indico; y en 1976 incluso hicieron una aterrizaje de emergencia en un lago.

Pero parece que el simple hecho de ver hoy a la Soyuz cayendo al agua causa pánico.

Sin embargo, la Guayana es una zona del globo especialmente idónea para lanzamientos espaciales, ya que al estar cerca del ecuador, estos lanzamientos aprovechan la propia fuerza de la rotación de la tierra, aumentando la capacidad de carga de la nave.

Al estar cerca de la latitud cero, la capacidad de carga útil para llegar a órbitas de transferencia geoestacionaria es casi el doble en comparación con el despegue desde Baikonur, en Kazajistán, o desde Plesetsk, en Rusia, los otros dos sitios de lanzamiento de las Soyuz.

Sin embargo, las Soyuz TMA, el tipo de cápsula tripulada que se suponía sería lanzada desde allí, no disponen de medios para aterrizar en el mar. Con lo cual, y en caso de cualquier tipo de emergencia en el lanzamiento, se corren unos riesgos extras al estar la zona rodeada de agua por ser islas.

La evacuación de la tripulación tras el amerizaje puede ser especialmente complicada y pondría en riesgo la vida de la tripulación. Unas vidas que la Agencia Espacial Europea no está dispuesta a arriesgar.

Sin embargo, algunos expertos afirman que lo que realmente pasa es que la Soyuz no está diseñada para viajar hasta las islas por agua o en avión (le gusta hacerlo por ferrocarril) y que este es el mayor inconveniente aparente, pues habría que rediseñar todos los protocolos de transporte, así como sus cápsulas contenedoras para que no se estropeen los instrumentos por la salitre.

Esta circunstancia se conoce desde 2004 y, a pesar de esto, poco se ha hecho para solucionarla. Sin ir más lejos, un lanzamiento en octubre de 2010 de una nueva Soyuz (no tripulada) tuvo problemas que obligaron a uno de estos aterrizajes de emergencia, con lo cual se demostró la inviabilidad del uso de esta localización para misiones con tripulación.

Este espacio-puerto lleva en funcionamiento desde 1975 para lanzar los cohetes franceses, y está claro que comienza a estar un poco anticuado. En aquella época, claro está, la idea de colaborar con los rusos para poner satélites en el espacio era bastante remota. Desde 2004, sin embargo, existe este proyecto de colaboración, para el cual se han construido instalaciones nuevas, adaptadas a las peculiaridades de las Soyuz.

Lástima que haya que hacer muchos cambios para lanzar capsulas tripuladas, entre las cuales estarían el deforestar un área de un diámetro de 5 kilómetros para posibles aterrizajes de emergencias, además de construir un nuevo ascensor, una nueva cámara de vacío y varias instalaciones más. Con todo, parece que todo esto es más sencillo que volver a diseñar la Soyuz para amerizar en el agua.

En octubre de 2010 se firmaron 18 futuros lanzamientos: de momento, sólo han tenido lugar 2, y estos, tras unos retrasos de varios años. Todos, por supuesto, sin tripulación. Tras la cancelación del programa de lanzaderas de los EE.UU., las Soyuz son la única manera de llevar gente a la Estación Espacial Internacional. Y estos lanzamientos, como vemos, no se realizarán desde la Guayana Francesa.

Como curiosidad, en la zona colindante del centro de lanzamiento está la famosa Isla del Diablo, una de las prisiones más famosas del mundo, hoy lugar turístico… que debe de ser desalojado cuando se prepara cada lanzamiento. Por si acaso, claro.

Vía Space.com y PSB.com.

Tomado de:

Cooking Ideas

Rusia quiere volver a la Luna

Una imagen de la Luna captada por la sonda 'Galileo'. | NASA

Una imagen de la Luna captada por la sonda 'Galileo'. | NASA

Rusia pretende enviar cosmonautas a la Luna tras llevar a cabo varias misiones no tripuladas, e incluso podría establecer una base permanente en el satélite natural de la Tierra. Así lo ha anunciado el director general del consorcio aeroespacial Lávochkin, Víctor Jártov.

"Existe en el mundo un renacimiento del interés hacia la Luna. También Rusia tiene proyectos en este sentido. Se han elegido los lugares para el aterrizaje de las dos primeras misiones, los polos norte y sur" del satélite, dijo Jártov, citado por la agencia Interfax.

