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Astronáutica
Las sondas espaciales han aportado una enorme cantidad de
datos científicos sobre la naturaleza y el origen del Sistema
Solar y del Universo (véase Cosmología). Los satélites
situados en órbita terrestre han contribuido a mejorar las
comunicaciones, la predicción del tiempo, la ayuda a la
navegación y el reconocimiento de la superficie terrestre para
la localización de recursos minerales y con fines militares.
La era espacial y la astronáutica práctica arrancan con el
lanzamiento del Sputnik 1 por la Unión de Repúblicas
Socialistas Soviéticas (URSS) en octubre de 1957, y con el del
Explorer 1 por Estados Unidos en enero de 1958. En octubre de
1958 se creó en Estados Unidos la NASA. En las dos décadas
siguientes se llegaron a lanzar más de 1.600 naves espaciales
de todo tipo, la mayoría destinadas a orbitar nuestro planeta.
Sobre la superficie de la Luna han estado dos docenas de
hombres, que han regresado después a la Tierra. En el año 2000
había ya unos 9.000 objetos (con diámetros superiores a 10 cm)
girando alrededor de la Tierra, en su mayoría restos de
cohetes y equipos de sus fases de lanzamiento, y otros
materiales semejantes.
2 FÍSICA DEL ESPACIO
El límite entre la atmósfera terrestre y el espacio exterior
es difuso y no está bien definido. Al disminuir gradualmente
la densidad del aire con la altitud, las capas superiores de
la atmósfera son tan tenues que se confunden con el espacio. A
30 km sobre el nivel del mar, la presión barométrica es un
octavo de la presión a nivel del mar. A 60 km sobre el nivel
del mar es 1/3.600; a 90 km es 1/400.000. A una altitud de 200
km hay aún la suficiente masa atmosférica como para frenar los
satélites artificiales, debido a la resistencia aerodinámica,
por lo que los satélites de larga vida han de alcanzar órbitas
de gran altitud.
2.1 La radiación en el espacio
Tradicionalmente se ha asociado el espacio con el vacío. Sin
embargo, el espacio está ocupado por cantidades pequeñas de
gases como el hidrógeno, y pequeñas cantidades de polvo de
meteoroides y cometas. Además es atravesado por rayos X,
radiación ultravioleta, radiación luminosa y rayos infrarrojos
procedentes del Sol. Hay también rayos cósmicos, compuestos
principalmente de protones, partículas alfa y núcleos pesados.
Véase también Astronomía.
2.2 Gravitación
La ley de la gravitación universal establece que cada
partícula de la materia del Universo atrae a otra partícula
con una fuerza directamente proporcional al producto de sus
masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa. En consecuencia, la atracción gravitacional
que ejerce la Tierra sobre el resto de los cuerpos (incluidas
las naves y satélites espaciales) disminuye a medida que se
alejan de la Tierra. No obstante, el campo gravitacional se
extiende hasta el infinito y la gravedad no desaparece por
grande que sea la distancia.
Las fuerzas aerodinámicas generadas por las estructuras de un
avión (por ejemplo, las alas), lo sustentan en el aire frente
a la fuerza de la gravedad, pero un vehículo espacial no puede
mantenerse de este modo debido a la ausencia de aire en el
espacio. Por ello, las naves deben entrar en órbita para poder
permanecer en el espacio. Los aviones que vuelan por la
atmósfera terrestre se sirven de propulsores para moverse y de
alas para maniobrar, pero las naves espaciales no pueden
hacerlo por la ausencia de aire. Los vehículos espaciales
dependen de los cohetes de reacción para impulsarse y
maniobrar, según las leyes de Newton sobre el movimiento
(véase Mecánica). Cuando una nave dispara un cohete en una
determinada dirección, se produce una reacción de movimiento
de la nave en sentido contrario.
3 SERES HUMANOS EN EL ESPACIO
El espacio es un medio hostil para el ser humano. No contiene
aire ni oxígeno, por lo que se hace imposible respirar. Si no
se lleva la protección adecuada, el vacío del espacio puede
matar por descompresión a una persona en pocos segundos. En el
espacio la temperatura a la sombra de un planeta puede
alcanzar valores cercanos al cero absoluto. En cambio, bajo
radiación solar directa, las temperaturas son muy elevadas.
Las radiaciones de la energía solar y cósmica del espacio
pueden resultar mortales sin la protección de la atmósfera.
Las condiciones ambientales pueden llegar a afectar a los
instrumentos de las naves espaciales, por lo que se tienen en
cuenta a la hora de diseñarlos y fabricarlos. Se han efectuado
numerosos experimentos sobre ingravidez a largo plazo para
averiguar sus efectos en las tripulaciones de las naves
espaciales (véase Medicina aeroespacial).
