Los vehículos espaciales, son las maquinas establecidas para realizar expediciones fuera de la atmósfera del planeta tierra, su diseño varía según el propósito del viaje, así como también su tipo, ya que estos se presentan como los cohetes, naves tripuladas y naves no tripuladas. Te invitamos a indagar un poco más sobre este emocionante tema.
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Cohetes espaciales
El cohete, es un vehículo espacial que utiliza motor de combustión que es aquel que tiene una reacción química inmediata del combustible, el cual libera una energía interna que se manifiesta en el exterior en forma de calor, al momento del encendido se genera una energía cinética que ayuda a la propagación de los gases del tubo propulsor.
El cohete se utiliza mayoritariamente como transporte de dispositivos como satélites, sondas espaciales, laboratorios, telescopios, cámaras espaciales, entre otros elementos, fuera del espacio terrestre.
El funcionamiento de un cohete está establecida por una estructura o caparazón que protege los tanques de combustible, el motor de propulsión a reacción y la carga útil que son los sistemas mecánicos y automáticos que hace posible que el cohete pueda despegar, la carga útil también se refiere a los elementos adicionales por la que se generó la misión, como por ejemplo el envió de un satélite o la sonda espacial que se colocará en órbita tras su lanzamiento.
Historia del cohete
Las primeras noticias que se tienen de los cohetes es que provienen de la China desde el año de 1232, con la invención de la pólvora. Los cohetes eran unas flechas de fuego voladoras y se utilizaron como armas bélicas.
Los cohetes fueron llevados al continente Europeo por los Árabes, en los siglos XV y XVI, también se utilizaron como armas bélicas incendiarias, posteriormente con la inclusión de la artillería en donde se lanzaban proyectiles a largas distancias las flechas desaparecieron por un periodo, sin embargo volvieron a resurgir con las Guerras Napoleónicas bajo el liderazgo de Napoleón Bonaparte, igualmente resurgieron en España en 1810, en la guerra Carlista en 1833 a 1840 y durante la guerra de Marruecos en 1860.
Para últimos años del siglo XIX y los primeros años del siglo XX, hubo un nuevo resurgimiento por las bondades que presentaban los cohetes y es así como unos científicos innovaron con la idea de construir el cohete como un impulsor de vehículos espaciales tripulados.
El ingeniero y físico Robert Hutchings Goddard fue el líder del primer vuelo de un cohete, el cual se desplazaba con una mezcla de combustible de la gasolina y oxígeno, el 16 de marzo de 1926 en Massachusetts – Estados Unidos.
A lo largo de la historia se han generados un sinfín de vuelos al espacio, entre los que podemos destacar:
- El cohete V2, desarrollado por los alemanes en la Segunda Guerra Mundial.
- El cohete R7, desarrollados por los Soviéticos para el programa espacial, fue el utilizados para el lanzamiento del Sputnik.
- Los cohetes Estado Unidenses: Astrobee, Vanguard, Redstone, Atlas, Agena, Thor-Agena, Atlas-Centauro, la serie Delta, Los Titanes y Saturno éste último fue el que impulso el programa Apolo.
- Japón, China, México, Argentina, Brasil y la India, también han estado en los proyectos de envío de satélites a través de cohetes.
Tipos de Cohetes
Existen dos tipos y fases de cohetes según el combustible que utilizan, los cuales se mencionan a continuación:
Tipos:
- El de combustible líquido: Que tiene el mecanismo propelente que expulsa el combustible con el oxidante almacenado en contenedores por la parte exterior de la cámara de combustión.
- El de combustible sólido: Se caracteriza por que el propelente y el oxidante están mezclados en los contenedores de combustión en estado sólido.
Fases
- Los de una sola fase: Son los de diseño tipo monolítico y compacto.
- Multi-fase: Son aquellos que al despegar entran en ignición de manera secuencial y se van separando en la medida que el combustible se va agotando, este tipo de cohete tiene mayor capacidad de carga y por lo tanto mayor potencia.
Aplicaciones del cohete
Los vehículos espaciales como los cohetes tienen dos tipos de aplicaciones, las cuales vamos a indicarlas a continuación:
Campo Militar
- Los cohetes, tienen la facultad viajar por grandes distancia a velocidades supersónicas ya tiene una aceleración de manera inmediata. El parámetro de acción y la trayectoria puede ser controlada.
- Es utilizado para trasladar explosivos habituales o nucleares, a través de misiles los cuales también pueden recorrer miles de kilómetros.
- Los cohetes más pequeños son utilizados directamente por los soldados, a través de superficies fijas o con vehículos en movimientos.
