Para volar no necesitas alas

(wikipedia).
grabador Francois Pannemaker (1822-1900) de la edición del 31 de
julio de 1868 de la novela “De la Tierra a la Luna” de Julio Verne
El tren de proyectiles con destino a la Luna
Ilustración del dibujante Henri de Montaut (1830-1890) y del
Para volar no necesitas alas
Ricardo Pérez
Entre ficción y realidad
Es aventurado afirmar desde cuándo el cosmos nos provoca fascinación; tenemos a
los babilonios con sus calendarios lunares, a los griegos con las teorías del
universo, y también la invención del astrolabio, que aunque no se sabe ni quién ni
dónde se inventó, sí se sabe que fue perfeccionado por los árabes. Copérnico,
Kepler, Galileo, Newton, entre otros, estudiaron los cuerpos celestes; se inventó el
telescopio y se pudo ampliar nuestro horizonte más allá de la Tierra.
Kepler, además de sus contribuciones científicas escribió una novela titulada El
sueño, que se publicó hasta después de su muerte. En ella describe cómo a través
de un viaje onírico, producto de un conjuro, se llega a la Luna, un lugar habitado
por criaturas adaptadas a la vida lunar. Galileo también contribuyó a incrementar el
interés por el espacio al plasmar en un lenguaje poco técnico, en 1610, sus
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observaciones con el telescopio en un tratado titulado El mensajero sideral, donde
menciona que en la Luna existen irregularidades orográficas
similares a las de la
Tierra, por ello entre la gente comenzó a surgir la idea de vida extraterrestre. El
planeta Urano fue hallado por William Herschel en su búsqueda
de vida fuera de la
Tierra. También, a través de la ficción se han imaginado viajes espaciales y un
ejemplo de esto es la novela de Julio Verne titulada De la Tierra a la Luna que se
publicó en 1865. Verne relata cómo al fabricar un cañón gigante, se envía un
proyectil a la Luna, lo cual no es precisamente la forma en que hoy en día se
hacen los viajes espaciales.
El visionario
Konstantin E. Tsiolkovsky es considerado el pionero de la astronáutica, imaginó la
forma de realizar viajes espaciales y sus ideas no distan mucho de la forma actual
de realizarlos debido a que sus ideas fueron visionarias. Él fue quien propuso utilizar
cohetes multi etapas y la construcción de lo que ahora conocemos como estaciones
espaciales. Tsiolkovsky
nació en 1857 en una provincia de Rusia. A la edad de 16
años su padre lo envió a Moscú a estudiar con la esperanza de que ingresara a
una escuela técnica, y cada mes le enviaba de 10 a 15 rublos para su
manutención; pero Tsiolkovsky gastaba la mayor parte del dinero en libros y
sustancias químicas para experimentos. Debido a problemas auditivos, tuvo que
aprender ciencias por cuenta propia en la Biblioteca Nacional de Rusia bajo la guía
de Nikolai Fyodorov, un filósofo que tenía ideas futuristas sobre la colonización del
espacio;
estas ideas filosóficas
cosmismo.
Entre
las
forman
preocupaciones
parte del
de
los
movimiento
cosmistas
se
conocido
como
encontraba
la
sobrepoblación de la Tierra y planteaban como solución explorar y colonizar el
espacio.
Eran muchos los estudiantes que por diversas razones no podían asistir a
cursos regulares y formaban grupos informales de estudio, éstos fueron de mucha
utilidad para el surgimiento de nuevas ideas científicas y filosóficas en Rusia. En
1877 Tsiolkovsky regresó a su provincia para enseñar aritmética y geometría, luego
amplió sus cursos a la enseñanza de física y a temas más avanzados como la
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aerodinámica. Tsiolkovsky abogaba por combinar la enseñanza a nivel teórico con la
experimentación, así sus alumnos podían aprender aplicaciones prácticas de lo visto
en clase. Les mostraba algunos inventos y máquinas en su casa y continuamente se
le veía caminando con ellos explicándoles principios científicos de la naturaleza.
Como educador utilizó métodos poco convencionales, como el trabajo en grupo para
que los alumnos se enseñaran unos a otros según lo que más supiera cada cual.
El principio básico: conservación de momento
Las ideas de Tsiolkovsky fueron de avanzada. Por ejemplo en 1882 mandó un
manuscrito a la Sociedad Rusa de Física-Química, donde analizaba los efectos de la
gravedad sobre los seres humanos. En 1883, en su manuscrito titulado Espacio
Libre, analizó la dinámica de los cuerpos en el espacio, en ausencia de fuerzas
gravitacionales y sin la resistencia del aire. En este trabajo explicó que la única
manera de realizar viajes espaciales sería posible sólo si existía pérdida de masa
mediante la propulsión de partículas. Esto se debe a la conservación de momento.
Podríamos pensarlo del siguiente modo: si el lector estuviera en un trineo cargado
con costales de naranjas, sin perros que lo jalaran y sin poder empujarlo tampoco,
la única manera de lograr que avanzara, sería aventando naranjas en dirección
contraria a aquella en la que se desea avanzar. El momento es una cantidad que se
define como el producto de la masa de un objeto por su velocidad (mv). Antes de
aventar las naranjas, el momento de todo el sistema (trineo con naranjas, Mv=0) es
cero, porque está en reposo. Al comenzar a arrojar naranjas con cierta velocidad,
éstas adquieren momento (-mv)
hacia atrás. Para que se conserve el momento de
todo el sistema, el trineo debe avanzar y su momento será igual en magnitud y con
signo contrario (positivo, hacia adelante) al momento generado por el hecho de
aventar naranjas, de este modo la suma del momento, generado por arrojar
naranjas más el momento del trineo avanzando es cero; entonces el momento es
igual al inicial y existe conservación de momento. De igual forma sucede con un
cohete, al quemar el combustible expele muchas partículas con gran energía
producto de la combustión y el cohete se eleva.