Hay varias formas de protegerse de las condiciones ambientales
del espacio. Los astronautas viajan en cabinas cerradas
herméticamente, o dentro de trajes especiales, provistos de
aire u oxígeno a presión que reproducen las condiciones de la
Tierra. La temperatura y la humedad se controlan por aire
acondicionado. Las superficies de la nave están diseñadas para
regular la cantidad de radiación de calor que absorbe o
refleja la nave. Los viajes espaciales se programan para
evitar los intensos cinturones de radiación que rodean la
Tierra. En los futuros viajes interplanetarios serán
necesarias fuertes medidas de protección frente a las
tormentas de radiación solar. En los viajes de larga duración
y en órbitas terrestres prolongadas los efectos de la falta de
gravedad pueden reducirse mediante la rotación de la nave, que
reproduce la gravedad de forma artificial. Es por ello que las
naves espaciales se podrían construir en forma de gran rueda
que gira despacio sobre su eje, o como una pesa que rota sobre
sí misma.
4 HISTORIA
La humanidad ha soñado con viajes espaciales miles de años
antes de que éstos empezaran a llevarse a cabo. Pruebas de
ello las encontramos en los textos babilónicos; alrededor del
año 4000 a.C. Dédalo e Ícaro, antiguos mitos griegos, también
representan el deseo universal de volar. Ya en el siglo II
d.C. el escritor griego Luciano escribió sobre un imaginario
viaje a la Luna. A principios del siglo XVII, el astrónomo
alemán Johannes Kepler escribió una sátira científica sobre un
viaje a la Luna. El filósofo y escritor francés Voltaire
cuenta en su obra Micromegas (1752) los viajes de unos
habitantes de Sirio y de Saturno. Y en 1865, el escritor
francés Jules Verne describió un viaje espacial en su famosa
novela De la Tierra a la Luna. El sueño del vuelo espacial
continuó en el siglo XX, especialmente en los escritos del
inglés H. G. Wells, que en 1898 publicó La guerra de los
mundos y en 1901 Los primeros hombres en la Luna. En los
últimos tiempos la ciencia ficción ha desarrollado nuevas
fantasías en torno a los vuelos espaciales.
4.1 Primeras teorías
Durante siglos, cuando los viajes espaciales eran tan sólo una
fantasía, astrónomos, químicos, matemáticos, meteorólogos y
físicos desarrollaron un concepto del Sistema Solar, del
universo estelar, de la atmósfera terrestre y del posible
entorno espacial. En los siglos VII y VI a.C. los filósofos
griegos Tales de Mileto y Pitágoras se dieron cuenta de que la
Tierra era una esfera. En el siglo III a.C. el astrónomo
Aristarco de Samos afirmó que la Tierra giraba alrededor del
Sol. Hiparco de Nicea, también griego, recogió datos sobre las
estrellas y los movimientos de la Luna en el siglo II a.C.
Tolomeo de Alejandría, en el siglo II de la era cristiana, en
su concepción cósmica conocida como sistema de Tolomeo, situó
la Tierra en el centro del Sistema Solar.
4.2 Descubrimientos científicos
Tuvieron que pasar 1.400 años hasta que el astrónomo polaco
Nicolás Copérnico descubrió que los planetas, incluida la
Tierra, giraban alrededor del Sol (véase Sistema de Copérnico).
Más tarde, en el siglo XVI, las observaciones del astrónomo
danés Tycho Brahe sirvieron de base para la formulación de las
leyes del movimiento planetario por Johannes Kepler. Galileo,
Edmund Halley, William Herschel y James Jeans fueron otros
astrónomos que hicieron importantes contribuciones a la
astronomía.
Físicos y matemáticos también ayudaron al desarrollo de la
astronomía. En 1654, el físico alemán Otto von Guericke
demostró que el vacío podía mantenerse, refutando la antigua
teoría de que la naturaleza 'aborrecía' el vacío. Más tarde,
en el siglo XVII, Newton formuló las leyes de la gravitación
universal y del movimiento, que establecieron los principios
básicos que regulan la propulsión y el movimiento orbital de
las modernas naves espaciales.
A pesar de los grandes descubrimientos de la teoría científica
en épocas anteriores, los viajes espaciales sólo fueron
posibles en el siglo XX, cuando se desarrollaron los actuales
sistemas de propulsión por cohete, guiado y control de naves
espaciales.
4.3 Propulsión por cohetes
Las técnicas de propulsión por cohetes se desarrollaron hace
mucho tiempo. Antiguamente se usaba pólvora como combustible,
de un modo muy parecido a los fuegos artificiales. Se tienen
noticias de que en 1232, en China, la ciudad de Kaifeng se
defendió de los ataques de los mongoles con la ayuda de
cohetes. Desde el renacimiento hay numerosas referencias al
uso de cohetes, unas veces real y otras sólo en proyectos, en
las batallas que se libraron en Europa. Ya en el año 1804 el
Ejército británico creó un cuerpo equipado con cohetes que
podían alcanzar una distancia de unos 1.830 metros.