Las dos primeras misiones no pilotadas -'Luna Resurs' y 'Luna Glob'- son la repetición de los pasos que ya se dieron en el pasado, en tiempos de la Unión Soviética, pero las experiencias adquiridas entonces se han perdido y deben ser recuperadas, explicó el también constructor general del consorcio.

El proyecto 'Luna-Resurs' se realizará conjuntamente con la India, que aportará a la misión el cohete portador y el vehículo lunar que será depositado en la superficie de la Luna por un módulo de descenso fabricado por Rusia.

'Luna-Glob', de autoría exclusivamente rusa, prevé el lanzamiento y aterrizaje de un aparato que una vez sobre el terreno, recogerá muestras de polvo lunar, al igual que la tercera misión, 'Luna-Grunt', que a diferencia de su predecesora "recogerá muestras de tierra lunar de manera selectiva", según el científico ruso.

Concluidas todas las misiones no pilotadas, la industria aeroespacial rusa iniciará los preparativos para enviar una nave tripulada al satélite.

"Para ello hay que preparar primero la infraestructura. El tiempo de las visitas ha pasado", dijo Jártov en alusión a la misión norteamericana de 1969, que agregó que "hay que volar y cumplir allí funciones concretas".

En este sentido, Jártov incluso planteó la posibilidad de establecer una base permanente en la Luna, y anunció que Rusia ha iniciado converaciones con la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) para explorar esta posibilidad.

Fuente:

El Mundo Ciencia

23 de enero de 2012

Increible: De cómo fuimos a la Luna con un sextante

El 20 de julio de 1968, pocos minutos antes de posarse sobre la Luna, el ordenador del módulo Eagle comenzó a pitar y a indicar enloquecidamente una "alarma 1202". El fallo, que puso en vilo a los astronautas y al control de Houston, se produjo por una acumulación imprevista de datos del radar que provocó una saturación del sistema. Afortunadamente, el software había sido diseñado para priorizar determinadas maniobras y el alunizaje se pudo completar con éxito.Enlace

La carera espacial hacia la Luna fue una hazaña que costó miles de millones de dólares y el trabajo de centenares de operarios de tierra durante meses. Pero se completó con una tecnología que hoy nos parece primitiva. Mucho antes de la revolución del microchip, los astronautas salieron al espacio exterior provistos de una regla de cálculo y un sextante incorporado en la nave para calcular su posición por métodos tradicionales.

Fuente:

La Información Ciencia

Ante la creciente chatarra espacial: Un código de conducta para explorar el cosmos

Acumulación de basura espacial en la órbita baja terrestre (LEO). | NASA

Acumulación de basura espacial en la órbita baja terrestre (LEO). | NASA

  • EEUU ha anunciado su intención de redactar un código de conducta espacial
  • Lo elaborará conjuntamente con la Unión Europea y otros países
  • El objetivo es combatir la proliferación de fragmentos de basura espacial
  • En la actualidad no hay mecanismos legales para controlar el problema

EEUU cree que ha llegado el momento de poner orden en el 'vertedero espacial'. Apenas dos días después de la caída en el Pacífico de los restos de la nave rusa 'Fobos-Grunt', la secretaria de estado estadounidense, Hillary Clinton, anunció su intención de redactar junto con la Unión Europea (UE) y otros países un código internacional de conducta para las actividades realizadas en el espacio exterior.

En un comunicado hecho público el pasado martes, Clinton señaló que "el espacio está gravemente amenazado a largo plazo por los escombros espaciales y los actores irresponsables", por lo que considera que "un código de conducta ayudará a mantener su sostenibilidad, la seguridad y la estabilidad"

En apenas cuatro meses han caído a la Tierra restos de tres artefactos espaciales. Antes de que 200 kilogramos de chatarra de 'Fobos-Grunt' impactaran en el Pacífico, el pasado domingo, hubo otras dos alarmas. En septiembre, 300 kilogramos de chatarra procedentes del satélite de la NASA UARS cayeron también en el Pacífico y sólo un mes después reentró en la atmósfera el satélite alemán ROSAT, esta vez en el golfo de Bengala, al norte del Océano Índico.

En ninguna de las ocasiones se produjeron heridos pero los tres casos reflejan "el grave riesgo" que representa la basura espacial, según señaló Clinton.

