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23 de octubre de 2018
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Exploración espacial
Foto: NASA

Exploración espacial

Miguel Ángel Herrera

Es muy probable que el siglo XX sea recordado en la historia como "el siglo en que el hombre se lanzó a la conquista del espacio". Aunque sin duda hubo otros logros enormes —los antibióticos, la Teoría de la relatividad, el desciframiento del genoma humano, el descubrimiento de la expansión del universo y Asterix— creo que el atractivo un poco mágico del espacio hará que la aventura espacial sea considerada como el mayor de todos. Por ejemplo, cuando la asociación internacional para la mujer del año, establecida en 1955, decidió crear —y otorgar— un premio especial para "la mujer del siglo", la vencedora, tras largas y sesudas deliberaciones, fue Valentina Tereshkova, la primera mujer en salir al espacio.

Aunque todo empezó en el lejano oriente, en China, hace más de 2000 años, con el invento de los cohetes de pólvora, fue hasta fi nes del siglo XIX cuando el visionario Konstantin Tsiolkovsky, un maestro rural ruso, sordo y autodidacta, empezó a analizar las necesidades del vuelo espacial desde un punto de vista científi co. Llegó a la conclusión de que la única manera de viajar a través del espacio es por medio de cohetes, llevó a cabo los primeros cálculos matemáticos de la cantidad de combustible y potencia de motores requeridos para liberar a un objeto de la atracción gravitatoria de la Tierra, e incluso sugirió la construcción de estaciones espaciales donde los seres humanos pudieran habitar durante períodos prolongados de tiempo. Así dejó sembradas prácticamente todas las ideas que más tarde fl orecieron hasta convertirse en realidades. Por algo a Tsiolkovsky se le considera "El padre de la astronáutica", aunque hay que reconocer que fue un padre más teórico que práctico, a pesar de que hizo varios experimentos y mediciones.

Los pioneros

El pionero práctico del cohete fue Robert Goddard, un ingeniero estadounidense que empezó a construir cohetes y a probar combustibles a principios del siglo XX. Su primer cohete de combustible líquido, probado en la granja de su tía en 1926, se elevó hasta una altura de 12 metros y cayó a 56 metros del punto de lanzamiento. No era como para impresionar a nadie, pero sólo 43 años más tarde un tataranieto de ese cohete llevó seres humanos a la Luna.

¿Por qué tenemos que ir al espacio en un cohete? ¿Por qué no hacerlo en un avión, que es un aparato más conocido? Un avión no puede volar en el espacio, y no puede hacerlo porque en el espacio no hay aire (de hecho, prácticamente no hay nada: el espacio interplanetario está casi vacío, un centímetro cúbico contiene apenas unos cuantos átomos). Los aviones necesitan del aire para volar por dos razones: una, porque el aire es quien los sostiene; sin él no podrían elevarse, y dos, porque toman del aire el oxígeno que necesitan para quemar su combustible (lo mismo hace un automó- vil, toma un poco de aire de su derredor, lo mezcla con gasolina pulverizada en el carburador y hace saltar una chispa en la mezcla para que la mezcla estalle, proporcionándole así la energía que necesita para moverse). Los cohetes, en cambio, tienen dos tanques: uno, con el combustible, y otro con el oxígeno necesario para quemar dicho combustible. Por eso pueden impulsarse en el vacío, porque no tienen que estar rodeados de aire para volar.