En Estados Unidos, un profesor de física de la Universidad de
Clark, Robert Hutchings Goddard, fue el pionero en la
propulsión por cohetes. Comenzó experimentando con
combustibles líquidos para cohetes en la década de 1920, y
realizó su primer lanzamiento con éxito el 16 de marzo de
1926. Durante esa época ya se investigaba en varios lugares
del mundo sobre cohetes y naves espaciales. Alrededor del año
1890, Herman Ganswindt, un estudiante de Derecho de
nacionalidad alemana, concibió una nave espacial propulsada
con combustible sólido, que demostraba sus avanzados
conocimientos sobre el problema de la estabilidad. Konstantín
Eduardovich Tsiolkovski, un maestro de escuela ruso, publicó
en 1903 Un cohete en el espacio cósmico, en donde proponía el
uso de combustibles líquidos para las naves espaciales. En
1923, un matemático y físico alemán llamado Hermann Oberth,
publicó Die Rakete zu den Planetenräume (Los cohetes en el
espacio interplanetario). Este libro tuvo su continuación en
Die Erreichbarkeit der Himmelskörper (La posibilidad de llegar
a los cuerpos celestes), publicado en 1925 por el arquitecto
alemán Walter Hohmann, que contenía los primeros cálculos
detallados de las órbitas interplanetarias.
La II Guerra Mundial influyó en el desarrollo de cohetes
suborbitales de largo alcance. Estados Unidos, la URSS, Gran
Bretaña y Alemania desarrollaron simultáneamente cohetes para
usos militares. Los alemanes fueron los que tuvieron más éxito
y desarrollaron el V–2 (un cohete de combustible líquido con
el que bombardearon Londres) en Peenemünde, un pueblo cercano
a la costa báltica. Al acabar la guerra, Estados Unidos
conservó algunos V–2 que emplearon para la investigación de
los vuelos verticales. Algunos ingenieros alemanes se
trasladaron a la URSS al terminar la guerra, pero los expertos
en cohetes, entre ellos Walter Dornberger y Wernher von Braun,
acabaron en Estados Unidos (véase Misiles teledirigidos).
5 NAVES ESPACIALES
Los artefactos espaciales no tripulados pueden ser de diversos
tamaños, desde unos centímetros hasta varios metros de
diámetro, y tener muchas formas diferentes, según el uso para
el que estén construidos. Las naves no tripuladas cuentan con
equipos de radio para transmitir información a la Tierra y
para señalar su posición en el espacio.
Las naves tripuladas han de cumplir con requisitos más
complicados debido a las necesidades de la propia tripulación.
Están diseñadas con equipos capaces de proveer de aire, agua y
comida a los tripulantes, equipos de navegación y control,
asientos y compartimentos para dormir y equipos de transmisión
para enviar y recibir información. Una característica de las
naves tripuladas es la pantalla o escudo térmico que las
recubre para protegerlas del calor que se produce al reentrar
en la atmósfera. Véase Lanzamiento y aterrizaje, más abajo.
5.1 Propulsión
Los cohetes que lanzan y propulsionan las naves espaciales se
pueden dividir en dos grandes grupos: de combustible sólido,
que emplean productos químicos para la combustión, igual que
la pólvora, y de combustible líquido, que llevan en tanques
separados combustibles líquidos y agentes oxidantes. La
mayoría de los cohetes lanzados por Estados Unidos tenían
varias fases diferentes, cada una de ellas propulsada por su
propio combustible. Una vez consumido el combustible, toda la
fase se separaba de la nave para quedar flotando en el
espacio.
Dado que la tecnología usada para el lanzamiento de naves
espaciales está en estrecha relación con la de los misiles
balísticos, desde 1957 hasta 1965 sólo Estados Unidos y la
URSS fueron capaces de lanzar satélites. En años posteriores,
Francia, Japón, India y China lanzaron satélites terrestres
propios, con tecnologías cada vez más sofisticadas. En 1984,
los trece países miembros de la Agencia Espacial Europea
comenzaron su Programa Ariane de lanzamientos desde el centro
espacial de Kourou, en la Guayana Francesa. Sin embargo,
Estados Unidos y la URSS siguieron siendo los únicos países
con capacidad para lanzar al espacio naves grandes y pesadas,
requisito necesario para llevar tripulaciones.
5.2 Lanzamiento y aterrizaje
Las naves espaciales se lanzan desde plataformas construidas
al efecto, en donde se colocan e inspeccionan cuidadosamente
las naves y los cohetes propulsores antes del lanzamiento. Las
operaciones son supervisadas por ingenieros y técnicos en un
puesto de control situado en las inmediaciones. Cuando todo
está listo, se encienden los motores del cohete y la nave se
eleva hacia el espacio.
