Un tren sale de Madrid a las 8.35
y llega a la estación María Zambrano de Málaga a las 10.55. Si la distancia por
ferrocarril entre Málaga y Madrid es de 508 Km., ¿A qué velocidad media se desplazaba
el tren?
Solución: 217 Km/h.
Un avión sale de Barcelona con
destino a Londres a las 7.30 y llega a la capital británica a las 8.55. Si la
distancia entre Barcelona y Londres es de 1139 km., ¿A qué velocidad
se desplazaba el avión?
Solución: 804 Km/h
....
Perdón, esto no es una clase de
matemáticas elementales. Son ejemplos, nada más, de las velocidades que
alcanzan algunos medios de transporte en la actualidad. Seguimos:
Un cohete espacial despega de su
rampa de lanzamiento a las 6.00 hora local del cosmódromo, y llega a la Estación Espacial
Internacional dos días después. Si la Estación Espacial
se halla orbitando la Tierra
a una altura de unos 450
Kilómetros, ¿Cuál es la velocidad media de la nave
espacial?
Solución: Unos nueve kilómetros y
medio aproximadamente. Casi como ir andando.
O sea, lo dicho, el cohete: el
medio de transporte más lento...
Bien, bien, ya oigo esas airadas
protestas. Sí, he tergiversado un poco los datos, para poder llegar a este
razonamiento. En realidad, el cohete es actualmente el medio de transporte más
rápido que existe pero, debido a los caprichos de la mecánica orbital, hay que
dar una serie de rodeos para llegar a los sitios. Además, el hecho de que la ISS se encuentre a 400 y pico
kms de altura no quiere decir que esté quieta ahí encima del lugar de donde
salen los cohetes, para que estos puedan ir directamente a su encuentro. No, la
estación espacial orbita la
Tierra a casi 30.000 km por hora y una nave que vaya a su
encuentro deberá realizar una serie de maniobras, incluyendo cambios de órbita,
persecuciones, frenazos y acelerones hasta encontrarse en disposición de
acoplarse a aquella. Pero la percepción para los profanos es, en cualquier
caso, una idea de cierta lentitud. Y para evitarlo, los ingenieros del programa
de cohetes rusos han ideado el "Soyuz Express", que no es una nave más
rápida ni un cohete más potente, ni nada de eso. El hardware es el
mismo. Lo que se cambia es el perfil de la misión.
Habitualmente, una nave Soyuz
despega del cosmódromo de Baikonur y se sitúa en una órbita más baja que la
ocupada por la ISS,
por lo cual, posteriormente, deberá trazar lo que se conoce como una órbita de
transferencia para alcanzar a aquella. La altitud se consigue por la
combinación de dos factores: la potencia del cohete y el impulso que la propia
rotación de la Tierra
imprime a aquel (para comprender esto último imaginemos el ejemplo de la
persona que salta desde un tiovivo en movimiento. Aparte de su salto lleva el
impulso de la rotación del tiovivo, por lo que sale trastabillando al llegar al
suelo porque su cuerpo tiende a seguir avanzando en el mismo sentido del giro).
Ni que decir tiene que, generalmente, los cohetes que se lanzan desde la Tierra salen en dirección
oeste-este, para aprovechar esta circunstancia (de nuevo, las protestas...sí,
ya se que salen hacia arriba, pero en realidad van haciendo una amplia
parábola).
Al hilo de esto, hay que recordar
que la velocidad de rotación de la
Tierra es máxima en el Ecuador, disminuyendo gradualmente
hacia los polos, es decir, distintos puntos de la Tierra tienen diferentes
velocidades angulares, en función de su latitud. Esto se entiende fácilmente si
pensamos que la distancia recorrida por un punto de la esfera terrestre en el
movimiento de rotación de la misma equivale a la longitud de la circunferencia
del paralelo donde se sitúa ese punto(Alguien propuso la idea de
"rebanadas" para comprenderlo mejor: cada rebanada es un poco más
pequeña, conforme aumenta la latitud). Así, un lugar situado en el ecuador
terrestre recorrerá 40.000
km -que es la longitud del Ecuador- en un día, lo cual
es lo mismo que decir 1666
km por hora. Por la misma razón, en los polos, la
velocidad angular es, idealmente, igual a cero. Sin embargo, si uno se encuentra,
por ejemplo, a mitad de camino entre el ecuador y el polo, en la latitud 45º,
su paralelo (o rebanada) tendrá una circunferencia de unos 28290 km, lo cual implica
una velocidad lineal de unos 1178
km/h.