Por desgracia, las razones que inicialmente despertaron el interés por construir cohetes a gran escala no estuvieron relacionadas en lo más mínimo con la investigación científi ca y menos con la exploración del espacio. Fueron esencialmente militares. En Alemania se había formado desde 1927 una asociación llamada Sociedad Alemana del Cohete, con fi nes puramente científi cos, pero Hitler, viendo sus posibilidades militares, le había dado apoyo económico al proyecto y lo había trasladado a Peenemünde, en la costa del mar Báltico, en 1937, para que prosiguiera sus investigaciones bajo supervisión gubernamental. En particular, le interesaba usar los cohetes para transportar bombas a grandes distancias y hacerlas caer sobre el enemigo. En 1944, cuando los alemanes empezaron a sentirse acorralados, salió de Peenemünde la primera "arma de la venganza" (Vergel tungswaffe, en alemán), que se hizo famosa como "la V1". No era propiamente un cohete, sino un avioncito sin piloto, pues llevaba combustible pero no oxígeno. Eso sí, cargaba una tonelada de explosivos. Pero tenía un defecto: el ruido que hacía se escuchaba desde muy lejos, y eso le daba tiempo a las presuntas víctimas de buscar refugio. Como el propósito de toda arma que se respete es provocar el mayor daño posible, la V1 fue rápidamente sustituida por un arma más mortífera: la V2, ésta sí, un verdadero cohete (un misil, como diríamos hoy). Pesaba 13 toneladas, medía 14 metros de longitud y, aunque también transportaba una tonelada de explosivos, tenía la ventaja de que subía mucho más alto; tanto, de hecho, que llegaba a la estratósfera, donde ya casi no hay nada de aire. Como en el vacío el sonido no se propaga, el ruido del misil se escuchaba solamente cuando ya era demasiado tarde para refugiarse, los muertos eran más, y el arma, en principio, fue un éxito, aunque no evitó la derrota alemana por parte de los aliados. Sin embargo, las investigaciones alemanas no se perdieron.

Los expertos

Al fi n de la guerra, los expertos alemanes en cohetería fueron capturados por los vencedores —en particular, por la Unión Soviética y los Estados Unidos— e invitados a colaborar con ellos en sus planes militares. Tal vez el más célebre de estos constructores de cohetes sea Wernher von Braun, quien se entregó a los estadounidenses y terminó por convertirse en el alma de su programa de cohetería. A pesar de ello, fue la Unión Soviética quien primero logró poner en órbita un satélite artifi cial de la Tierra. Aunque su intención había sido lanzarlo el día del centésimo aniversario del nacimiento de Tsiolkovsky, como homenaje al ilustre pionero de la exploración espacial, se retrasaron un mes, y no fue hasta el 4 de octubre de 1957 que el Sputnik 1 asombró al mundo emitiendo sus "bip bip" desde 900 kilómetros de altura (Sputnik signifi ca simplemente "satélite", en ruso). Era una esfera metálica de 58 centímetros de diámetro y 83.5 kilogramos de peso que daba una vuelta completa a la Tierra en poco más de 95 minutos. Para los Estados Unidos el golpe fue tremendo, pues habían hecho pública su intención de poner un satélite en órbita entre el 1˚ de julio de 1957 y el 31 de diciembre de 1958, como parte del Año Geofísico Internacional, confi ando en que se hallaban muy por delante de la Unión Soviética en conocimientos y tecnología. Y no acababan de reponerse de la sorpresa cuando, casi un mes más tarde (el 3 de noviembre, para ser exactos), la Unión Soviética los golpeó de nuevo, poniendo en órbita al primer ser vivo —es más, al primer mamífero— en el espacio: la perrita Laika, a bordo del Sputnik 2, un satélite de más de 500 kilogramos de peso. Laika también fue la primera víctima de la exploración espacial, pues a la sazón aún no se sabía cómo recuperar un satélite sin daño para el tripulante. Según algunos, Laika murió de asfi xia al agotarse el aire de la cápsula; según otros, su último alimento contenía un veneno rápido para evitar que sufriera. Sea como fuere, cuando el Sputnik 2 cayó a Tierra en 1958 el cuerpo de Laika se incineró, junto con el satélite, al entrar en la atmósfera.

Mientras tanto, los Estados Unidos trabajaban a marchas forzadas para tratar de recuperar algo del perdido orgullo nacional, poniendo en órbita un satélite a la mayor brevedad posible. El 6 de diciembre hicieron, a la carrera, su primer intento, que resultó un soberano fracaso. El cohete apenas alcanzó a elevarse un par de metros antes de estallar en llamas y los diarios ingleses tuvieron la puntada de nombrarlo el Kaputnik. Por fortuna, los malos ratos no duran para siempre y el 31 de enero de 1958 fi nalmente lograron poner en órbita su primer satélite, el Explorer 1, de 2 metros de largo y 14 kilogramos de peso. No era para impresionar a nadie, pero la verdad es que el satélite hizo un descubrimiento importante. Su órbita era muy elíptica, y esto tenía como consecuencia que en un punto se acercaba mucho a la Tierra (el perigeo) y en otro se alejaba mucho (el apogeo). Cuando estaba más lejos, a unos 2 500 kilómetros de altura, el contador de radiación que llevaba a bordo caía hasta cero, lo cual parecería indicar que a esa altura no hay partículas cargadas eléctricamente. Esto era muy extraño, y James van Allen, el director del proyecto y, a su vez, el científi co a cargo del experimento, tuvo la sospecha de que lo que pasaba, en realidad, no era que no hubiese partículas cargadas, sino que había tantas que el contador se saturaba y dejaba de funcionar. Mediciones posteriores confi rmaron esta explicación y condujeron al resultado fi nal de que la Tierra está rodeada por dos anillos de radiación muy energética. Estos anillos fueron bautizados como Cinturones de van Allen, por razones obvias.