La reentrada en la atmósfera presenta el problema de
ralentizar la velocidad de la nave para evitar su destrucción
a causa del calor debido al rozamiento. Los programas
estadounidenses Mercury, Géminis y Apolo superaron esta
dificultad protegiendo la superficie de la nave con un escudo
térmico, construido con materiales plásticos, metálicos y
cerámicos, que se funden y volatilizan al entrar en la
atmósfera, disipando el calor sin daños para la nave y sus
tripulantes. El escudo térmico de los transbordadores o
lanzaderas espaciales está construido a base de chapas de
cerámica soldadas individualmente al casco de la nave. Antes
de la aparición de estos vehículos capaces de aterrizar en una
pista (véase Transbordador espacial, más abajo), las naves
estadounidenses tripuladas caían sobre el mar para amortiguar
el impacto. Los astronautas y su cápsula eran recogidos
enseguida por los helicópteros y llevados a bordo de unidades
navales que se encontraban a la espera. Por el contrario, los
astronautas soviéticos aterrizaban sobre tierra firme en
distintas partes de Siberia.
5.3 En órbita alrededor de la Tierra
Los satélites que giran en la órbita terrestre pueden hacerlo
en círculo o en elipse. Los satélites artificiales en órbita
circular se mueven a una velocidad constante. Sin embargo, a
mayor altitud se mueven a menor velocidad respecto a la
superficie de la Tierra. Cuando mantienen una altura de 35.800
km sobre el ecuador los satélites son geoestacionarios y se
mueven en una órbita geosíncrona, es decir, justo a la misma
velocidad que la Tierra, de manera que se mantienen en un
mismo punto fijo sobre el ecuador. La mayoría de los satélites
de comunicaciones están situados en este tipo de órbitas.
Véase Comunicaciones vía satélite.
En las órbitas elípticas la velocidad varía, siendo mayor en
el perigeo (altitud mínima) y menor en el apogeo (altitud
máxima). Las órbitas elípticas pueden descansar en cualquier
plano que pase por el centro de la Tierra. Las órbitas polares
descansan en un plano que pasa por los polos norte o sur; esto
quiere decir que atraviesan el eje de rotación de la Tierra.
Las órbitas ecuatoriales descansan en un plano que atraviesa
el ecuador. El ángulo entre el plano orbital y el ecuador se
denomina inclinación de la órbita.
La Tierra gira una vez cada 24 horas vista desde un satélite
en órbita polar. Los satélites meteorológicos en órbita polar,
que llevan cámaras de televisión y de infrarrojos, pueden
observar las condiciones meteorológicas de todo el globo, de
polo a polo, en un solo día. Las órbitas con otro tipo de
inclinación cubren un área menor de la Tierra, y no alcanzan
algunas zonas cercanas a los polos.
Mientras un objeto permanezca en órbita en el espacio, seguirá
orbitando sin necesidad de propulsión dado que no tiene fuerza
de rozamiento que ralentice su velocidad. Si toda la órbita, o
una parte de ella, atraviesa la atmósfera terrestre, el objeto
perderá velocidad por rozamiento aerodinámico con el aire.
Este fenómeno provocará su caída gradual hacia altitudes más
bajas, hasta que el objeto entre en la atmósfera y se
desintegre como un meteoro.
6 PROGRAMAS ESPACIALES NO TRIPULADOS
Una larga historia de mitos, sueños, novelas, ciencia y
tecnología culminó con el lanzamiento del primer satélite
artificial a la órbita terrestre, el Sputnik 1, por la URSS el
4 de octubre de 1957.
6.1 Primeros satélites artificiales
El Sputnik 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y
83 kg. Tardaba 96,2 minutos en dar la vuelta a la Tierra.
Describía una órbita elíptica y alcanzaba su apogeo a una
altura de 946 km, y su perigeo a 227 km. Contaba con
instrumentos que durante 21 días enviaron información a la
Tierra sobre radiación cósmica, meteoroides y sobre la
densidad y la temperatura de las capas superiores de la
atmósfera. Al cabo de 57 días el satélite entró en la
atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido
al rozamiento aerodinámico.
El segundo satélite artificial fue también un vehículo
espacial soviético, de nombre Sputnik 2. Fue lanzado el 3 de
noviembre de 1957 y llevaba a bordo un animal, la perra Laika.
Realizó las primeras mediciones biomédicas en el espacio. Este
satélite entró en la atmósfera terrestre destruyéndose después
de 162 días de vuelo.
