Por Nave espacial entendemos un aparato que despega desde tierra y parte rumbo al espacio exterior con alguna misión encomendada, a veces con tripulantes, a veces sólo por exploración con otro tipo de equipos para la visualización externa, pero, ¿es realmente este su significado? aquí lo descubriremos.
Indice De Contenidos
- 1 Nave espacial: ilusión de todo niño
- 2 ¿Qué es una Nave espacial?
- 3 Primera Nave espacial lanzada al espacio
- 4 ¿De qué está hecha una Nave espacial?
- 5 Desplazamiento de una Nave espacial
- 6 Velocidad de una Nave espacial
- 7 Nave espacial rusa y EEUU
- 8 Acoplamiento de rusos y estadounidenses
- 9 China y su Nave espacial
Cuando somos pequeños nuestra imaginación nos hace volar y emprender proyectos inocentes basados en los materiales que tenemos en casa, sólo con la idea de haber visto un episodio en la caricatura favorita tenemos ya todo el camino recorrido, más los objetos que pueden respaldar esa misión guardados por mama o papá en sus depósitos.
Por ejemplo, los niños con frecuencia imaginan ser un Astronauta, visualizando todos los objetos a su paso como parte del episodio que están a punto de protagonizar. Cualquier prenda de mama sirve para complementar el escenario para elaborar el traje propio de un Astronauta y combinarlo con alguna caja para simular un casco.
Además de esto, los implementos para elaborar una Nave espacial en la imaginación de los niños son muchos, empezando por la utilización de alguna caja grande y espaciosa y con la ayuda de papá o cualquier adulto darle la forma del aparato. Allí empieza la imaginación a aflorar y a elevarnos al más divertido juego espacial, tal y como lo vemos en las noticias o en los libros.
Pero vamos a conocer más a fondo de qué se trata una Nave espacial y sus complejidades para el cumplimiento de las misiones tan interesantes como las de pasear por el cosmos y ejecutar las exploraciones tan arriesgadas como las de atravesar atmósferas o estudiar la composición de los planetas.
Nave o astronave es un vehículo espacial destinado a efectuar recorrido interplanetarios. Para las astronaves tripuladas tiende a imponerse la denominación de cápsula espacial.
A una navegación espacial se le conoce como la conducción de las sondas, astronaves y vehículos espaciales en general a través de espacio exterior. Esto constituye un sistema de navegación en el que no se puede disponer del horizonte, de la brújula ni de los puntos de referencia típicos de la navegación terrestre, marítima o aérea.
En el espacio no existe oriente y por tanto carece de sentido la palabra orientación. En los sistemas de navegación espacial las referencias consisten en las posiciones de tres estrellas fijas, o del Sol, el Planeta Tierra, la una o los planetas más próximos. (Ver artículo: Planetas cerca de la Tierra).
Estas referencias captadas periódicas y automáticamente por los instrumentos a bordo de los vehículos, son trasmitidas a las estaciones espaciales, donde se elaboran los datos electrónicamente para retransmitir a dichos vehículos las oportunas órdenes de corrección automática de órbita y condiciones de vuelo.
En algunas versiones de estos aparatos en cualquiera de sus modelos se les incorporó un punto de referencia estático compuesto por sistemas llamados giroscópicos desde adentro. Los inconvenientes que pudieran presentarse en el camino pueden resultar más sencillos de resolver cuando se habla de una órbita plana del espacio de la eclíptica que se ajustan según las dos coordenadas que reciben.
Vamos a definir lo que es una ecliptica y una coordenada, términos que mencionamos en el párrafo anterior para garantizar el entendimiento de cualquier explicación a futuro para el lector y hacer más comprensible la lectura. Una eclíptica es el círculo máximo de la esfera celeste, que recorre el sol, en su movimiento aparente, en el curso de un año.
Forma un ángulo respecto al plano del ecuador de 23º 27′. Su nombre deriva del hecho de que la condición necesaria para que tenga lugar un elipse es que la luna se encuentre sobre la eclíptica. (Ver artículo: Eclipse Lunar).
Como se muestra en la gráfica, cuando la ecliptica realiza el movimiento a lo largo de los planetas que rodean al sol en sentido contrario, el astro rey se eleva a su máxima inclinación y se presenta el solsticio de verano, y cuando el sol alcanza la mínima inclinación es cuando se presenta el solsticio de invierno, atravesando el ecuador en los dos equinoccios.
Dada la pequeña inclinación de sus órbitas respecto a la terrestre, los planetas y la Luna parecen moverse cerca de la ecliptica, recorriendo las constelaciones comprendidas en una zona, la faja zodiacal, de una veintena de grados a cada lado de la eclíptica. (Ver artículo: Constelación del zodiaco).
En cuanto a coordenadas, se trata de un término matemático que expresa un concepto básico en la geometría analítica. Pero en cuando al tema en cuestión se refiere, es decir, coordenadas eclípticas, se trata del sistema de coordenadas esféricas celestes cuyo plano fundamental es el de la ecliptica.
Estas coordenadas son: la longitud γ hacia el E, y la longitud que es la distancia angular en grados, desde el ecuador a la ecliptica, que se toma como positiva hacia el polo norte de la ecliptica y como negativa hacia el sur.
Continuando con el tema central, resulta importante destacar en esta parte del artículo que desarrolla las principales descripciones de una Nave espacial, el término Vtol, que responde a las siglas Take-off and Landing (despegue y aterrizaje vertical).