Competencia entre gigantes

La puesta en órbita de los primeros satélites soviéticos y estadounidenses marca el inicio de lo que muy pronto se conoció como "la carrera espacial", una competencia más política que científi ca entre los dos gigantes, que se mantuvo por casi cuatro décadas y que sólo terminó cuando uno de los contendientes —la Unión Soviética— literalmente desapareció. ¡Pero qué maravillosos 40 años! ¡Cuántos descubrimientos, cuántas sagas inolvidables y, para los que lo vivimos, cuántos recuerdos! ¿Cómo olvidar las primeras imágenes del lado oculto de la Luna, transmitidas por el Luna 3 en 1959, las primeras imágenes de huracanes, enviadas por el Tiros 1 en abril de 1960, o las primeras transmisiones comerciales de televisión, a través del Pájaro Madrugador (Early Bird), en abril de 1965? ¿Cómo olvidar al Score (diciembre de 1958), el primer satélite que transmitió la voz humana, al Echo 1 (agosto de 1960), primero en transmitir voz e imagen, o al Mariner 4 enviándonos, en 1965, las primeras —y desi lusionantes porque sólo mostraban cráteres— imágenes de la superfi cie de Marte?

Como era de esperarse, el primer objeto de estudio fue nuestro planeta. No había transcurrido un lustro del lanzamiento del Sputnik 1 y ya estaba rodeado por decenas de objetos dedicados a funciones de lo más diversas. Y así ha seguido hasta nuestros días. Hay satélites de percepción remota, que obtienen imágenes con resoluciones increíbles, de menos de un metro —la resolución es la distancia mínima que debe haber entre dos puntos para distinguir que efectivamente son dos—. Así, es posible distinguir diferentes tipos de suelo o de subsuelo, yacimientos minerales, cultivos y zonas arqueológicas, por un lado, y campamentos militares enemigos, silos de misiles o armamento y tropas (con excepción de líderes musulmanes), por el otro. También hay satélites meteorológicos, que cazando huracanes, persiguiendo tornados y detectando incendios e inundaciones ayudan a prevenir desastres (o avisan, para correr a tiempo). Y, por supuesto, los hay de comunicaciones, sin los cuales ya no podríamos vivir, pues a través de ellos pasan todas las transmisiones de televisión, los faxes, las llamadas telefónicas normales y las llamadas de los teléfonos celulares. ¡Y todavía hay quien sostiene que no debería apoyarse la exploración espacial, con el peregrino argumento de que los nuevos conocimientos no contribuyen a mejorar nuestra vida diaria! De acuerdo con el US Space Com-mand, desde 1957 hasta la fecha se han monitoreado más de 26 000 objetos en órbita, la mayor parte de los cuales han caído a Tierra, dejando (al 1º de octubre de 2001) 8 997 objetos en órbita: 2 741 son satélites (sólo el 7% en operación) y los 6 256 restantes, pedazos de chatarra espacial; es decir, segundas o terceras etapas de cohetes, fragmentos de explosiones o de choques, herramientas perdidas por astronautas que realizaron labores extravehiculares y hasta un guante de traje espacial, que se le escapó a un astronauta cuando hacía reparaciones en el exterior de la nave.