Campo Civil
- Estos vehículos espaciales, son sumamente importantes para el lanzamiento de elementos al espacio exterior como por ejemplo: satélites, componentes para la construcción de laboratorios, telescopios, cámaras, entre otros. Sin los cohetes no pudiera haber tanto avance en el área de la astronomía, ya que este es hasta los momentos el único vehículo que puede realizar esta actividad.
- Un aporte de estos vehículos espaciales, es que ellos son objetos de estudios de la microgravedad o la mínima lectura que puede haber por la falta de gravedad, ya que estudios han revelado la ingravidez no se ubica en el valor cero (0), por lo que el cohete esta siendo sometido a un estudio del recorrido de balística fuera del espacio terrestre, donde no se presenta el fenómeno de la fuerza de rozamiento del aire.
- Aunque es indudable que la contribución de este vehículo espacial para la ciencia en el pasado, en el presente y en el futuro, se le considera ineficaz en su desempeño, ya que la masa utilizada por el cohete siempre será mayor a lo que trasladará o transportará, ejemplo: un cohete tiene un peso de 750 toneladas de este peso alrededor de 20 toneladas será para la gasolina y el resto es fuselaje, maquinaria y los elementos a transportar.
- Otro aporte del cohete esta en los estudios sobre el comportamiento de las nubes, los rayos, el viento, entre otros elementos, estos cohetes son de aproximadamente de 3 a 5 metros de altura.
- La utilización de la tecnología básica del cohete, es la que permite el impulso de los elementos para poder observar los espectáculos pirotécnicos que tanto agrada observar al ser humano.
Desde el año 2011, se ha visto disminuida los vuelos tripulados en la órbita terrestre y se han incrementado los vuelos no tripulados, esto se debe entre otras consideraciones a los efectos perjudiciales que tiene el ser humano cada vez que sale de la atmósfera terrestre y que las exigencias de las investigaciones realizadas en el espacio son cada vez más lejanas en cuanto a tiempo y espacio recorrido.
Esta comprobado que la tecnología a ayudado al auge de los vehículos espaciales no tripulados, debido a los aportes logrados con las sondas automatizadas dirigidas desde el planeta Tierra y las cuales han llegado a colocarse por ejemplo en los espacios del planeta Marte, con el humano estas acciones no se han podido realizar hasta los momentos.
Adicionalmente los rendimientos logrados con las expediciones no tripuladas han resultado de mayor provecho científico con respecto a las expediciones tripuladas por humanos, sin embargo esto no desmejora la opinión de que es importante el factor humano en estas actividades.
Se tiene establecido que desde el primer lanzamiento al espacio en los años 60, se han lanzado más de cien sondas o satélites artificiales no tripuladas a Vía Láctea que es la galaxia donde se ubica el sistema solar y todos sus planetas incluyendo a la Tierra, a través de los cuales se han realizado números estudios sobre la composición, características, densidad, entre otros elementos del: sol, los planetas, los anillos de los planetas, sus lunas, entre otros muchos estudios.
Beneficios de las naves no tripuladas
Uno de los beneficios de estos vehículos espaciales no tripulados, es que a través de sus robots y de los programas computarizados, establecidos por un ser humano desde la Tierra, se tiene la posibilidad de iniciar los estudios antes de que pueda llegar el ser humano, logrando con esto la minimización de los riesgos que el humano puedan presentar, ya que se sabe de antemano que es lo que se va a encontrar.
La relación de precio/calidad de la inversión de los planes de exploración en el universo, se considera como de extraordinaria, ya que la cantidad y calidad de los datos obtenidos, evaluados y analizados, con el costo de la misión es bastante reducida.
Aunque muchos de esos vehículos espaciales no tripulados, se enfrenten a climas inhóspitos en el cual las temperaturas son extremadamente bajas o extremadamente altas, la radiación, etc., y puedan resultar con daños en la expedición, aún así esta el beneficio de la información y los datos suministrados los cuales son numerosos y sumamente valiosos.
Objetivo de las naves no tripuladas
Las naves no tripuladas además de proporcionar beneficios en materia de investigación de una manera más segura para el ser humano, también cumplen con los siguientes objetivos:
- Observar el comportamiento de la tierra: Los datos arrojados con las naves no tripuladas como satélite, ondas espaciales, permiten un estudio del comportamiento meteorológico manera inmediata, así como también permite al ámbito militar establecer puntos de controles en la tierra.
- Observar el Sistema Solar: Permiten detectar el comportamiento del Sol, así como las longitudes de los rayos X y los rayos ultra violeta, los cuales no pueden ser analizados desde la tierra, ya que la capa de la atmósfera no los deja penetrar. Toman muestras del entorno del Sistema Solar: Como las materias de los cuerpos celestes, el viento solar y las radiaciones.