Con estas siglas se designan los vehículos de ala no giratoria que pueden despegar y aterrizar verticalmente, debido a determinados generadores de propulsión vertical o a la posibilidad de bascular los propulsores previstos en principio para la tracción bien mediante otros artificios.
Voskot 1 fue el nombre que le otorgaron a la primera Nave espacial que logró de forma exitosa un recorrido por la órbita terrestre y con ella a bordo se encontraba Yuri Gagarín, llegando a ganarse el respeto y el título del primer cosmonauta en salir del Planeta Tierra al espacio exterior. Luego de eso fueron lanzadas las naves espaciales pero sin tripulación conocidas como Voshod y Soyuz
El cohete lanzador utilizado en estas cosmonaves, también llamados Vostok se componía de escalones o etapas propulsadas mediante queroseno y oxígeno líquido. El queroseno es un producto de la destilación entre 1,51 y 273ºC, del petroleo bruto. Fue usado como combustible de seguridad para la iluminación; actualmente el queroseno es muy usado en la propulsión de aviones a chorro y de motores Diesel.
Entre tanto, el oxígeno es un elemento en gas inodoro e incoloro licuable a cierta temperatura y se solidifica a -218ºC, presentándose entonces en color azul claro. Su facultad principal es que puede combinarse con cualquier otro elemento, que da lugar posteriormente a reacciones violentas, como combustiones. Es un elemento que tiene un amplio abanico de campos para ser utilizado, y entre esos entra los vuelos estratosféricos.
En cuanto al tripulante que se unió a esta misión y formó parte del cuadro de éxitos del programa, su nombre fue Yuri Gargarin fue un soviético que se dedicó de forma profesional y de corazón a la Astronomía y sus derivados. (Ver artículo: Astronomía.)
La fama de este cosmonauta se dio cuando fue presentado como el primero ser humano que salió del Planeta Tierra rumbo al espacio exterior con una misión como todo programa de lanzamiento. Por su destacada labor, Yuri fue merecedor de varios galardones en el campo de la astronomía que le fueron otorgados por la Unión Soviético como por ejemplo Héroe del Trabajo Socialista y Héroe de la Unión Soviética.
Sus inicios se remontan en la Escuela Militar de Pilotos de Oremburgo, mientras la Unión Soviética comenzaba a dar sus primeros pasos en cuestiones de Astronomía y tecnología al lanzar el primer cohete al espacio, adelantándose a los Estados Unidos, carrera que ha estado muy reñida desde esas épocas por posicionarse como los primeros en cualquier avance ante el mundo.
Luego de eso, el Programa Espacial Soviético inicia el proceso de selección para voluntarios en el que queda escogido Gagarín por su destacado currículo y desempeño en los estudios cursados. Comenzó a ser preparado y a ser sometido a rigurosas pruebas y prácticas entre físicas y psicológicas para determinar sus capacidades.
De allí surgió entonces la decisión de preparar al astronauta y estudiar todos los episodios que evitasen inconvenientes que pusieran en riesgo su vida y concretar el proyecto de enviarlo al espacio exterior, hecho relevante que le dio la vuelta al mundo por lo novedoso de la noticia y acontecimiento en eventos astronómicos.
Desde tiempos remotos, la Astronomía o la Cosmología comenzaron a ser explotadas por los más curiosos astrónomos, filósofos y científicos todos empíricos, sólo con la observación directa sin ningún tipo de instrumentos.
Por ejemplo binoculares o telescopios, simplemente mirando al cielo y estudiando los comportamientos de cada astro para analizar futuros movimientos en conjunto con el resto de los objetos del cosmos.
Todo ello fue superando etapas y evolucionando según los requerimientos que iban emergiendo con los estudios y los resultados, así como la necesidad de ir siempre más allá de lo conseguido, para garantizar obtener un resultado más satisfactorio y coherente con lo que el Universo nos ofrece. (Ver artículo: Universo).
En medio de toda esta evolución necesaria, fueron surgiendo instrumentos, materiales, aparatos y demás equipos que iban complementando la mano de obra para fortalecer el trabajo de investigación y optimizar los procesos. Una vez llegada la era de la tecnología y estudiada la factibilidad de construir naves para salir al espacio exterior, iniciaron los planos de ingeniería y mecánica para dar forma a la idea.
Allí fueron surgiendo las lluvias de ideas analizando y seleccionando los materiales más ligeros, resistentes y duraderos que le permitieran al aparato estar sometido a temperaturas de todo tipo. Entre los primeros materiales escogidos estuvo por ejemplo el titanio, el magnesio y aluminio.
Aluminio
En primer lugar, el aluminio es el metal más extendido en la corteza terrestre, encontrándose en una proporción al 7,5%, principalmente en forma de silicatos (Feldespatos, micas, arcillas, etc). Su peso atómico es 26,98, funde a 660ºC y hierve a 2057 ºC. Un mineral que se utiliza para la extracción del aluminio es la bauxita (oxido de hidrato).
Este material fue descubierto hace poco más de un siglo, pero su producción ha experimentado un incremento rapidísimo.
Las razones de este incremento son múltiples; en primer lugar, hay que recordar que bajo peso especifico del aluminio (2,70) que, único a su solidez lo hace de valor inapreciable, junto con sus aleaciones, en la industria moderna, desde la construcción de aviones, a la de rascacielos y lógicamente en astronaves o Nave espacial.