El origen del problema

Con el nombre de chatarra, basura o escombros espaciales se denomina a los restos de satélites, cohetes o naves que quedan vagando por el espacio cuando dejan de utilizarse. Las explosiones provocadas por restos de combustible, así como los choques entre artefactos en el espacio generan grandes cantidades de escombros, muchos de ellos de pequeño tamaño pero con gran poder destructivo. Algunos fragmentos terminan llegando a la Tierra, aunque el riesgo para los ciudadanos es muy pequeño. La mayor parte cae en el océano y hasta ahora no se ha registrado ningún herido por caída de basura espacial.

Los escombros, sin embargo, sí suponen un serio peligro para los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) y para los satélites y sondas espaciales activos, pues pueden causar averías. Por ello, las agencias espaciales, como la ESA y la NASA, han establecido departamentos especializados que hacen un seguimiento permanente de los fragmentos más peligrosos para evitar accidentes. La Red de Vigilancia espacial de EEUU (US Space Surveillence Network) realiza estadísticas y controla los objetos más peligrosos.

En 2001 cayó en Arabia Saudí una pieza de 70 kg. de un motor. | NASA

En 2001 cayó en Arabia Saudí una pieza de 70 kg. de un motor. | NASA

Sin mecanismos legales

Aunque existe un consenso internacional sobre la necesidad de tomar medidas para mitigar este problema, al que han contribuido todos los países que participan en la carrera espacial, en la actualidad no existe ningún mecanismo legal para evitar la proliferación de basura espacial ni para obligar a las naciones o a las empresas a retirar sus artefactos cuando acaban su vida operativa. Tampoco hay sistemas eficaces para destruir los fragmentos más peligrosos. La ONU ha establecido una regulación para los nuevos lanzamientos, pero es voluntaria y no siempre se cumple.

El principal organismo internacional para controlar la basura espacial es el IADC (Inter-Agency Debris Coordination Committee), un comité que desde 1993 coordina y fomenta las investigaciones y los trabajos de las agencias espaciales del mundo.

En los últimos años ha habido algunos intentos por lograr un acuerdo, sobre todo a iniciativa de Europa, pero ninguno ha llegado a cuajar. Casi siempre, por rencillas políticas y por las reticencias de algunos países, reacios a que se les impongan normas que afectan a la tecnología que utilizan en sus actividades militares y de espionaje.

Obstáculos para el acuerdo

De hecho, Hillary Clinton dejó claro en su comunicado que la regulación que propone tendrá ciertos límites. Así, advirtió que no aceptará ningún acuerdo que "en algún modo pueda constreñir las actividades en el espacio de EEUU relacionadas con la seguridad nacional" y su capacidad para proteger el país y a sus aliados". El problema de la chatarra espacial afecta a su estrategia de seguridad nacional, pues puede obstruir las radiofrecuencias de sus equipos.

En el pasado, EEUU ya vetó alguna iniciativa porque, supuestamente, amenazaba sus intereses militares. Así, en 2008, Rusia y China propusieron un tratado para prohibir la utilización de armas en espacio. Sin embargo, EEUU rechazó el documento alegando que presentaba lagunas y que no prohibía los sistemas terrestres antisatélite como los que China ha utilizado contra artefactos de EEUU.

Europa sí aprobó en 2006 un código de conducta que fue respaldado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y por las agencias o centros de investigación espacial de Italia (ASI), Reino Unido (BNSC), Francia (CNES) y Alemania (DLR). Rusia, Japón y EEUU también han elaborado directrices sobre el diseño y la seguridad de los artefactos espaciales para evitar la proliferación de escombros.

La propuesta de Europa

La propuesta presentada por la Unión Europea en febrero de 2009 para establecer un código de conducta voluntario que regule las actividades civiles y militares en el espacio es, según Clinton, "una base prometedora" para lograr un acuerdo internacional. La iniciativa, aprobada por los ministros de la UE en diciembre de 2008, se presentó en la Conferencia de desarme de Ginebra pocos días después del primer choque accidental entre dos satélites. El 10 de febrero de 2009, colisionaron el satélite ruso Kosmos-2251 y el estadounidense Iridium- 33, generando una gran cantidad de basura espacial.

Restos de la sonda rusa 'Fobos-Grunt' cayeron a la Tierra el pasado domingo. En la imagen, los científicos preparan la nave para su lanzamiento. | Roscosmos

Restos de la sonda rusa 'Fobos-Grunt' cayeron a la Tierra el pasado domingo. En la imagen, los científicos preparan la nave para su lanzamiento. | Roscosmos

En apenas 50 años de exploración espacial ha habido alrededor de 5.000 lanzamientos que han puesto en órbita unos 6.000 satélites. De ellos, sólo 800 siguen operativos, según la ESA.