- Capacidad de viajar: Se ubican las naves no tripuladas a miles de millones de kilómetros, captando las imágenes de los ambientes de otros planetas.
Son muchas las naves no tripuladas que han salido al espacio, a continuación se señalan una muestra de los vehículos espaciales que ha salido de la atmósfera terrestre a través de la historia, hasta los actuales momentos:
- La sonda soviética Luna 2 en el año en 1959.
- Venus en 1965.
- Marte en 1971.
- Luna en 1966.
- Pioneer 10, la primera sonda que investigó los planetas exteriores del sistema solar y ejecutó vuelo sobre Júpiter en 1973.
- Pioneer 11 la primera sonda que visitó Saturno, en 1979.
- Voyager 1 y Voyager 2 visitaron Júpiter y Saturno entre los años 1979 y 1981. Estas sondas están en la actualidad más allá de la órbita de Plutón y se espera que atraviesen la heliopausa que es limite fronterizo del Sistema Solar en los próximos años.
- New Horizons , viajó a Plutón en julio de 2015.
- Venus Express, se encuenta orbitando el planeta Venus.
- Soho, se encuentra analizando los componentes del Sol, fue lanzado en 1995 se esperaba que sus actividades fueran por dos años han pasado 25 años y aun sigue enviando información para estudiar el Sol desde su núcleo profundo de la corona exterior y el viento solar
Las naves espaciales tripuladas, son aquellos vehículos espaciales que requieren del ser humano para que efectué el proceso de tránsito o desplazamiento al espacio.
Los primeros viajes al espacio fueron realizados con animales, específicamente con perros, sin embargo el primer vehículo espacial tripulado por humanos fue realizado el 12 de abril de 1961 con la nave espacial Vostok 1, tripulada por el cosmonauta termino usado por los Rusos para denominar a los astronautas, Yuri Gagarin, el cual realizó una órbita alrededor de la Tierra
La primera mujer en ir al espacio con un vehículo espacial tripulado fue Valentina Tereshkova con la nave Vostok 6, el 16 de junio de 1963 , Gemini 11 fue la primera nave tripulada en alcanzar una altitud de 1.364 km., en el año de 1966.
Las misiones con vehículos espaciales que han viajado más allá de la órbita terrestre, fueron las naves tripuladas del proyecto Apolo 8 tripulada por John Glenn, el 20 de julio de 1969. El Apolo 11 con sus tripulantes Armstrong, Collins y Aldrin, siendo ésta la primera nave espacial en tocar una superficie diferente a la terrestre. El programa Apolo con sus vehículos espaciales tripulados lograron 6 alunizajes exitosos.
Los vuelos tripulados actualmente son reutilizables, son lanzados al espacio como un cohete y como tienen alas pueden aterrizar como un avión. El combustible de estos cohetes esta compuesto 700 toneladas de hidrógenos y oxígeno líquido. En esta categoría se encuentran la flota de los transbordadores espaciales como por ejemplo: el Atlantis y el Discovery.
También se cuenta los vehículos espaciales de satélites tripulados, cuyo objetivo es servir como laboratorio espacial, en los cuales los astronautas tienen largas estadías, como por ejemplo el Skylab lanzado en el año 1973 por Estados Unidos, por su parte la antigua Unión Soviética lanzó los satélites tripulados Soyuz, Sallyut y Mir, igualmente la Estación Espacial Internacional el cual es una esfuerzo de la cooperación entre Rusia y la NASA colocó en el espacio los módulos Zarya y Unity.
Son muchas las naves tripuladas que han salido al espacio, a continuación se señala una muestra de los vehículos espaciales tripulados a través de la historia de los viajes espaciales:
- Vostok, vehículo que colocó al primer cosmonauta Yuri Gagarin, en el espacio.
- Mercury, primera nave en orbitar la tierra por parte de la NASA.
- Vosjod, nave con la que se realizó la primera caminata espacial.
- Gemini, nave con la que se realizó el primer acoplamiento de dos vehículos espaciales en la órbita terrestre.
- Soyuz, que voló por primera vez en 1967 y aún está operativa.
- Los Módulos de mando del Proyecto Apolo, con el que se llegó a la Luna.
- Los Transbordadores Espaciales de la Nasa: Atlantis, Challenter (destruido cuando iniciaba el proceso de salida a la órbita terrestre) Columbia (destruido en el proceso de entrada a la atmósfera terrestre), Discovery, Endeavour, Enteprise, Pathfinder.
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