Este elemento entra en la categoría de antófero y en él se localizan además sales químicas como por ejemplo alumbre. Otras de las características de este elemento, es que de sus reacciones se obtienen aluminatos que resultan ser componentes alcalinos fuertes que generan en el aluminio un comportamiento todo lo contrario a metal.
El aluminio toma la combinación de las características de otros materiales para aumentar o elevar sus importantes cualidades. Por ejemplo, el aluminio 6061 ha sido una de las aleaciones que con frecuencia han sido explotadas en este tipo de industria para la construcción de astronaves, combinado con cobre, silicio, titanio y el hierro.
Resiste a la corrosión y otro tipo de agresiones o explosiones cuando entra en contacto con otros materiales
Magnesio
Mientras tanto, el magnesio es un elemento químico que pertenece a la familia de los metales alcalinóterreos (segundo grupo del sistema periódico). Muy abundante en la naturaleza, constituye el 1.93% de la corteza terrestre. Sus minerales más comunes son la magnesita, la dolomita, la carnalita, etc.
El dato curioso de este elemento es que se puede extraer de las plantas verdes cuando se presenta el efecto de la clorofila, que es un proceso organometálico del químico en cuestión. El agua del mar posee grandes proporciones de él y fácilmente se puede extraer aplicando los procesos correspondientes y los instrumentos precisos. Su tonalidad se identifica con el blancoplateado y es de carácter bastante ligero.
La liberación del hidrógeno al deshidratar el agua se hace en un proceso lento cuando se hace en temperaturas bajas, pero rápido cuando se presentan las altas.
Su aleaciones se usan en la industria automovilística y en construcciones aeronáuticas, a causa de su baja densidad, unida a una considerable dureza. Los compuestos del magnesio pertenecen únicamente al grado de oxidación +2, el óxido, MgO, es un polvo blanco que funde aproximadamente a 3.000 ºC, por lo cual se emplea como material refractario.
Titanio
Otro de los elementos nombrados anteriormente en cuanto a los materiales y elementos que se utilizan como parte de la construcción de una Nave espacial es el titanio. Este elemento en pequeñas cantidades se encuentra en numerosas rocas; sus minerales característicos se reducen al rutilio y a algunos titanatos, como ilmenita.
Su preparación al estado puro se basa en una enérgica reducción del tetracloruro de titanio con sodio o magnesio. A temperatura ordinaria el titanio es estable al aire; al calor rojo que arde originando TiO2; arde también en atmósfera de nitrógeno formando el nitruro.
Es atacado por el ácido clorhídrico, pero no por el nítrico. Al estado elemental el titanio se emplea sobre todo para los aceros especiales. Su presencia en las aleaciones confiere a los aceros unas características de resistencia a las elevadas temperaturas de funcionamiento, al tiempo que mantiene sus principales propiedades mecánicas.
Por este motivo, el empleo del titanio se ha ido multiplicando sobre todo en las aplicaciones aeronáuticas y en misiles, para superar lo que se ha llamado la barrera del calor.
El compuesto más importante del titanio, correspondiente al grado de oxidación+4, es el bióxido, que se usa como pigmento blanco, de un poder cubriente muy elevado.
Todas estas características de los principales elementos que forman parte de una estructura para la construcción de una Nave espacial nos hace denotar que la resistencia de estos aparatos es absoluta, pues, los metales en cuestión muestran la fortaleza que generan tanto solos como combinados y el revestimiento que le proporcionan al aparato genera la seguridad para la ingeniería considerando el objetivo para lo cual serán dispuestos.
Sin duda alguna, los ingenieros, científicos y astrónomos que trabajan en función de los proyectos que se plantean en función de perfeccionar cada paso en la línea de engranaje, van con la mayor seguridad de los manuales, instrucciones y conocimientos que entran en discusión en virtud de proveer de la mayor potencia a una Nave espacial que cumple con los estándares patrimoniales de las instituciones y protocolo.
Algunos estudios al respecto de los materiales a utilizar en una Nave espacial han arrojado la supuesta idea de que mucho más adelante, según los avances en los tratamientos protocolares, se pueda llegar a emplear el uso de plásticos y materiales híbridos.
Es decir, en busca de las mejoras o perfeccionamientos que no tienen descanso para favorecer las misiones y los programas, la intención es otorgarle a las piezas la reducción del peso en las naves, y que a su vez, la combinación de estos elementos químicos proporcionan igual estabilidad pero mucha más ligereza, que son las características que se buscan en estos proyectos, además de la disminución de los costos.
Nuevos elementos
Un dato importante que se ha derivado de los miles de estudios correspondientes en este tipo de labores, cuyo propósito es avanzar y garantizar la perfección en los programas, es la utilización de la fibra de carbón, como posible sustituto a los materiales que se han nombrado anteriormente.
Esta consideración se basa en que este elemento es un combustible sólido, constituido esencialmente por carbono, oxígeno, hidrógeno, con cantidades variables arcillosos. Presentan por lo general un color oscuro y tiene un peso específico comprendido entre 1 y 1,8 y una dureza variable entre 0.5 y 2.5.
Macroscópicamente, los carbonos están formados por cuatro constituyentes principales que son vitrita, fusita, clarita y durita.