Según cálculos de la ESA, en la actualidad hay 20.000 objetos de más de 10 centímetros vagando por el espacio y 600.000 mayores de un centímetro. También hay más de 300 millones de partículas de más de un milímetro. A pesar de su pequeño tamaño, los objetos más pequeños pueden dañar los equipos espaciales y penetrar en los trajes de los astronautas.

El 'síndrome Kessler'

En algunas regiones del espacio, como la situada entre los 800 y 1.400 kilómetros de la Tierra, la acumulación de chatarra espacial podría producir una cascada de explosiones. En unas décadas, estas zonas podrían llegar a ser demasiado peligrosas para la exploración espacial y quedar inutilizadas.

Este catastrófico escenario es conocido como síndrome Kessler ('Kessler Syndrome'). El científico de la NASA Don Kessler ya advirtió en 1978 que los choques en órbita producirían muchos más fragmentos, que se convertirían en nuevos proyectiles que destruirían satélites y harían inviables las actividades espaciales en esas áreas.

A la búsqueda de soluciones

Pero, ¿qué se puede hacer para evitar la proliferación de chatarra espacial? Lo más importante es la prevención, es decir, intentar conseguir que el problema no vaya a más porque lo cierto es que 'limpiar' los escombros espaciales, incluso los más peligrosos, es una tarea muy cara, lenta y compleja.

El ingeniero italiano Marco M. Castronuovo, por ejemplo, ha ideado un sistema que permitiría atrapar los fragmentos más peligrosos y llevarlos a una órbita más baja para que se destruyan con el roce con la atmósfera. Su satélite robotizado, asegura, sería capaz de recoger en siete años los 35 restos de chatarra espacial considerados más peligrosos.

A corto plazo, los expertos de la ESA creen que la forma más efectiva para reducir la tasa de crecimiento es intentando evitar las explosiones que se producen en la órbita terrestre, que originan gran parte de la chatarra espacial. La destrucción del satélite chino Feng-Yun 1C durante las pruebas de un misil, en enero de 2007, incrementó en un 25% la cantidad de basura espacial.

La entrada en la carrera espacial de nuevos países, como China o la India, se sumará a las actividades de EEUU, Rusia, Japón y la Unión Europea, aumentando el número de lanzamientos por año y con ello, los artefactos en órbita. Si la comunidad internacional no logra pronto un acuerdo y toma medidas eficaces para evitar la proliferación de basura espacial, la exploración espacial en los próximos años podría verse amenazada.

Fuente:Enlace

El Mundo Ciencia

26 de octubre de 2011

EEUU tendrá lista la nave para trasladar a sus astronautas en cinco años

Charles Bolden (i) y el canciller chileno, Alfredo Moreno. | Efe.

Charles Bolden (i) y el canciller chileno, Alfredo Moreno. | Efe.

El director de la NASA, Charles Bolden, ha asegurado que en un plazo máximo de cinco años EEUU podrá disponer de nuevas naves para viajar a la Estación Espacial Internacional (ISS). Tras la jubilación de la flota de transbordadores espaciales, el pasado mes de julio, los astronautas de EEUU se quedaron por primera vez sin transporte propio al espacio.

Durante su visita a Chile, Charles Bolden explicó que las naves de dos empresas privadas están a punto de realizar un vuelo de prueba con carga a la ISS.

"Soy optimista y creo que entre los próximos tres o cinco años habrá compañías norteamericanas que sean capaces de llevar nuestros propios astronautas a las estaciones espaciales", dijo el director de la NASA en un encuentro con medios de comunicación en la embajada de EEUU en Santiago.

Con el viaje final del Atlantis, EEUU dio por concluida la era de los transbordadores el pasado julio, unas naves de gran capacidad con las que durante 30 años la NASA realizó vuelos tripulados y trasladó equipos fundamentales para la investigación como el telescopio Hubble.

Cancelación del programa Constelación

El plan original de la agencia estadounidense incluía que para esa fecha estuvieran preparadas las naves que las sustituirían, unos vehículos "multipropósito" que además de viajar a la órbita terrestre baja, permitieran volver a la Luna y emprender una ruta a otros destinos.