Mientras el Sputnik 2 todavía se encontraba en órbita, Estados
Unidos lanzó con éxito su primer satélite, el Explorer 1,
desde la base de cabo Cañaveral (llamado cabo Kennedy entre
1963 y 1973), en Florida, el 31 de enero de 1958. Era una nave
cilíndrica de 14 kg, 15 cm de diámetro y 203 cm de longitud,
que estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica y
micrometeoritos durante 112 días, y aportó los primeros datos
desde un satélite que llevaron al descubrimiento de los
cinturones de radiación de van Allen.
El 17 de marzo de 1958, Estados Unidos lanzó su segundo
satélite, el Vanguard 2. Un estudio preciso de las variaciones
de su órbita reveló que la Tierra estaba algo achatada por los
polos. Utilizando energía solar, el satélite estuvo
transmitiendo señales durante más de 6 años. Al Vanguard 2 le
siguió el satélite estadounidense Explorer 3, lanzado el 26 de
marzo de 1958, y el soviético Sputnik 3, lanzado el 15 de mayo
de ese mismo año. Este último, de 1.327 kg, efectuó mediciones
de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos
magnéticos y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en
abril de 1960.
6.2 Misiones lunares no tripuladas
Por ser el astro más cercano a la Tierra, la Luna ha sido el
objetivo de numerosas misiones espaciales. En 1958 fracasaron
las primeras sondas lunares enviadas por Estados Unidos y la
URSS. La nave rusa Luna 2, lanzada el 12 de septiembre de
1959, alcanzó la superficie lunar 36 horas más tarde. Desde
entonces, ambos países efectuaron lanzamientos con resultados
diferentes. Las primeras fotografías de la cara oculta de la
Luna fueron tomadas por el Luna 3, enviado al espacio por la
URSS el 4 de octubre de 1959. Uno de las misiones más
espectaculares fue la realizada por el Ranger 7, enviado al
espacio por Estados Unidos el 28 de julio de 1964. Antes de
estrellarse contra la superficie de la cara visible de la
Luna, llegó a transmitir 4.316 imágenes por televisión, desde
altitudes entre 1.800 km y 300 m, proporcionando a la
humanidad las primeras imágenes detalladas del satélite.
El 31 de enero de 1966 la URSS lanzó el Luna 9, que consiguió
realizar el primer aterrizaje sobre la Luna sin ser destruido
por el impacto. Le siguió la nave estadounidense Surveyor 1,
el 30 de mayo de ese año, que también realizó un aterrizaje
suave en la superficie lunar, y envió a la Tierra 11.150
fotografías del satélite.
Además de la información científica recogida, gran parte del
interés del programa espacial de Estados Unidos se centraba en
desembarcar un hombre en la Luna. Con este propósito se
llevaron a cabo varios vuelos posteriores no tripulados, como
los realizados por el Surveyor 3 y Surveyor 5 en 1967. Ambas
naves, después de un vuelo de dos días, enviaron a la Tierra
un gran número de imágenes de televisión de la superficie
lunar. El Surveyor 3 tomó muestras del suelo de la Luna que
fueron examinadas por cámaras de televisión. El Surveyor 5
realizó análisis químicos de la superficie lunar, utilizando
técnicas de dispersión de partículas alfa; éste fue el primer
análisis sobre el terreno de un cuerpo extraterrestre.
Otros satélites lanzados para preparar el alunizaje fueron los
del programa Lunar Orbiter. Entre 1966 y 1967, cinco de estos
satélites dieron vueltas alrededor de la Luna obteniendo miles
de fotografías. Con este material se fueron seleccionando los
lugares de alunizaje previstos en el programa Apolo.
La URSS proyectó misiones lunares no tripuladas que alcanzaron
la Luna y trajeron muestras de vuelta a la Tierra. La nave
Luna 16, lanzada el 12 de septiembre de 1970, introdujo unos
113 g de suelo lunar en un recipiente sellado, que fue lanzado
de vuelta a la Tierra y recuperado por los soviéticos. El Luna
17, lanzado el 10 de noviembre de 1970, alunizó suavemente y
desplegó un vehículo automático de exploración lunar, el
Lunokhod 1, que iba equipado con una cámara de televisión y
baterías solares. Durante diez días lunares, este artefacto
controlado desde la Tierra recorrió 10,5 km de la superficie
lunar, transmitiendo imágenes por televisión y datos
científicos. En febrero de 1972 el Luna 20 regresó a la Tierra
con muestras lunares. El Luna 21, en enero de 1973, colocó en
la Luna el vehículo Lunokhod 2. En agosto de 1976, con el Luna
24, finalizó esta serie de exploraciones lunares.