Elaboran material similar al óseo
Siguiendo la línea de los nuevos argumentos tanto de la Nasa como en las estaciones que estudian las posibilidades de la sustitución de los elementos en cuanto a la construcción de las naves espaciales a la par de la evolución de las eras, un nuevo dato sigue en discusión y estudios, basado en la composición de la estructura ósea de un cuerpo humano, es decir, los huesos.
Según la composición y estudio de los huesos, estos materiales son resistentes y ligeros, y para ello los investigadores han realizado de forma computarizada programas para lograr la semejanza y conseguir la generación de materiales que pudiera ser utilizados para futuras construcciones de una Nave espacial acorde con los estatutos establecidos, bajo costo, ligero y resistente.
Estudiemos ahora la composición de los huesos para conocer la hipótesis que manejan para la creación de una Nave espacial con este elemento en futuras generaciones.
Características resistentes del hueso
Un hueso es un tejido óseo; los huesos son órganos formados predominantemente por tejido óseo. En su constitución entran otros tejidos, los cuales forman periostio, rellenan la cavidad medular y os espacios intrabeculares y constituyen la red vascular y nerviosa del hueso.
El tejido óseo está compuesto por células, fibras colágenas y por una sustancia fundamental, fuertemente impregnada por sales minerales, de las cuales dependen la dureza y rigidez del tejido. Esta rigidez le permite a los huesos ser aptos para actuar como palancas indeformables y como punto de inserción y de apoyo de los músculos.
Con estos datos los científicos trabajan fundamentalmente para tratar de enlazar la relación de la ligereza y resistencia con los elementos tradicionales para la construcción de las estructuras de las aeronaves y continuar con el objetivo del perfeccionamiento de un material sintético que se aproxime lo más posible a la estructura ósea.
Todas estas pruebas y análisis de material deben garantizarle a la Nave espacial su resistencia a la exposición de temperaturas extremas de ambos lados, tanto bajas como altas, así como tener la capacidad de soportar impactos, choques o roces de micrometeoritos, polvo estelar, partículas que a cierta velocidad pueden ocasionar daños irreversibles, vientos solares, etc.
Los estudios y las investigaciones las inician a través de los ordenadores y computadoras avanzadas que permiten simular a la perfección todo movimiento y comportamiento de los materiales al impactar con un aparato, Nave espacial, telescopio, sonda, etc, así como determinar la reacción de los exteriores y la estructura al tener contacto con los distintos objetos celestes según su composición.
Todo el compendio de componentes dispuestos a la creación de una Nave espacial deben cumplir mucho antes de acoplarse con una serie de requerimientos de la máxima rigurosidad que respondan a exigencias de los desmanes de la instalación, el despegue y toda su complejidad, la navegación expuesta a todo inconveniente con el encuentro de innumerables objetos, temperaturas, condiciones y un regreso exitoso.
Además de esto, la Nave espacial se expone a las vibraciones y aceleramientos propios del proceso de integración tanto de levantar su posición del suelo como de entrar al espacio exterior o atravesar la atmósfera de alguno de los planetas dispuestos en la trayectoria del rumbo establecido en cualquier misión.
El proceso expone al instrumento o equipo a posibles desequilibrios en cualquiera de las partes o sistemas de la nave, comprometiendo una larga lista de componentes al estilo efecto dominó que requerirán una acción inmediata y efectiva por parte de los comandos en la estación central evitando daños mayores.
Las pruebas y experimentos, en primer lugar, deben poseer el acabado y fabricación final cumpliéndose y apegándose al máximo de rendimiento, fuerza, sostenibilidad y funcionalidad estructural, en una combinación que se complemente con el ahorro en el consumo de combustibles y materiales.
Es por eso que este tipo de procesos se realizan en ambientes al extremo hostiles, supeditados a presiones de calor y frío que requiere de condiciones específicas para resistir los cambios y réplicas.
Como ejemplo se pueden mencionar los instrumentos que se pusieron en práctica en una época en la Unión Soviética, en donde el aparato lanzado al espacio exterior cruzó la atmósfera de Venus respondiendo a la misión de ese momento, encontrándose con temperaturas capaces de fundir hierro, dicho dispositivo pudo resistir el acontecimiento.
Si entramos en el tema de los materiales con los que inician el proceso de construcción de una Nave espacial, entonces vamos a continuar el recorrido dándonos un paseo por las partes en las que incursiona una astronave, sus períodos estacionarios, los de arranque, despegue y sus etapas siguientes.
Por ejemplo, la mayoría de las Naves espaciales poseen partes como timones, escudos refractarios, alas, entre otros instrumentos y equipos que le permiten a la astronave transformarse en una ostentación aerodinámica de adaptación según la condición a la que se enfrenta en su desplazamiento o recorrido previsto.
Estos recursos son de vital importancia para varias acciones que debe ejecutar la Nave espacial en cada sección de su misión, por ejemplo en el despegue, la elevación, el recorrido, el descenso, frenado y aterrizaje.
Sin embargo, algunas funciones de ciertos modelos de las astronaves se hacen inútiles durante el recorrido en el espacio exterior por no tener contacto alguno con la tierra, sino por el estado de suspensión en el que se encuentran.