Pero el presidente de EEUU, Barack Obama, canceló el programa, anunciado por el entonces gobernante George W. Bush en 2004, porque no contaba con un presupuesto definido y dejó en manos de la empresa privada la competencia para construir las naves del futuro.

Esto ha motivado que ahora las naves de la agencia espacial rusa sean las únicas que llevan a cabo los reemplazos de la tripulación de la ISS, lo que obliga a la NASA a pagar grandes cantidades de dinero para incluir a sus astronautas en las misiones.

Cooperación internacional

En otro tema, Bolden enfatizó la importancia de los acuerdos internacionales que la NASA mantiene con gobiernos y organismos de todo el mundo para avanzar en la investigación aeroespacial.

"Durante más de cincuenta años la NASA ha establecido miles de acuerdos internacionales que permiten a los países del mundo unirse a nuestra misión de la exploración del espacio", indicó el director, que fue astronauta.

Además expresó su satisfacción por la cooperación de la NASA en el rescate de los 33 mineros que permanecieron sepultados durante 70 días en la mina San José, al norte de Chile.

"Fue un ejemplo de lo importante que es la exploración espacial en la Tierra", apuntó.

Fuente:

El Mundo Ciencia

25 de octubre de 2011

Cómo viajar a Marte

Viajar a Marte. El sueño de todos los pioneros desde el inicio de la era espacial. Sin embargo, aquí estamos en 2011, en pleno siglo XXI, y ningún ser humano ha puesto todavía un pie en Marte. Y lo que es peor, no se espera que nadie lo haga hasta dentro de muchas décadas. Se suele decir -medio en broma, medio en serio- que un viaje tripulado a Marte es como la fusión nuclear: siempre está a veinte años en el futuro. Sabemos por qué es tan difícil viajar al planeta rojo, ¿pero podemos hacerlo?


¿Veremos algún día un hombre en Marte? (Pat Rawlings).

Eligiendo el camino

Viajar a otro planeta no es fácil. O sí, según se mire. Antes de encender los motores de nuestra nave y poner rumbo a lo desconocido, debemos tener claro cómo llegar a ese punto de luz rojiza que se desplaza lentamente por el cielo terrestre. Y aquí es donde entramos en el proceloso mundo de la dinámica orbital. Un mundo complejo en el que necesitaremos la ayuda de matemáticas avanzadas -o máquinas que realicen los cálculos por nosotros- para llegar a nuestro destino.

Los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol, así que para viajar a Marte sólo tenemos que conocer en detalle las órbitas de la Tierra y del planeta rojo. Cada órbita viene determinada por seis parámetros orbitales (en un post anterior hablamos de ello en más detalle), pero para nuestro propósito sólo debemos tener en cuenta unos pocos conceptos básicos. Primero, hay que ser conscientes de que toda órbita planetaria viene definida por el perihelio y el afelio, es decir, el punto de la trayectoria más cercano y más lejano al Sol, respectivamente. Si hablamos de la Tierra, su órbita es casi circular, así que el perihelio prácticamente coincide con el afelio. No es el caso de Marte, puesto que su distancia al Sol varía significativamente, entre 206 y 249 millones de kilómetros.

Los parámetros orbitales (fuente).

Segundo, debemos conocer el concepto de plano orbital. Las órbitas de Marte y la Tierra están situadas casi en el mismo plano (denominado eclíptica), pero la clave aquí es ese "casi", porque el plano de Marte está inclinado 1,85º con respecto a la eclíptica. No parece mucho, pero hay que tener en cuenta que las maniobras de cambio de plano son las más costosas energéticamente hablando. Siempre que podamos, intentaremos evitar cambios de plano en nuestra misión. Además, hay que tener en cuenta la velocidad orbital. De nada sirve que lleguemos a Marte si nuestra velocidad es de 100 km/s con respecto al planeta. En este caso nos limitaremos a sobrevolarlo durante un breve instante de tiempo.

Pero lo más importante a la hora de llevar a cabo una misión a cualquier cuerpo del Sistema Solar es la noción de Delta-V. Este parámetro mide literalmente el cambio de velocidad (aceleración) que debemos llevar a cabo en una maniobra orbital (por ejemplo, ponerse en órbita alrededor de Marte) y es proporcional a la energía requerida para realizar dicha maniobra. Y, como puedes imaginar, esto es muy importante, porque de la Delta-V total de una misión dependen parámetros tan importantes como por ejemplo el tamaño inicial de nuestra nave o el tiempo de vuelo (en realidad, y siendo rigurosos, la energía de una misión espacial se mide en la práctica con una magnitud denominada energía característica o C3, pero esto es un simple detalle). Por tanto, la regla de oro de una misión a Marte es...¡minimiza tu Delta-V!

