Transcripción

Los desafíos del viaje a la Luna. Del Sputnik al Enterprise: luces y
sombras del viaje espacial
¿Cuál es el problema que plantea el viaje a la Luna?
Y cómo eso, después veremos trozos de películas, cómo se ha tratado este tema y
normalmente mal.
¿De acuerdo?
¿Cuál es el problema grave que presenta un viaje a la Luna?
El problema es este.
La distancia no es que sea excepcional, recuerde que el diámetro de la Tierra es del orden de
12.000 km.
Esto es un poco más, pero como distancia tampoco es que sea algo insalvable.
Por lo tanto la cuestión es, no solo los 385.000 km que hay sino que estos 385.000 km
mayoritariamente tienen lugar en el vacío, donde no hay aire, donde no hay nada.
Y por lo tanto va bien imaginarse un mecanismo que funcionara en el vacío, donde no hay aire.
Por lo tanto, la mayor parte de vuelos que nosotros estamos acostumbrados a pensar, desde
aviones, globos, helicópteros...
Todos ellos utilizan la existencia de aire en la atmósfera para impulsarse.
Un helicóptero, por ejemplo, ¿cómo se eleva?
Con las hélices, lo que hace básicamente estirar aire hacia abajo y eso le da una cierta
sustentación.
En el caso de un avión, utilizando aerodinámica y velocidad puedes conseguir una presión
sobre las alas, una presión inferior, que equilibre el peso de la estructura.
Y por lo tanto siempre utilizas este tipo de fenómenos que se basan en la existencia de una
atmósfera por la que ir.
De hecho, si miráis aquí, nosotros estamos más o menos por aquí.
Si veis esta fina línea azulada que se ve, esto es el grosor de la atmósfera terrestre.
Comparada con las dimensiones del planeta, esto es del orden de 100 km aproximadamente.
Donde hay una cantidad de aire apreciable.
Es del orden de 100 km de los385.000 que debemos recorrer.
Por lo tanto significa que quizás consigues levantar un aparato a la atmósfera, pero el problema
es: ¿garantizas que esto funcionará más allá?
Por lo tanto hay una serie de ejemplos de la ficción que utilizaban globos, utilizaban
helicópteros...
Utilizan de todo para ir a la Luna que no funcionarían.
Hasta que la gente empezó a preguntarse cómo hacérselo para ir a la Luna.
El tema de este problema de ir a la Luna ha suscitado toda una serie de debates y discusiones
bastante encendidas.
Un señor que se llamaba Bickerton, que era neozelandés, allá en los años 20, del siglo pasado,
es decir, hace menos de 100 años, llegó a la conclusión de que el viaje a la Luna era imposible.
Y ahora os hago la siguiente reflexión.
Vamos a leer cuatro ideas del argumento que hacía Bickerton para justificar por qué no
llegaríamos a la Luna.
Y como mínimo los de segundo de bachillerato deberían estar dispuestos a responder por qué
este argumento no se aguanta del todo.
Él dice así.
Primero empieza criticando de mala manera.
Y dice: la velocidad para que un proyectil escape completamente de la gravedad terrestre es de
11,2 km/s.
De momento vamos bien.
Entonces dice: vamos a pasar esta velocidad a energía cinética.
Tú coges y multiplicas un medio de m (masa) por v (velocidad) al cuadrado.
Coges esta velocidad y dices: cojo un gramo de material, imaginemos que mi cohete solo tiene
un gramo.
Y quiero saber qué energía tendría este gramo de material yendo a esa velocidad.
Si hacéis el cálculo esto da15.000 calorías.
Y él dice: si yo ahora cojo nitroglicerina, que era el explosivo más violento conocido en la época
y lo hago detonar, un gramo de nitroglicerina para ver cuánta energía libera en su explosión.
Esto da 1.500 calorías.
Por lo tanto, tenemos un problema, porque con un solo gramo de nitroglicerina aunque no
transportáramos nada generaríamos con su explosión menos energía de la necesaria para que
el objeto escapara de la tracción gravitatoria terrestre.
¿Se entiende el argumento?
Por lo tanto él dice que esto no funciona.
Pero ¿por qué no funciona esto?
Este señor comete dos errores graves.
Por lo tanto, es hora de recuperar esta frase mítica, ¿de acuerdo?
Porque hay dos errores fundamentales en el argumento que plantea el señor Bickerton.
Uno de ellos, conocemos hoy en día sustancias con más poder explosivo que la nitroglicerina.
Pero el problema grave que comete Bickerton es que malinterpreta la idea de velocidad de
escape.
Es decir, tú efectivamente para tirar algo y que escape le tienes que dar 11,2 km/s.
Pero hay otras maneras de hacerlo.
Si habéis visto imágenes de lanzamientos espaciales, por ejemplo el transbordador espacial
que hasta hace poco estaba todavía operativo.
Cuando hacen lo de la cuenta atrás y dicen cero, para suerte de la tripulación la nave no sale
disparada a 40.000 km/h sino que hay esa humareda, la nave todavía está en su sitio,
empieza a elevarse poco a poco.
Y de hecho cuando pasa casi un minuto des de el inicio del lanzamiento, la nave ha ido
acelerando y gana una velocidad de 1 km/s.
Ha pasado un minuto.
De hecho se necesitan aproximadamente 9 minutos para alcanzar la velocidad de escape.
Y por eso si miráis el diseño de una nave espacial tenéis que estos tres tanques que es la
mayor parte de la masa de toda la estructura van llenos de combustible para garantizar que
continuamente vamos quemando material, y por lo tanto, vamos acelerando la nave.
Hasta alcanzar la velocidad necesaria.
Si no, no podremos levantarnos a velocidad suficiente.
Otro detalle importante es este numerito de aquí.
Si hacéis los cálculos de qué aceleración se sufre dentro de la nave veréis que si en el orden
de 9 minutos logras velocidad de escape, la aceleración promedio que has sufrido dentro, en el
interior, es del orden de tres veces la gravedad terrestre.
¿Esto qué quiere decir?
Que si te sitúas sobre una báscula en el momento del lanzamiento tú verías que tu peso se ha
triplicado.
Si tú pesas 50 kg verías que marca 150 kg.
Si pesas 70 kg verás que pesa 210 kg, etc.
¿Y eso por qué?
Pues porque básicamente una aceleración y una gravedad son conceptos muy ligados como
se ve en determinadas áreas de la física.