Despegue
Como hemos estado desglosando cada etapa del funcionamiento de una Nave espacial, entramos en el tema de los procesos mencionados anteriormente desde su posición estacionaria y de preparación antes del despegue, pero vamos a pasearnos por éste término y estudiar de qué se trata.
El despegue en el campo de la aeronáutica se trata de la separación de una astronave del suelo o de su soporte rígido, con sustitución de la reacción del suelo por fuerza aerodinámicas o aerostáticas para equilibrar el peso de la propia aeronave.
Una pista de despegue que cumpla con ciertos requerimientos de longitud es necesaria cuando se producen fuerzas como consecuencia de la velocidad de la Nave espacial, que tal situación se presenta cuando el aparato en cuestión genera la aceleración de forma oportuna, esto quiere decir que no todas las naves espaciales desarrollan una misma velocidad. Tal punto lo estaremos más adelante.
Para reducir dicha longitud a límites aceptables, se recurre a superficie alares deformables, que esto es alas con hipersustentadores o deflectores, o en caso extremo, a una aceleración violenta, dotando a la Nave espacial de pequeños cohetes.
Hipersustentador
Por hipersustentador se entiende una aleta aplicada en la parte anterior de las alas de un avión, respecto a la cual éstos pueden inclinarse por mando manual o automático, con el fin de obtener un aumento de sustentación en el ala. Esta operación es necesaria en ciertas fases del vuelo a baja velocidad
Frenado
En cuanto al frenado de una Nave espacial, esto quiere decir la disminución de la velocidad de las astronaves a su llegada a a Luna o a la Tierra. El período de frenado, previo al regreso a la Tierra, es uno de los más peligrosos y difíciles de resolver técnicamente, por las elevadísimas temperaturas que produce en los cascos de los vehículos espaciales el rozamiento con la atmósfera.
Suele resolverse mediante repetidos y ligeros contactos parciales y tangenciales con las capas más elevadas de la atmósfera que, actuando con otros tantos choques muy rápidos, van amortiguando la enorme velocidad espacial de llegada, efecto que se simultánea con los dispositivos retropropulsores, como se hace durante el acercamiento a la superficie lunar.
Superficie
En este término se habla en el campo relacionado con la geometría, y normalmente pensamos que una superficie es ese halo o contorno que rodea cualquier esfera celeste, alguna forma u objeto (creada por impacto, choque o fricción de la gravedad) que se mueve en el espacio exterior.
Referido el espacio a un sistema de coordenadas cartesianas (sobre el campo real o sobre el campo complejo), considerándose el lugar geométrico formado por todos los puntos cuyas coordenadas satisfacen la ecuación f(x,y,z)=0
Aterrizaje
En este proceso que comprende el funcionamiento por etapas de una Nave espacial, significa una maniobra que ejecuta el aparato y sus tripulantes para estacionar sobre el suelo. Se trata de un procedimiento que requiere de extrema atención por lo delicado que resulta y por los conflictos que se desprenden de la velocidad para bajar.
Las condiciones atmosféricas pueden representar una ulterior causa de dificultades.
El término velocidad se utiliza para intervalos de tiempo tendientes a 0, límite de la relación entre el espacio recorrido en un cierto intervalo de tiempo y la amplitud de mencionado intervalo. En términos astronómicos, se refiere a la velocidad necesaria que un cuerpo situado en un campo gravitatorio pueda ser puesto en una órbita parabólica.
Otro término que se pudiera desarrollar en este tema es la velocidad orbital, que es la correspondiente al movimiento en equilibrio se un cuerpo alrededor de un terminado centro de atracción. Equivale a aquella velocidad que, desarrollando una fuerza centrífuga de valor bien definido, equilibra exactamente la atracción ejercida sobre el cuerpo que gira en órbita.
Existen indefinidas velocidades orbitales, cada una correspondiente a una distancia precisa del cuerpo orbitante al centro de atracción. La velocidad orbital es dependiente de la masa del cuerpo orbitante, pero está definida por la distancia del centro de atracción, para la cual es única; es inversamente proporcional a la distancia del centro, o sea, más elevada a menores distancias y viceversa.
En cuanto a la velocidad galáctica, siete con nueve Km/s es la velocidad que deben mantener una vez que entran en órbita para evitar desplomarse o perder el control en la misión, o simplemente lograr mantenerse en forma circular. De presentarse la oportunidad de acrecentar dicha velocidad definida, las órbitas se transformará en elípticas.
En el caso la Nave espacial se encuentre a una distancia próxima del Planeta Tierra, su velocidad debe aumentar para mantener su órbita, de no suceder esto y descuidar por cualquier episodio impredecible por algún mal funcionamiento o imperfección, pudiera entonces la Nave espacial caer en las más altas capas de la atmósfera. (Ver artículo: Atmósfera y sus capas).
Explican los expertos relacionados con el tema de las velocidades que pueden llegar alcanzar las naves espaciales en las órbitas, que tal acción va a depender de la altura que tenga el aparato; mientras que la órbita que ejerce la Nave espacial se puede determinar según el ecuador terrestre.
Si la exploración en una oportunidad se refiere a los espacios cercanos a la órbita de la luna, en ese caso la velocidad de la nave espacial debe presentar un punto de equilibrio de atracción y la de dicho satélite, y según los números correspondientes a la velocidad son diez con nueve km/s. Esta velocidad previene a la Nave espacial de algún impacto o pasar de largo del punto que se tenía como llegada.