Conociendo estos principios básicos ya estamos listos para planificar nuestra misión a Marte. Sólo necesitamos conocer el presupuesto Delta-V del que disponemos, que dependerá del momento y trayectoria elegidos para nuestra misión, la masa inicial de la nave y el sistema de propulsión empleado. Veamos primero qué trayectorias podemos escoger.


Dos misiones distintas

Lo ideal sería viajar en línea recta desde nuestro planeta hasta marte, pero la Delta-V requerida para esta excursión sería monstruosa, violando la regla de oro de los viajes interplanetarios. La trayectoria de mínima energía -y Delta-V- entre dos órbitas elípticas es una órbita de transferencia de Hohmann, propuesta en 1925 por el ingeniero y matemático alemán Walter Hohmann. Pese a tener nombre un tanto rimbombante, una órbita de Hohmann no es más que una órbita elíptica común en la que el periastro (perihelio si hablamos de planetas) está situado en la órbita de partida y el apoastro (o afelio) en la de llegada (o viceversa). No hay nada misterioso en estas órbitas. Cualquier satélite de comunicaciones que es lanzado hasta la órbita geoestacionaria utiliza una órbita de Hohmann, al igual que las naves tripuladas Soyuz cuando quieren alcanzar la estación espacial internacional (ISS). La única diferencia es que en este caso la Tierra es la que se encuentra en el centro de coordenadas del sistema, no el Sol, pero las matemáticas son las mismas.

Órbita de transferencia de Hohmann (en amarillo) (Wikipedia).

Las trayectorias Hohmann a Marte son ideales para minimizar la Delta-V, pero desgraciadamente también maximizan el tiempo de vuelo de una misión. Al fin y al cabo, nadie dijo que el ahorro de energía nos iba a salir gratis. Es por eso que las órbitas Hohmann "puras" se suelen emplear para misiones no tripuladas, pero se desaconseja su empleo en viajes tripulados. Además, una misión tripulada tiene que regresar a la Tierra más tarde o temprano, así que en realidad estamos hablando de dos trayectorias, una de ida y otra de vuelta.

El caso es que ahora podemos agrupar las posibles misiones en dos tipos según su trayectoria: misiones de oposición o de conjunción. Estos conceptos son poco intuitivos, porque decimos que Marte está en oposición cuando se encuentra más cerca de la Tierra en línea recta, mientras que estará en conjunción si está al otro lado del Sol visto desde nuestro planeta. El nombre de cada tipo de misión se debe a que Marte entra en conjunción u oposición con respecto a la Tierra a mitad de cada misión respectivamente.

Tipos de misiones marcianas:oposición y conjunción (NASA).

Las misiones de conjunción requieren trayectorias con menos energía (relativamente próximas a una órbita de Hohmann ideal) y permiten visitas a la superficie del planeta rojo de 400 o 600 días de duración hasta que la Tierra y Marte se alineen de nuevo para permitir el viaje de vuelta. La duración del viaje de ida y vuelta es aproximadamente el mismo, unos seis meses, por lo que el tiempo total de la misión es de unos mil días.

Ejemplo de una misión de tipo conjunción (NASA).

Las misiones de oposición nos permiten estancias muy cortas en Marte, normalmente inferiores a un mes, y requieren maniobras con una Delta-V mayor (en realidad se necesita una maniobra de baja Delta-V a la ida combinada con otra de alta energía a la vuelta o al revés). El tiempo total de la misión es del orden de 600 días, la mayoría de ellos en el espacio interplanetario. Para reducir el tiempo de vuelo, una variante muy popular de este tipo de misión consiste en introducir un sobrevuelo de Venus en el tramo de vuelta. A cambio, la nave debe estar diseñada para soportar las temperaturas que existen a esta distancia del Sol. Este tipo de misión es muy poco eficiente. En general, suponiendo fijos el resto de parámetros, una misión de tipo oposición requerirá unas diez veces más combustible que las de tipo conjunción.

Ejemplo de misión de tipo oposición (NASA).