En todo esto, los cohetes
que parten de Baikonur tienen una cierta desventaja, ya que dicho Cosmódromo se
encuentra muy al norte, en la latitud 46º aproximadamente, dado que Rusia no
tiene posesiones más al sur. La
Nasa dispone de una situación más ventajosa, pues su puerto
espacial, Cabo Cañaveral, se encuentra en una latitud de unos 28 grados y
medio. La mejor localización para lanzamientos, sin embargo, corresponde a la ESA, que dispone de la base de
Kourou, en la Guayana
Francesa, muy cerquita del Ecuador (5º 10').
La realidad de las
velocidades orbitales y todo eso es muchísimo más compleja, pero sirvan estos
detalles para hacerse una idea. La cuestión es que, en los perfiles habituales
de las misiones Soyuz, desde el lanzamiento hasta el acoplamiento con la ISS, los astronautas deben
pasar un par de días persiguiendo por esas órbitas de Dios a la dichosa
Estación. Y menos mal que disponen del desahogo de los 5 metros cúbicos del
módulo orbital, ya que pasar esos dos días como sardinas en lata en la cápsula,
acuclillados en esos miniasientos y sin espacio apenas para moverse, hubiera
sido inhumano.
Pero, por fin, a alguien se le ocurrió que podía acortarse la duración
de dicho viaje. En esencia se trata de planificar con extrema precisión todos
los momentos del vuelo. Cada día, la Estación Espacial
pasa un par de veces sobre Baikonur (esto es así intencionadamente, ya que por
los ya descritos caprichos de la mecánica orbital, un cohete nunca podría
alcanzar una órbita con una inclinación inferior a la latitud de la que
procede, a no ser a costa de un desmesurado consumo de combustible). Si se hace
coincidir el lanzamiento del cohete con el momento exacto del paso de la Estación por encima del
cosmódromo se consigue que aquel entre en el mismo plano orbital y a una
distancia relativamente corta por detrás del complejo orbital. Dado que,
inicialmente, la velocidad del cohete es ligeramente mayor que la de su
objetivo, podrá alcanzar aquel en poco tiempo. Además, la ISS colabora en la cita
maniobrando por su parte para acercarse al vehículo que viene a su encuentro.
Todo esto no es nuevo, ya que rusos y americanos lo habían experimentado con
las antiguas plataformas orbitales Saliut y Skylab, respectivamente, aunque
nunca se había hecho, hasta ahora, con un ingenio tan enorme como la ISS, cuya maniobrabilidad es
muy limitada. Antes de poner en práctica el “Soyuz Express” con una nave
tripulada (Soyuz TMA 08, 28/3/2013), ya se había experimentado con la cápsula
Progress –conocida como el carguero espacial-, una versión no tripulada de la Soyuz, encargada de llevar
suministros a la Estación Internacional.
En fin, el resultado fue que Vinogradov, Misurkin y Cassidy solo
tardaron seis horas en alcanzar su destino, aunque, a cambio, no pudieron
descansar ni quitarse los “Sokol” en ningún momento del viaje.
http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/lanzamiento-soyuz-tma-08m.html
http://danielmarin.blogspot.com.es/2010/12/como-viajar-la-estacion-espacial.html
http://danielmarin.blogspot.com.es/2012/11/como-acoplar-una-nave-soyuz-con-la-iss.html
Otros artículos de Actualidad:
Neil A. Armstrong In Memoriam
La teletransportación es el futuro
Un diamante de 29885 cuatrillones de quilates
Tres formas de desviar un asteroide indeseado
Historias de cohetes
Astroética
Nanobots y el futuro de la Medicina
El monstruo del Mar Caspio
No hay comentarios:
Publicar un comentario