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Dibujo hecho a mano por Konstantin E. Tsiolkovsky
Cohete de combustible líquido. En el diagrama de Tsiolkovsky, se muestran dos compartimentos, en
uno de ellos hay hidrógeno y en el otro oxígeno, ambos en estado líquido. La punta del cohete la
pensó para los tripulantes y debajo de la cabina se produce la mezcla y la combustión entre el
oxígeno e hidrógeno. Por el tubo se expele el producto de la combustión que impulsa al cohete.
Los cohetes son aerodinámicos
Una década después de publicar Espacio Libre, Tsiolkovsky comenzó a construir
túneles de viento en su laboratorio para probar los efectos de la resistencia del aire
sobre algunos objetos. Los túneles de viento consisten en cuartos cerrados donde
se pone a prueba la aerodinámica, desde una pelota de golf hasta un avión
cualquiera. Para ello se generan corrientes de aire lo más uniformes posibles. Con la
finalidad de analizar la trayectoria que sigue la corriente de aire, se marcan líneas
de corriente utilizando, por ejemplo, humo que seguirá la trayectoria del viento; al
encontrarse con algún objeto tratan de rodearlo.
Por el simple hecho de ir cortando el viento se genera una fuerza de arrastre
contraria a la dirección de desplazamiento, la cual se trata de reducir cambiando la
forma
del
objeto
para
gastar
menos
combustible
o
para
alcanzar
mayores
velocidades en un avión o algún otro vehículo. Tsiolkovsky estudió esto inicialmente
con placas planas, cilindros, esferas y publicó sus resultados en 1898 en la revista
rusa “Herald of Experimental Physics and Elementary Mathematics”.
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Dibujo hecho a mano por Konstantin E. Tsiolkovsky
Diagrama del dispositivo para los experimentos sobre la resistencia del aire
La publicación más importante de
Tsiolkovsky salió en 1903, se tituló Investigation
of World Spaces by Reactive Vehicles; en ella presentó la idea de utilizar cohetes
como medio para viajar al espacio, además expuso una fórmula para calcular la
trayectoria de un cohete considerándolo como un sistema de masa variable por ir
eyectando el producto de la combustión de los motores. En 1912, en una edición
posterior de este trabajo, amplió sus resultados proponiendo formas para que un
cohete venciera la resistencia del aire y al final de la misma edición compartió
algunas ideas sobre los viajes espaciales, haciendo mención sobre la posibilidad de
expandirse en el espacio para proveerse de recursos, con este fin planteó establecer
estaciones interestelares.
Tsiolkovsky fue un gran divulgador de la ciencia y de los avances tecnológicos
en Rusia. Escribió novelas de ciencia ficción, y confiesa que se inspiró con las
novelas de Julio Verne. En sus clases, en su trabajo científico, y en los panfletos
que escribió, propagó las ideas de los viajes espaciales e impulsó a nuevas
generaciones de ingenieros y físicos a que lograran avances en este campo.
Los cohetes despegan
El desarrollo más fuerte en el diseño y operación de los cohetes surgió desde antes
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del inicio de la segunda guerra mundial. Los alemanes, después de la primera
guerra se vieron limitados para producir artillería pesada por el tratado de Varsovia,
y pensaron en los cohetes como un medio para lanzar bombas a largas distancias
sin violar el tratado. A finales de la segunda guerra los alemanes lanzaron alrededor
de dos mil misiles contra los aliados, no eran muy precisos porque aún no se
inventaba un sistema de guiado y navegación para los cohetes; pero lograron captar
la atención de los Estados Unidos, que a finales de la segunda guerra se hicieron
de la planta donde se construían los cohetes bélicos alemanes y de varios
científicos en este campo. Los soviéticos también hicieron lo propio.
Durante la guerra fría entre los Estados Unidos y la Unión Soviética se inició
la carrera espacial. Se creó la NASA después de que los soviéticos enviaran el
primer satélite artificial, el Sputnik. En la carrera espacial los Estados Unidos
enviaron el primer satélite de comunicaciones, Echo I, y también mandaron al primer
ser humano a la Luna, cumpliendo la fantasía que muchos años atrás sólo era
ficción. Pero los soviéticos comenzaron a trabajar en lo que hoy conocemos como
estaciones espaciales para extender la presencia humana al espacio. Vladimir Titiv y
Musa Manarov fueron los primeros en pasar más de un año en la estación Mir.
Luego de esto los Estados Unidos comenzaron a trabajar en su propia estación
espacial. Al final colapsó la Unión Soviética y se pudo abrir una etapa de
cooperación entre ambos países para desarrollar la Estación Espacial Internacional.
Durante la carrera espacial el desarrollo de satélites de telecomunicaciones
que han servido como sistemas de navegación, transmisión de señales de radio,
televisión y comunicación móvil, cambiaron la dinámica del mundo entero. Ahora es
posible mantener un monitoreo constante de las condiciones climatológicas y
ampliar la búsqueda y manejo de recursos naturales. Por todo esto para cualquier
país sería deseable entrar en esta industria debido a los avances que conlleva, de
no hacerlo la brecha entre países punteros en esta área con los que aún no la han
impulsado,
irán
será cada vez mayor y los costos para un país sin este desarrollo se
incrementando.
La
vulnerabilidad
al
carecer
de
tecnología
propia
en
telecomunicaciones es un tema alarmante que debe ser considerado con toda
seriedad.
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Bibliografía
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Science Fiction Encyclopedia: www.sf-encyclopedia.com
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