La sonda Clementine, lanzada por Estados Unidos en febrero de
1994, continuó la exploración lunar. Orbitó la Luna durante
tres meses y obtuvo los primeros datos fiables de su
topografía utilizando altímetros láser. A partir de unas
señales de radar enviadas por la sonda, un grupo de
científicos estadounidenses anunció, a finales de 1996, la
posible existencia de agua helada en un cráter. En enero de
1998 la sonda Lunar Prospector de la NASA entró en órbita
alrededor de la Luna. En marzo de ese mismo año los datos
enviados por la nave parecían indicar la existencia de una
cantidad significativa de agua en los polos del satélite. El
31 de julio de 1999 la NASA destruyó la Lunar Prospector
haciéndola chocar contra la superficie lunar, con el fin de
poder comprobar esta teoría. Tras dos meses y medio de
análisis de los datos obtenidos por numerosos telescopios que
siguieron el impacto, la organización estadounidense anunció
la ausencia de indicios de agua en el satélite, si bien no
descartó totalmente la hipótesis. La Lunar Prospector también
investigó el campo gravitacional y el campo magnético de la
Luna.
En agosto de 2002, una empresa privada estadounidense obtuvo
por primera vez la aprobación del gobierno de su país para
enviar una misión a la Luna. Está previsto que la nave tome
imágenes de alta resolución de su superficie, desde una órbita
cercana, para terminar cayendo sobre el satélite.
6.3 Satélites científicos
A medida que los sistemas de despegue de las naves espaciales
(propulsadas por cohetes) y los equipos científicos se
hicieron más fiables, se fueron desarrollando una gran
variedad de satélites. Los científicos trataron de recopilar
información y realizar estudios precisos del Sol, otras
estrellas, la Tierra y del mismo espacio. La atmósfera que
envuelve la Tierra impide obtener tales datos, a excepción de
la escasa información que se podía conseguir por medio de
globos a gran altitud.
En Estados Unidos se han lanzado numerosos satélites
astronómicos. Así, desde 1962 los Observatorios Solares
Orbitales (OSO, en inglés) han estudiado la radiación
ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma procedentes del
Sol. Satélites pioneros han recogido datos de la radiación
cósmica, el viento solar y las características
electromagnéticas del espacio. Los Observatorios Astronómicos
Orbitales (OAO, en inglés) han estudiado la radiación estelar,
y los Observatorios Geofísicos Orbitales (OGO, en inglés) se
han dedicado a conocer las interacciones entre el Sol, la
Tierra y el entorno espacial. El Satélite de Astronomía de
Infrarrojos (IRAS, en inglés), un proyecto
anglo-estadounidense lanzado en 1983, tenía como misión
realizar una cartografía del cielo. El telescopio espacial
Hubble fue lanzado al espacio por la lanzadera espacial
Discovery en 1990.
En 1999 se lanzaron dos telescopios de rayos X de tecnología
avanzada. En julio, la NASA puso en órbita el telescopio
Chandra, y en diciembre, un cohete Ariane 5 lanzó el
telescopio Newton XMM de la Agencia Espacial Europea (ESA). En
julio y agosto de 2000, la ESA lanzó también los cuatro
satélites de la misión Cluster II, cuyo objetivo es el estudio
de la magnetosfera terrestre y su interacción con el viento
solar, y en octubre de 2002 la Agencia puso en órbita el
observatorio de rayos gamma Integral, diseñado para estudiar
los fenómenos de más alta energía del Universo.
6.4 Satélites de aplicaciones
Este tipo de satélites no tripulados son también de gran
utilidad para los científicos dedicados al estudio de la
Tierra. Se pueden clasificar, a grandes rasgos, en tres tipos:
medioambientales, de navegación y de comunicaciones.
Los satélites medioambientales observan la Tierra y la
atmósfera transmitiendo imágenes con diversos fines. Los
satélites meteorológicos envían diariamente datos sobre la
temperatura y formación de nubes. Un ejemplo es el Satélite
Meteorológico Sincronizado (SMS), que desde una órbita
geoestacionaria envía imágenes de una extensa zona de la
Tierra cada 30 minutos. Dos satélites SMS pueden cubrir todo
un continente y sus mares adyacentes.
Los satélites estadounidenses Landsat observan la Tierra con
ayuda de escáneres ópticos multiespectrales y envían datos a
las estaciones en Tierra, que se procesan en imágenes a color
y suministran información muy valiosa sobre características
del suelo, cantidades de hielo y agua en los mares,
contaminación de las aguas costeras, salinidad y plagas de
insectos en cosechas y bosques. Incluso pueden detectarse
incendios forestales desde los satélites. Los estudios sobre
las fallas y fracturas de la corteza terrestre facilitan a los
geólogos la identificación de depósitos y yacimientos de
petróleo y minerales. El SPOT (Sistema Probatorio para la
Observación de la Tierra), un satélite europeo lanzado en
1985, logra transmitir imágenes de la Tierra con más detalle
que los estadounidenses Landsat. Véase también Teledetección.
