Viajes espaciales | Cómo las naves espaciales utilizan la física para viajar por el universo
¿Alguna vez te has preguntado cómo viaja una nave espacial a través del universo? Básicamente, todo comienza con los cohetes, que llegan al espacio con la ayuda del propulsor que llevan. Una vez que alcanzan la distancia deseada por los científicos, liberan el satélite o nave espacial en cuestión. Pero, al fin y al cabo, ¿cómo sucede todo esto?
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Los cohetes que lanzan satélites y otros tipos de naves espaciales están cargados con toneladas de propulsor. Brevemente, podemos decir que quemar los propulsores proporciona suficiente energía para que el cohete escape de la gravedad de la Tierra.
Para entender cómo sucede esto, debemos retroceder unos 300 años en el pasado; más específicamente, a la época de Isaac Newton, un físico que presentó tres leyes básicas que describen cómo se mueven los objetos.
Bueno, la tercera de ellas es la ley de acción y reacción. Afirma que, por cada fuerza de acción aplicada a un cuerpo, existe una fuerza de reacción de la misma intensidad y en dirección opuesta. Aquí es donde reside el secreto detrás del lanzamiento de un cohete.
Cuando se lanza un cohete, el propulsor se quema y genera gases de escape, una columna de llamas, gases calientes y humo en el fondo del mismo. Esta columna se escapa hacia el suelo: aquí está la fuerza de la acción. En respuesta, el cohete se mueve en la dirección opuesta y abandona el suelo con la fuerza de reacción.
Mientras todo esto sucede, la gravedad de la Tierra empuja el cohete hacia el suelo. La liberación del escape crea empuje, una fuerza que necesita «superar» la gravedad para que el vehículo ascienda al espacio. Para escapar de la gravedad, el cohete necesita viajar a más de 28.000 km/h siguiendo la curvatura de la Tierra, asegurando así que no retrocederá.
Cómo navega una nave espacial por el espacio
Lo que suceda a continuación depende de la misión. Por ejemplo, digamos que un cohete lanzó un satélite a la órbita de la Tierra: en este caso, el cohete liberará el satélite cuando esté a cierta distancia de la Tierra. Éste, a su vez, permanecerá en órbita gracias al impulso (la energía obtenida del cohete), que lo empujó en una dirección mientras la gravedad lo empuja en otra.
El equilibrio entre ambos permite que el satélite se mantenga en órbita alrededor de la Tierra. Los satélites que se encuentran en órbitas más cercanas al planeta son más atraídos por la gravedad; Para mantener sus trayectorias, necesitan moverse más rápido que un satélite que orbita la Tierra a una distancia mayor.
Pero ¿qué pasa con el objetivo de enviar una sonda a otro planeta? Muchas misiones espaciales para explorar el Sistema Solar utilizan la llamada asistencia gravitacional, una técnica que permite modificar la trayectoria sin desperdiciar propulsor. Para ello, la nave espacial se acerca a un objeto (como un planeta o una luna) para recibir sus efectos gravitacionales.
La interacción permite ajustar la dirección de la nave espacial y su velocidad, ya que capta un poco de la energía cinética del cuerpo planetario de asistencia. De esta manera, viaja más rápido.
Las trayectorias de las sondas Voyager son quizás algunas de las ayudas gravitacionales más conocidas de nuestro sistema. La Voyager 2, por ejemplo, realizó la maniobra con Júpiter, Saturno y Urano, obteniendo una importante energía cinética.
Fuente: NASA