Considerando que la fuerza de gravedad del satélite es inferior a la del Planeta Tierra, las velocidades por la Nave espacial debe ser igual de bajas. (Ver artículo: Planeta Tierra).
Cuando el centro de comando de la estación espacial y los astronautas marcan la ruta para el viaje a cualquiera de los planetas o elementos cósmicos del espacio exterior, para el cumplimiento de misiones, son muchas las condiciones y factores que deben tomarse en cuenta para emprender el recorrido fijado y lograr un exitoso resultado.
En primer lugar los expertos estudian todos los planos y posibles acontecimientos a lo largo y ancho de la ruta marcada, como por ejemplo, los movimientos de los planetas o los objetos en cuestión, la atracción en cuanto la gravedad del sol, la distancia en la que se encuentra el punto de llegada, sus velocidades y los efectos de la propulsión de la Nave espacial en su recorrido.
Todo esto influye en el cálculo de las posibles trayectorias y velocidades de la astronave, lo que quiere decir que todo es causa y efecto, o lo que es lo mismo, todos los aspectos están conjugados, entre los objetos del universo a explorar, como las facultades y condiciones del aparato que incursiona en el espacio exterior, con tripulantes o con versión robotica.
Un dato curioso con respecto a las preferencias a la hora de escoger las misiones de los programas que tienen que ver con la exploración a objetos en el espacio exterior, es que los científicos y demás investigadores ponen de relieve la importancia de recorrer las atmósferas y órbitas de planetas interiores antes que seleccionar los planetas exteriores. (Ver artículo: Planetas inferiores o interiores.)
Explican que la causa principal de seleccionar en primer lugar las órbitas de os planetas más cercanos a la Tierra, o mejo dicho, en el sistema solar, es porque las naves espaciales utilizan de forma adecuada y con mayor fluidez el efecto de la fuerza de gravedad de El Sol. (Ver artículo: Gravedad de sol).
En cambio, la desventaja que muestran de permitir que un Nave espacial circunde las órbitas de los planetas exteriores o gaseosos es que una Nave espacial se vería en la obligación de lidiar con la repercusión sumado a la de dichos planetas.
Esto implica inconvenientes no predeterminados, gastos de combustibles que tampoco se tenían en las estimaciones y a su vez realizar otro tipo de cálculos, ecuaciones y programaciones para tratar de lograr éxito en la misión, y resguardar la vida inclusive de los tripulantes.
En todo caso, si se plantean los programas astronómicos un paseo por estos planetas exteriores, porque la misión así lo requiere para la continuación de las investigaciones pertinentes, la dirección será siempre hacia el este y aprovechan de os planetas gaseosos y sus alrededores la fuerza inercial que proporciona la Tierra con los movimientos de rotación. Ver artículo: (Movimientos del Planeta Tierra).
Fuerza
La fuerza es la causa capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme de un cuerpo o de producir deformaciones. La fuerza es una magnitud de carácter vectorial
Inercia
En cuanto a la inercia, según los principios de la mecánica, y en términos de aeronáutica relacionadas con el tema, se refiere a los vuelos con ausencia de efecto propulsor, cuya trayectoria se halla determinada por la acción de las fuerzas gravitatorias y por el impulso inicial del móvil.
Según algunas explicaciones aportadas por los expertos con relación a los viajes rumbo a los planetas interiores, se logran mejores condiciones cuando se programa el paseo cuando los planetas están en conjunción, es decir, en el caso de Venus, que se presenta la alineación entre la Tierra y el sol.
En cuanto a un programación a los planetas exteriores, la sugerencia hecha para garantizar un mejor funcionamiento de la Nave espacial y minimizar el gasto de combustibles es que, en este caso hablando de Mercurio, esperar que los planetas tomen cada uno su posición, lo que quiere decir es la parte posterior del según según la posición de Tierra.
Cuando tenemos el mente un tema y deseamos concretarlo, siempre como naturaleza del ser humano, buscamos la manera de conseguir todos los medios para materializarlo a como dé lugar con el fin de llevarnos el mérito y sentir la satisfacción de haber logrado lo que nos propusimos.
Esta carrera contra el tiempo y contra todo pronóstico se presenta no solamente en el ámbito personal, sino también a nivel grupal, colectivo, mundial global. Este caso se presenta también, en términos de niveles mundiales, en cuanto a los objetivos que pusieran tener Rusia y Estados Unidos por coronarse como los pioneros en temas de Astronomía.
En este aspecto relacionado con el universo y sus componentes, han buscado desde siempre estudiar sus aspectos más importantes como por ejemplo los avances, los descubrimientos, hallazgos importantes, novedades en cuanto a logros con Naves espaciales de última generación, la utilización de materiales que logren aminorar gastos, inversiones, etc.
Ambos países han querido desde siempre catalogarse como los mejores o los primeros en cualquier eventualidad; y para nombrar sólo algunos de sus logros individuales; por ejemplo en Rusia está el acontecimiento de su lanzamiento a órbita de la primera Nave espacial con un tripulante a bordo. La nave era una Vostok y el tripulante se llamó Yuri Gagarin.
Y para Estados Unidos, el acontecimiento que marcó pauta a nivel mundial y que robó cientos de centimetraje en periódicos de todo el planeta, horas en tranamición radial y televisiva, fue la salida de la Nave espacial hacia la Luna, donde el hombre puso poner un pie en el satélite y colocar inclusive una bandera de ese país.