Los satélites de observación terrestre se utilizan en diversos
países para obtener imágenes de interés militar, como
explosiones nucleares en la atmósfera y en el espacio, bases
de lanzamiento de misiles balísticos, así como movimientos de
tropas o barcos. En la década de 1980 surgió la polémica
cuando Estados Unidos se propuso desarrollar un sistema de
defensa antibalística accionado con tecnología láser.
Los satélites de navegación proporcionan un punto conocido de
observación de la órbita terrestre que ayuda a fijar la
posición de barcos y submarinos con un margen de error de unos
pocos metros. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS),
integrado por 24 satélites, suministra la posición, la
velocidad y el tiempo 24 horas al día en cualquier lugar del
mundo.
6.5 Estudio de los planetas
Además de la Luna, las naves espaciales han llegado a Marte y
Venus, han alcanzado las proximidades de todos los planetas
solares, excepto Plutón, y han llevado a cabo estudios sobre
los cometas y asteroides.
6.5.1 Mercurio
El estudio del planeta más próximo al Sol comenzó con el viaje
del Mariner 10, enviado en octubre de 1973 por Estados Unidos,
en un viaje por la zona interior del Sistema Solar hacia
Mercurio. Pasó cerca de Venus en febrero de 1974 y aprovechó
la fuerza de gravedad de este planeta para entrar en la órbita
solar. En marzo de ese año llegó a unos 692 km de Mercurio,
obteniendo las primeras imágenes de su superficie llena de
cráteres, parecida a la lunar. En su segunda aproximación,
realizada en septiembre, detectó un campo magnético
insospechado. En su tercer y último encuentro con el planeta,
en marzo de 1975, el Mariner 10 se aproximó a unos 317
kilómetros.
En 2004 la NASA tiene previsto enviar una nueva misión hacia
Mercurio, la sonda Messenger.
6.5.2 Venus
El programa de la URSS para penetrar en la densa atmósfera de
Venus, cubierta de nubes, tuvo un gran éxito. El Venera 7 fue
lanzado en agosto de 1970; estuvo en funcionamiento durante 23
minutos y pudo enviar datos sobre la temperatura. El Venera 8,
lanzado en 1972, envió a la Tierra datos sobre la superficie
del planeta y un análisis de su suelo. En octubre de 1975, el
Venera 9 y el Venera 10 se posaron en la superficie durante
una hora, obteniendo las primeras fotografías de la superficie
venusiana. En 1978, el Venera 11 y el Venera 12 soltaron dos
sondas que llegaron a Venus en diciembre. Ambos registraron
una presión de 88 atmósferas y una temperatura en superficie
de 460 ºC. El 1 y 5 de marzo de 1982, el Venera 13 y el Venera
14 se posaron en Venus, obteniendo imágenes de la superficie
del planeta y efectuando análisis de la composición química de
la atmósfera y del suelo. El 10 y el 14 de octubre de 1983, el
Venera 15 y el Venera 16 entraron en la órbita de Venus y
emitieron imágenes por radar. En junio de 1985, el Vega 1 y el
Vega 2, de camino hacia el cometa Halley, soltaron cuatro
sondas en la atmósfera venusiana.
Estados Unidos lanzó el 20 de mayo de 1978 el Pioneer Venus 1,
y el 8 de agosto del mismo año el Pioneer Venus 2, que portaba
cinco sondas atmosféricas, alcanzando ambos Venus el 5 y 9 de
diciembre respectivamente. El primero levantó el mapa de casi
toda la superficie del planeta, y las sondas del segundo
analizaron la composición y movimientos en la atmósfera y su
interacción con el viento solar. La sonda Magallanes fue
enviada hacia Venus desde un transbordador espacial en 1989 y
empezó a transmitir imágenes por radar de su superficie en
agosto de 1990.
En noviembre de 2002, el Comité de Programas Científicos (SPC,
siglas en inglés) de la Agencia Espacial Europea aprobó
definitivamente la que será su primera misión con destino a
Venus, la Venus Express, cuyo lanzamiento está previsto para
2005.
6.5.3 Marte
La URSS lanzó al espacio las sondas Mars 2 y Mars 3 en mayo de
1971, destruyéndose ambas por el impacto al caer en Marte,
aunque antes consiguieron transmitir algunos datos. En agosto
de 1973, la URSS envió los Mars 4, 5, 6 y 7, pero diversos
fallos técnicos hicieron fracasar todas las misiones. En 1988
la URSS lanzó las sondas Phobos 1 y 2, que tenían previsto
llegar a Fobos, la luna de Marte. La primera se perdió por un
fallo humano y la segunda perdió el contacto por radio cuando
estaba posándose en Fobos. La sonda rusa Mars 96, con
instrumental científico ruso, europeo y estadounidense, se
precipitó al océano Pacífico unas horas después de su
lanzamiento en noviembre de 1996.
