| Año 3 • No. 99 • abril 28 de 2003 | Xalapa • Veracruz • México |
Publicación
Semanal |
| ¿Cómo
llegar al cosmos? Alfredo Magaña Jattar (Facultad de Física) |
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Uno
de los avances más notables en el desarrollo de la teoría
de los viajes espaciales fue la publicación de la novela
De la Tierra a la Luna, del autor que hoy es considerado
padre de la ficción científica, Julio Verne, ya que
en ella se hace énfasis en la idea de que alcanzar el cosmos
es sólo una cuestión de velocidad. En la obra, el novelista propuso, a través de una agrupación de artilleros retirados denomidada gun club, que para alcanzar la velocidad mínima para vencer la fuerza de gravedad terrestre (11.2 kilómetros por segundo) debía construirse un inmenso cañón que funcionaría como impulsor de una bala modificada para llevar tripulantes. A pesar de su éxito al calcular con precisión la velocidad que habría de tener el proyectil, las cosas empezaron a andar mal desde que planteó un cañón como medio acelerador (cabe aclarar que es normal que Verne pensara en un cañón, ya que constituía la máxima tecnología militar disponible en su época). Veamos algunos detalles. La cápsula donde viajaría la tripulación debía tener 2.80 metros de diámetro por el supuesto erróneo de que un novedoso telescopio podría seguir su trayectoria hasta la Luna. Debía ser ojival y hueca, con un espesor de sus paredes de 30 centímetros. Dadas sus dimensiones se requería un basilisco colosal. De forma totalmente arbitraria fijó su longitud en 280 metros (cálculos modernos sobre dicho artefacto estiman una longitud mínima de 900 metros). Para funcionar, debía ser cargado con 180 toneladas de combustible denominado algodón pólvora, el cual ocuparía 60 metros de su longitud total. |
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 Julio Verne. |
Con
esto, el presidente del gun club buscaba obtener una velocidad de
salida de 16 kilómetros por segundo, ya que esperaba perder
la diferencia por la resistencia del aire. Más adelante en
la novela se sugiere que la resistencia del aire no constituiría
ningún problema, pues el proyectil atravesaría la
atmósfera en pocos segundos dada su gran velocidad. |
 Konstantín Eduardovich. |
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A
decir verdad, cuando se usa un cañón de tamaño
normal, en su interior se generan temperaturas de varios miles de
grados debido a los gases altamente calientes de la combustión
de algunos kilos de pólvora. Sin embargo, el arma no sufre
daños debido a que los gases están en contacto con
sus paredes por fracciones de segundo. En el impulsor mencionado
en la novela, 180 toneladas de algodón pólvora habrían
derretido enteramente sus paredes. Suponiendo que tal efecto no
ocurriera, los gases de la combustión se habrían confinado
al espacio entre la base del cañón y la base de la
cápsula ejerciendo una fuerza descomunal que trataría
de expulsar la bala. Por el extremo opuesto se encontraría
un cilindro de aire que al verse bruscamente comprimido por un objeto
que viajara a velocidad supersónica, generaría otra
fuerza de intensidad semejante pero en dirección contraria.
En suma, la cápsula, soportando elevadísimas temperaturas,
se vería oprimida por dos enormes fuerzas antagónicas
que la habrían reducido –suponiendo de nuevo que no
explotara el cañón y que no se fundiera el proyectil–
a una lámina tan delgada como una hoja de papel. ¿Y
qué decir de los tripulantes? Aun si la bala modificada hubiera resistido las fuerzas de compresión, los tripulantes habrían tenido que soportar una aceleración mayor a 59 mil 360 gravedades terrestres (los cosmonautas modernos soportan apenas entre tres y cinco gravedades terrestres). En otras palabras, su peso corporal se habría multiplicado por el mismo factor. Pero en la realidad, el vehículo nunca habría podido desarrollar tal velocidad y, por consecuencia, tampoco dicha aceleración. Sucede que la resistencia del aire que tanto despreció Verne habría hecho caer la cápsula apenas a unos 30 metros de la boca del cañón. Hoy está claro que no es posible llegar al cosmos usando un vehículo con las características del supercañón descrito. La gravedad y la resistencia del aire resultan ser fuerzas implacables que deben encarase de otra manera. Entonces ¿qué se puede hacer al respecto? Para subir al cosmos se necesita un aparato que pueda desarrollar gran potencia acelerarando moderadamente, a fin de que los humanos en su interior puedan soportar las fuerzas generadas. La fase más importante en la aceleración del vehículo debe activarse una vez transpuestos los 30 mil metros de altura, ya que allí la atmósfera carece casi por completo de aire y por ende su resistencia es nula; en adelante, la nave sólo enfrentaría la fuerza de gravedad. También, debe ser relativamente barato y factible de construir. El vehículo del que hablamos no tardó mucho en ser propuesto y estudiado. Entre 1880 y 1910, Konstantín Eduardovich Tsiolkovski, científico e inventor ruso, desarrolló los fundamentos teóricos del cohete como nave cósmica. En sus libros Sueños de la Tierra y el cielo y Un cohete en el espacio cósmico anticipó la existencia de satélites artificiales; habló sobre los trajes espaciales que habrían de usar los cosmonautas en sus misiones e incluso pronosticó la existencia de estaciones espaciales permanentes, y abrió el camino a la materialización de la tecnología necesaria para llegar al cosmos cuando explicó el fundamento del cohete de etapas múltiples y los combustibles que habría de usar. (svezda@hotmail.com) |
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