En ese caso fueron tres tripulantes cuyos nombres fueron Neil Arsmtrong, junto a Edwin Aldrin y Michael Collin. Tal acontecimiento se planificó a raíz de la propuesta hecha por el presidente Joh Kennedy, con el firme propósito de marcar pauta y adelantarse a la USRR.
Ahora vamos a describir algunos de los modelos de la astronaves construidas y puestas en órbita por parte de Rusia, como por ejemplo podemos empezar por las Vosjod, Vostok y Soyuz. Las Vostok forman parte del primer grupo de naves tripuladas soviéticas, cuyo propósito de construcción fue la de recorrer la órbita de la Tierra.
El cohete que fungió como el lanzador de dicha nave recibía también el nombre de Vostok, y estaba compuesto por algunos escalones o etapas propulsadas con el empleo de queroseno y oxigeno líquido, sus características principales constaban de una cabina en forma de esfera en el que quedaba encerrado el tripulante con una serie de comandos e instrumentos. Disponía además de una salida de emergencia.
En el perímetro de la entrada, el tripulante tenía a opción de salir expulsado, según los cálculos estimados, a una altura de 7.000 metros, y descender a Tierra por un lado con el respectivo paracaídas y por otro cae la capsula. Entre los distintos modelos de estas naves espaciales rusas se tienen Vostok 1K, Vostok 2K y Vostok 3KA.
El segundo grupo de naves soviéticas tripuladas rusas recibían el nombre Voshod y con ellas iniciaron la puesta en órbita o la salida al espacio exterior de tripulantes de forma múltiple la fecha del 12 de octubre de 1964 según los programas destinados en esa época.
Los tripulantes en esra Nave espacial fueron dos cosmonautas acompañados de Komarov, el cosmonauta soviético que falleció en una misión, luego de que la Nave espacial presentara problemas y que aún cuando intentó salvar su vida el paracaídas también presentó fallas y murió al estrellarse la capsula.
El modelo número 2 de esta nave que fue lanzada al espacio en la fecha de marzo en 1965, quedó documentada como el primer envío a la órbita, o también llamado paseo espacial, con un sólo tripulante por un lapso de 23 minutos. El tripulante recibía el nombre de Leonov.
Seguidamente se tiene el modelo Soyuz, que según el idioma ruso significa unión y fue designada por lo soviéticos para bautizar el grupo número tres de astronaves con tripulantes, luego de los proyectos Vostok y Voshod.
Al Soyuz 1, tuvo como fecha de lanzamiento el 23 de abril de 1967; sin embargo, a esta Nave espacial le hicieron falta algunos paracaídas y luego de presentar algunos inconvenientes de acoplamiento y funcionamiento en ciertas partes de la cabina, el tripulante Komarov no pudo salir eyectado y cal impactar contra el suelo falleció.
Seguidamente estuvieron los Soyuz 2 sin tripulación y los Soyuz 3 teniendo como tripulante a Beregovol, que realizó un encuentro espacial con el Soyuz 2.
De importancia histórica fueron los vuelos de los Soyus 4 y 5 lanzado los días 14 y 15 de enero de 1969 y acopiados entre sí el día 16, formando la primera plataforma espacial; los cosmonautas Chrunow y Jelissejew salieron al espacio exterior, donde permanecieron durante una hora y media.
Son de gran valor las observaciones, perfeccionamientos y acoplamientos debidos a estas cosmonaves. El Soyuz 11, después de acoplarse con la estación espacial Salyut 1 y pasar a ésta sus tripulantes, había de terminar trágicamente, después de un perfecto aterrizaje, a causa de una descomprensión brusca de la cabina, que produjo la muerte a tres de sus tripulantes, Dobrovolski, kolkov y Patseyev.
Soyuz tuvo en su serie los últimos identificados con los números 21, 22 y 23. En cuanto al primero, que llevaba el número 21 tuvo como fecha de lanzamiento el año 1976, llevando como tripulante a los soviéticos Volinov y Zjolobov. Este equipo tuvo la permanencia en órbita por un lapso de 48 largos días.
Mientras tanto, número 22 fue lanzado en septiembre de 1976, contando con el apoyo y la cooperación de varios países del COMECON. Tuvo la tripulación compuesta por Aksinov y Birovsky, quienes permanecieron durante 8 días en el espacio exterior, cumpliendo la misión de esa oportunidad, grabando videos para recopilar material y fotografiando espacios.
El objetivo principal del vuelo se centró en obtener los registros de la superficie terrestre desde el espacio exterior con vistas al descubrimiento de recursos de valor económico .El número 23 fue lanzado en octubre de ese mismo año y como tripulantes fueron Zudoc y Rozdetvensky, logrando acoplarse con a estación Salyut 5.
Ahora bien, ya que hemos estudiado un poco de la historia referente a las Naves espaciales de vital importancia y en la que se vieron involucrados varios acontecimientos tanto positivos como negativos, entraremos al tema de las naves espaciales de los Estado Unidos.
Estados Unidos tuvo como bandera en el panorama astronómico tres grandes importantes Naves espaciales que llevaron el nombre de Gemini, Mercury y Apolo, siendo éste último, el proyecto que cumplía la misión o el objetivo señalado en mayo de 1961 por el presidente Kenedy de concretar el proyecto de llevar el hombre a la luna. (Ver artículo: Quiénes llegaron primero a la luna).