La elección del tipo de misión es un asunto crucial y depende de muchos parámetros. En los años 60 y 70, la mayoría de propuestas de viajes tripulados a Marte pasaban por misiones de tipo oposición a pesar de ser poco eficientes. Por entonces la prioridad era minimizar el tiempo total de la misión, ya que se creía que la tecnología de la época hacía imposible diseñar sistemas que pudiesen funcionar durante más de dos años.

Por el contrario, hoy en día casi todos los planes de misiones tripuladas a Marte utilizan un esquema de conjunción. Por un lado, puesto que el objetivo es estudiar el planeta rojo, está claro que treinta días es un tiempo insuficiente para investigar adecuadamente todo un planeta. Además, y como veremos más adelante, los riesgos de la radiación aconsejan minimizar la permanencia en el espacio interplanetario.

Lea el artículo completo en:

Eureka

20 de octubre de 2011

Separen sus asientos: Turismo espacial a partir del 2013

  • Los vuelos suborbitales de Virgin Galactic comenzarán a mediados de 2013.
  • La familia de Branson hará el vuelo inaugural en la Navidad de 2012.

Richard Branson, el pasado lunes durante la inauguración de su aeropuerto espacial. | AP.

Richard Branson, el pasado lunes durante la inauguración de su aeropuerto espacial. | AP.

"Para nuestros hijos, ir de vacaciones al espacio será algo normal". La frase la firmó el martes Richard Branson, el presidente de Virgin, cuando se le preguntó por su proyecto para realizar vuelos comerciales al espacio.

Aprovechando que era el invitado estrella a las jornadas de seguridad que McAfee está llevando a cabo en Las Vegas y en una entrevista con el periodista Miles O´Brien –que comparte su locura por ver la tierra desde el espacio-, Branson fue más concreto en cuanto a fechas que en la inauguración del aeródromo espacial en Nuevo México.

Primero dijo que él y su familia disfrutarán de las vacaciones de Navidad de 2012 en el espacio. Y luego, el presidente de una multinacional compuesta por una productora musical, una aerolínea y una compañía de teléfonos, entre otras muchas empresas, puso fecha al comienzo de los viajes comerciales: mediados de 2013.

El precio se reducirá progresivamente

Será entonces cuando algunos de los 500 privilegiados que ya forman parte de la lista de espera de Virgin Galactic -y que pagarán 200.000 dólares (unos 150.000 euros) por el paseo espacial-, podrán sentir la ingravidez durante algunos minutos.

"Se trata de un precio similar al que tenía un vuelo transoceánico con Pan-Am en los años 20", según Branson, pero que tal y como ocurrió con los servicios que ofrecía la desaparecida aerolínea, los costes se reducirán y los viajes a la estratosfera se convertirán "en algo normal", remató el polifacético empresario.

Un poco más reticente se mostró Branson sobre la posibilidad de utilizar sus transbordadores para realizar desplazamientos entre dos puntos de la Tierra "porque esa no es la principal función del proyecto".

Un hotel cerca de la Luna

Sin embargo, los ingenieros que trabajan en el proyecto estiman en una hora y media la duración que tendría un vuelo entre Las Vegas y Australia en una de sus naves espaciales, "por lo que tampoco es totalmente descartable", aseguró el empresario. De ser así, "el control de seguridad sería más lento" que el vuelo en sí, tal y como aseguró O`Brien.

Y para rematar la delirante charla que ambos personajes mantuvieron, Branson incluso amenazó con la posibilidad de crear un hotel junto a la Luna "en una gran nave espacial que contendría otras más pequeñas para poder salir a pasear" por las cercanías del único satélite natural de la Tierra.

Fuente:

El Mundo Ciencia

17 de octubre de 2011

¿Experimentarían retroceso las naves de Star Wars o Star Trek al disparar sus armas láser?



Todos hemos asistido en el cine a batallas épicas entre naves espaciales equipadas con terroríficas armas láser, turboláser, torpedos fotónicos o similares. Los enormes cruceros imperiales de Star Wars, el Halcón Milenario de Han Solo, los temibles "pájaros de presa" klingons de Star Trek y tantos otros, han pululado por las pantallas del mundo entero y hecho las delicias de millones de espectadores entusiasmados ante semejante espectáculo pirotécnico.