Sin embargo, no es de la cantidad, calidad o variedad de los benefi cios derivados de los satélites artifi ciales de donde emana la enorme popularidad y el gran atractivo que presenta la exploración espacial para el gran público; ese atractivo proviene de la exploración del Sistema Solar. Se han explorado la Luna, el Sol y casi todos los planetas del Sistema Solar por medio de sondas automáticas (las sondas se distinguen de las naves en que estas últimas son tripuladas). Como era de esperarse, dada su relativa cercanía a nosotros, el primer objetivo fue la Luna. Tras varios intentos fallidos por parte de la Unión Soviética y de los Estados Unidos, fueron los soviéticos quienes, otra vez, se adelantaron; en enero de 1959 el cohete Luna 2 se estrelló contra nuestro satélite, dejando miles de pedazos de metal retorcido en su superfi - cie como constancia de que el hombre ya no estaba atado a su planeta de origen (y que había empezado a contaminar otros mundos). Le siguieron los demás planetas del sistema solar. Hasta hoy, Mercurio ha sido visitado una sola vez, por la sonda Mariner 10, en 1975; Venus por decenas, entre Pioneros estadounidenses, Veneras soviéticas y, recientemente, la estadounidense Magallanes, que envió tanta información durante los tres años que duró su misión (4 megabytes por minuto) que aún hay montones de cintas por analizar. Marte ha recibido menos visitas, pero éstas han sido más cuidadosas y detalladas. En 1971, la Ma riner 9 envió miles de fotografías de su superfi cie y en 1976 las sondas Vikingo no sólo enviaron unas 70 000 imágenes del planeta, sino que hicieron descender a su superfi cie dos laboratorios biológicos automáticos que buscaron evidencias de la presencia de vida en el planeta, desgraciadamente con resultados negativos. Actualmente está en marcha un exhaustivo programa que implica el lanzamiento de sondas cada dos años. Al momento de escribir estas líneas, Marte está siendo orbitado por dos de ellas (Mars Global Surveyor y Mars Odyssey 2001, que llegó apenas el pasado 24 de octubre) y se contempla la culminación del programa con el envío de una misión tripulada, probablemente durante la segunda década del siglo. Finalmente, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno han sido estudiados por cuatro sondas —dos Pioneros (10 y 11) y dos Viajeros (1 y 2)—, las cuales han seguido su camino hacia el espacio interestelar una vez terminada su misión. Este hecho se ha aprovechado para montar en ellas un mensaje que informaría de nuestra existencia a cualquier habitante sideral que las capturase en el futuro lejano. El lector perspicaz habrá notado que no mencioné a Plutón, el planeta conocido más alejado del Sol, y la razón es que a la fecha aún no ha llegado a él ninguna sonda.

MISIONES PRESENTES

MISION AGENCIA LANZAMIENTO OBJETIVO COMENTARIO
Pionero 10 NASA Marzo 1992 Júpiter y Saturno Lleva una placa como mensaje a posibles extraterrestres. Aún se contactó en abril de 2001.
Viajero 2 NASA Agosto 1977 Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno Objetivo artificial más alejado del Sol (a 65.91 veces la distancia Tierra-Sol el 25 de diciembre de 2001). Lleva mensaje a extraterrestres.
Galileo NASA Octubre 1989 Júpiter, ys sus satelies, Io y Europa. Imagenes y mediociones. Lanzó principalmente una sonda que penetró en la atmósfera joviana.
Hubble Space Telescope NASA Abril 1990


Universo

Telescopio en infrarrojo cercano, visible y ultravioleta cercano.
Ulises NASA/ESA Octubre 1990 Sol Primer estudio de los polos del sol.
Mars Global Surveyor NASA Noviembre 1996 Marte Orbitador Imagenes de alta resolución de la superficie del planeta.
Cassini NASA/ESA Octubre 1997 Saturno y Titán Estudios atmosféricos, geológicos y dinámicos. Llegará en julio de 2004.
ISS (Estación Espacial Internacional) 16 países Noviembre 1998 Múltiple Estudiar el comportamiento de materiales y seres vivos durante largos periodos de tiempo
Stardust NASA Febrero 1999 Cometa P/ Wild 2 Recogerá y enviará a la Tierra muestras del medio interplanetario y del cometa. Las muestras llegarán a la Tierra en el 2006.
Chandra NASA Julio 1999 Universo Observatorio en rayos X.
Mars Odyssey 2001 NASA Abril 2001 Marte Orbitador. estudio mineralógico y radiaciones del entorno.
Genesis NASA Agosto 2001 Viento Solar Recogerá muestras del viento solar y las traerá a la Tierra en septiembre de 2004.