Este sueño tanto del presidente como de los astrónomos y de la población también, logró concertar los objetivos planteados con Apolo, sin embargo se presentó una nota bastante triste con el fallecimiento de tres tripulantes al momento de generarse un incendio en la cabina de esta Nave espacial en el año 76, pero posteriormente sí se llegó a feliz término con el lanzamiento de la Apolo 17.
Como preparación al lanzamiento de los vehículos de Apolo se efectuaron otras expediciones tripuladas, que fueron Mercury y Geminis, de exploración automáticas todas con la circunlavación de la luna.
Este proyecto se pudo realizar en varias etapas, con la idea de ir solucionando inconvenientes en las complejidades de las partes y el funcionamiento de la Nave espacial, que momentáneamente o de forma sucesiva iban siendo descartadas. Estas situaciones se presentaban por la premura y presión considerando el tiempo de ejecución y las demoras presentadas, que a su vez requerían la mayor de la seguridad.
Finalmente se optó por una solución, basada en el llamado encuentro lunar, logrado con el lanzamiento de cohete Saturno, de una astronave que una vez en órbita lunar, lanzaría otra nave más ligera de desembarco, que efectuaría el alunizaje y regresaría para volver a acoplarse con la astronave y retornar a la Tierra.
De esta forma nacieron las astronaves Apolo, de unas 45 tm de peso y constituidas por tres elementos: la cabina de mando, el módulo de servicio, con los motores; y el módulo lunar o de desembarco. Este conjunto recibía su impulso inicial de un cohete lanzador Saturno 5.
La segunda de las partes de que se componía el proyecto norteamericano concebido para colocar al hombre en la luna. Este proyecto se descomponía en los programas Mercury, Gemini y Apolo, La parte encomendada a los Gemini fueron ensayos se desarrolló satisfactoriamente, entre abril de 1964 y noviembre de 1966, para dar paso al programa Apolo.
Los primeros vuelos de Gemini fueron ensayos sin tripulación. Los restantes, a partir dle tercero, hasta los 12 de que se componía aquel programa, ya tripulados, permitieron efectuar diversas e interesantes maniobras y experiencias, acoplándose en órbita con los Agena y registrando las primeras salidas al espacio exterior de los astronautas norteamericanos.
Acoplamiento de rusos y estadounidenses
Apolo y Soyuz realizaron en 17 de julio de 1975 un viaje espacial conjunto con una tripulación de cinco astronautas. El objeto de esta unión soviético – estadounidense fue principalmente el acoplamiento orbital de ambas naves, la fotografía y el estudio de un eclipse artificial de sol ( el Apolo hizo de Luna, y el Soyuz de Tierra), y la realización de diversos experimentos relativos a la absorción de rayos ultravioletas en las capas altas de la atmósfera terrestre.
Los tripulantes norteamericanos fueron: T.P Stafford, comandante de la nave Apolo; V.D Brand, piloto; y D.K Slayton, piloto. Los soviéticos fueron A.A. Leonov, comandante de la Nave espacial Soyuz y V.N Kubasov, piloto.
En estos experimentos o proyectos que ambos países ponen en práctica se demuestra que la intención al final de los hechos se cumple a cabalidad, es decir, el centro de todo proyecto en el área de la astronomía es el de lograr el objetivo de concretar los paseos en órbita o las exploraciones para obtener las informaciones y detalles de la misión.
China y su Nave espacial
China y su Nave espacialChina en la parte de la Astronomía y logros tecnológicos relacionados con vuelos espaciales no se queda atrás, pues en el año 2003 pudo presentar al mundo su primera Nave espacial que recibía el nombre de Shenzhou, con la capacidad de albergar tripulantes para llevar al espacio exterior a los primeros cosmonautas chinos.
Durante las primeras pruebas, este programa lanzó sus proyectos sin tripulantes, con la intención de estudiar los episodios y distintos ambientes para perfeccionar el funcionamiento de la nave y garantizar luego los retornos de forma exitosa. Estas primeras pruebas se realizaron en el año 2002.
Para ello utilizaron como lanzador el cohete que llevó por nombre Larga Marcha 2F, utilizando los espacios del Centro espacial Jiuquan.
En el año 2005 un asteroide que cruzaba sus cielos fue nombrado 8256 Shenzhou como dando honor a esta nave espacial y su travesía.Esta Nave espacial tiene muchas características similares a las de Soyuz, pero con la distinción de que tiene un tamaño un poco más grande y con un espacio orbital con capacidad de vuelo autónomo.
Actualmente todos estos países que cuentan con capacidad de desarrollo en materia de tecnología relacionado con la astronomía, se mantienen en una constante búsqueda de novedosas ideas, materiales, herramientas y demás accesorios con la intención de perfeccionar sus proyectos relacionados con vuelos aeroespaciales que hagan alarde de la brillantes tanto de los programas, como de los científicos al frente de las misiones.
No tendrá fin la carrera por los primeros lugares, pues, cada país se traza metas tanto individuales como colectivas ,en función de destacarse mundialmente en las probabilidades y estadísticas en cuanto a inversiones y la mejor mano de obra con los profesionales que se encargan de pulir los detalles, las estructuras de los proyectos y apuntalar las misiones sin escatimar en esfuerzos.