Sin embargo, y quizá de forma no intencionada, las mismas naves espaciales que disparan con total alegría parecen cumplir involuntariamente algunas leyes de la física, al mismo tiempo que violan otras de manera descarada. Entre estas últimas se pueden citar las absolutamente irreales maniobras de vuelo "en picado" o "en barrena", los giros inverosímiles, el sonido de los motores en el vacío del espacio, etc. Entre las primeras, me gustaría centrar hoy mi atención en una en concreto. Tiene que ver con el comúnmente denominado "retroceso".

En efecto, tenemos la experiencia de las armas de fuego convencionales. Cuando apretamos el gatillo de una pistola, revólver, rifle, escopeta o ametralladora sentimos un golpe en la mano o el hombro. Esto no es más que el efecto del principio de conservación del momento lineal que tantas veces os he comentado. El conjunto formado por el arma más el proyectil debe poseer el mismo momento lineal justo antes de disparar y justo después de haber efectuado el disparo. Como al principio esta cantidad física toma un valor nulo (ambos cuerpos están en reposo, quietecitos) después tiene que poseer este mismo valor. Dado que el momento lineal es una cantidad vectorial, si el proyectil sale hacia adelante, el arma debe salir despedida en sentido contrario, hacia atrás, para que ambos momentos lineales se cancelen. Más aún, la velocidad a la que se desplaza cada uno de los dos cuerpos considerados resulta ser inversamente proporcional al valor de su masa, es decir, la bala (por tener una masa mucho menor) se desplazará a una velocidad considerablemente más elevada que la pistola, rifle, escopeta, etc.

Ahora bien, en el cine nunca parece observarse este conocido efecto de "retroceso" en las naves espaciales que disparan a diestro y siniestro descomunales descargas de energía láser, por ejemplo. Sin que sirva de precedente, en estas contadas ocasiones, parece que los guionistas de Hollywood han acertado. Veamos por qué.

Para empezar, restringiré mi análisis al caso de armas de tipo láser, es decir, que emiten partículas de luz que normalmente conocemos por el nombre de fotones. La energía de un fotón se puede calcular sin más que conocer la frecuencia del mismo, multiplicándola por el valor de la constante de Planck. En términos muy simples, esto es su color: la luz de color azul posee una frecuencia mayor que la de color rojo, por ejemplo. Dado que un fogonazo procedente de un turboláser consta de un enorme número de fotones, éste se puede estimar sin más que dividir la energía total del haz entre la energía de cada fotón individual. Así, se obtiene que para láser de color rojo, cuya longitud de onda ronda los 632 nanómetros, disparados en forma de haz con una potencia del orden de los 5 megawatts (más o menos la potencia con la que están dotadas las naves de la "Clase Galaxia" en el universo de Star Trek) el número de fotones que se emiten alcanza los 16 cuatrillones. Multiplicando este enorme número por el momento lineal de cada partícula de luz individual se consigue conocer el momento lineal del fáser, turboláser o lo que se tercie: 0,017 kg m/s.

Si ahora aplicásemos la ley de conservación del momento lineal al conjunto nave más fáser, teniendo en cuenta que la masa de aquélla es de aproximadamente 5 millones de toneladas, el cálculo arrojaría un valor para la velocidad con la que retrocedería (el célebre "retroceso") de 0,0000000000035 m/s o, lo que es lo mismo, de 0,000000000013 km/h, siempre que la duración del disparo fuese de tan sólo un segundo, algo que resulta del todo razonable a tenor de lo que se observa en las escenas de las películas aludidas. Incluso aunque se produjesen varias docenas de disparos simultáneamente, el cambio en la velocidad de la nave seguiría siendo de todo punto insignificante. ¡¡Bien por los guionistas!!

Todo lo anterior nos hace reflexionar acerca de lo insignificante del valor del momento lineal de un haz de luz láser. Y es justamente la misma ley que acabamos de aplicar para demostrar cuánta razón tienen los sesudos encargados de confeccionar los guiones de las películas de ciencia ficción que involucran vistosas y espectaculares batallas galácticas la que nos puede servir para llegar a otra conclusión no menos cierta, a saber, que si se golpease a la nave enemiga sobre la que hemos disparado nuestro mortífero turboláser, jamás conseguiríamos modificar su movimiento y mucho menos voltearla o hacerla girar, tal como se puede ver en Star Wars cuando el Halcón Milenario es alcanzado por las naves del malvado Imperio. ¡¡Lástima!! No todo podía ser maravillosamente acorde a las leyes de la física...

Fuente:Enlace

Física en la Ciencia Ficción

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