MISIONES FUTURAS

MISIÓN AGENCIA LANZAMIENTO OBJETIVO COMENTARIO
CONTOUR NASA Julio 2002 Tres cometas Sobrevuelo de los núcleos.
GP-B NASA Verano 2002 Universo Probar la teoría de la Relatividad
General.
INTEGRAL ESA 17 de octubre 2002 Universo Espectroscopía e imágenes de
fuentes de rayos gamma.
SIRTF NASA 2002 Universo Telescopio infrarrojo.
Muses-C ISAS Noviembre 2002 Asteroide 1998 SF36 Aterrizaje y retorno a la Tierra
con muestras.
SMART 1 ESA Fines del 2002 LunaOrbitador.  
Rosetta ESA Enero 2003 Cometa P/Wirtanem Descenso en el núcleo.
Mars 2003 NASA Mayo/Junio 2003 Marte Lanzamiento de dos vehículos
automáticos a Marte.
Mars Express ESA Junio 2003 Marte Orbitador y módulo de descenso
a Marte.
Swift NASA Verano 2003 Universo Naturaleza de las explosiones de
rayos gamma.
Lunar-A ISAS 2003 Luna Orbitador y penetrador.
Selene ISAS 2003 Luna Orbitador y terrizaje.
CNES. Centre National d'Études Spatiales, Francia. ESA: European Space Agency, 14 naciones europeas. ISAS: Institute of Space and Astronautical Science, Japón. NASA: National Aeronautics and Space Administration, Estados Unidos. USNO: United States Naval Observatory, Estados Unidos.

La aventura humana

La exploración del espacio no se ha limitado a nuestro sistema planetario. Con la puesta en órbita del Telescopio Espacial Hubble se inició una etapa de descubrimientos extraordinarios. Los detalles presentes en las imágenes han revelado hoyos negros en otras galaxias y en el centro de la nuestra, explosiones de estrellas, galaxias caníbales (incluyendo a la nuestra), estrellas enanas cafés, sistemas planetarios en nacimiento y un Universo poblado por galaxias y más galaxias hasta donde alcanza la "vista" del instrumento.

Imposible concluir sin decir algo sobre la aventura humana en el espacio. El primer paso lo dio una vez más la Unión Soviética, en 1961, poniendo en órbita al primer cosmonauta, el piloto de pruebas Yuri Gagarin (los soviéticos tienen cosmonautas y los estadounidenses astronautas). Solamente dio una vuelta a la Tierra, antes de descender y ser recuperado sano y salvo. Su viaje en torno al planeta duró sólo 108 minutos, bastante menos de los 1 084 días que empleó la tripulación de Magallanes en su viaje de circunnavegación. También fueron los soviéticos quienes lograron poner en órbita a la primera mujer en el espacio (dentro de una cápsula, por supuesto). Fue Valentina Tereshkova, quien en 1963 permaneció tres días en órbita. Sin embargo, a fi n de cuentas, fueron los estadounidenses quienes verdaderamente conquistaron la Luna. El 20 de julio de 1969 descendió en ella Neil Armstrong, cumpliendo así la promesa (hecha en 1961, para aliviar un poco la vergüenza sufrida por la derrota en Bahía de Cochinos) del presidente Kennedy de poner un hombre en la Luna antes del fi n de la década. Al primer viaje siguieron otros seis, cinco de los cuales llegaron a su destino, y ahí acabó la exploración "en vivo" de la Luna. En total 12 hombres pisaron la Luna —once militares y un geólogo—, y ellos son, hasta ahora, los únicos seres humanos que han estado en otro mundo. El último astronauta abandonó la Luna en 1972, y desde entonces ningún ser humano ha vuelto a viajar tan lejos.

Como toda aventura humana en busca de lo desconocido, la conquista del espacio ha tenido sus triunfos y sus fracasos, sus víctimas y sus héroes, sus críticos y sus admiradores, pero haciendo caso omiso de los males ha seguido siempre hacia adelante. El siglo XX contempló cómo el hombre abandonaba el que fue su único hogar durante milenios y se lanzaba a la conquista de nuevos espacios, percatándose de que su destino futuro está en las estrellas. Por algo hace más de cien años Tsiolkovsky escribió "La Tierra es la cuna del entendimiento, pero no se puede vivir siempre en la cuna".

Miguel Ángel Herrera es doctor en astronomía; autor de numerosos artículos y libros de divulgación; investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM y Director de Vinculación de la Dirección General de Divulgación de la Ciencia, también de la UNAM.

 
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