Como parte del programa de Estados Unidos fue lanzado el
Mariner 9 en mayo de 1971; entró en la órbita de Marte y
permaneció en ella desde noviembre de 1971 hasta octubre de
1972, transmitiendo fotografías hasta casi completar el
cartografiado de toda la superficie del planeta. En agosto y
septiembre de 1975, los Viking 1 y 2 emprendieron un viaje de
once meses de duración. Ambos contaban con sistemas de
aterrizaje y estaban equipados con laboratorios químicos y
sistemas de detección de vida, dos cámaras de televisión en
color, instrumentos de medición atmosférica y sismológica,
además de un brazo mecánico accionado por control remoto desde
la Tierra de tres metros de largo. Ambos ingenios estuvieron
en funcionamiento durante varios años.
En 1992 se lanzó el Mars Observer, que desapareció de los
radares antes de entrar en órbita alrededor de Marte. La NASA
inició entonces una nueva serie de expediciones al planeta
vecino con el lanzamiento de las naves no tripuladas Mars
Global Surveyor, en noviembre de 1996, y Mars Pathfinder, en
diciembre de ese mismo año. La sonda Mars Global Surveyor
alcanzó la atmósfera de Marte en septiembre de 1997, pero un
problema en uno de sus paneles solares retrasó el proceso de
aerofrenado necesario para alcanzar la órbita final correcta,
con lo que la toma de imágenes de alta resolución de la
superficie marciana se retrasó. En junio de 1999 las
mediciones realizadas por la sonda llevaron a confeccionar el
primer mapa tridimensional detallado de la superficie del
planeta. La nave Mars Pathfinder llegó a Marte el 4 de julio
de 1997; durante el descenso, la sonda envió datos sobre la
atmósfera del planeta. Transportaba un vehículo todoterreno,
el pequeño robot Sojourner, que analizó las rocas y el suelo,
proporcionando datos muy interesantes sobre el presente y el
pasado de Marte. La misión duró casi tres meses, dos más de lo
previsto.
Año y medio después, el 11 de diciembre de 1998, se inició la
segunda fase del programa de exploración con el lanzamiento
desde cabo Cañaveral de la Mars Climate Orbiter, primera de
las dos naves que lo integraban; la segunda, la Mars Polar
Lander, fue lanzada el 3 de enero de 1999. Pero ambas misiones
fracasaron. La Mars Climate Orbiter desapareció el 23 de
septiembre de 1999, cuando iba a entrar en órbita de Marte, y
el 3 de diciembre de 1999 se perdió todo contacto con la Mars
Polar Lander, cuando intentaba posarse en la superficie
marciana.
La NASA reanudó su programa de viajes a Marte con el
lanzamiento, el 7 de abril de 2001, de la nave no tripulada
Mars Odyssey 2001, que entró en órbita del planeta en octubre
del mismo año; su objetivo principal es estudiar la geología y
la composición química del planeta durante un periodo de dos
años y medio terrestres. El 10 de junio de 2003 se inició una
nueva misión de la NASA al planeta vecino, la Mars Exploration
Rover (MER), con el lanzamiento del primer vehículo
todoterreno (Spirit) de los dos que constituyen la misión.
En julio de 1998, Japón lanzó la sonda Nozomi, que está
previsto que llegue a Marte a principios de 2004. Problemas en
una maniobra de cambio de rumbo le impidieron alcanzar el
planeta en 1999, como estaba programado en un principio. Su
misión principal consiste en estudiar la atmósfera superior
del planeta y su interacción con el viento solar. En
septiembre de 2002 se restableció la comunicación con la sonda
después de que en abril del mismo año fuera alcanzada por
partículas altamente energéticas procedentes del Sol, que
paralizaron sus sistemas de forma temporal.
La Agencia Espacial Europea (ESA) inició su programa de
exploración a Marte con el lanzamiento, el 2 de junio de 2003,
de la nave no tripulada Mars Express. Está previsto que la
sonda llegue al planeta en diciembre de 2003, permaneciendo en
órbita unos dos años. La misión incluye también el módulo de
descenso Beagle 2, que se posará en la superficie marciana y
recogerá información durante unos seis meses.
6.5.4 Júpiter y Saturno
Las sondas estadounidenses Pioneer 10 y 11 fueron lanzadas en
1972 y 1973, pasaron a salvo por el inexplorado cinturón de
asteroides situado entre las órbitas de Marte y Júpiter y
continuaron hacia este último, a donde llegaron en diciembre
de 1973 y de 1974. Las dos sondas, con un peso de 258 kg,
pasaron a una distancia de 130.400 y 46.700 km del planeta,
continuando el Pioneer 10 su viaje hacia el exterior del
Sistema Solar, con lo que se convirtió en el primer artefacto
lanzado al espacio interestelar. En enero de 2003 se recibió
la última señal de esta sonda, cuando se encontraba a unos
12.000 millones de kilómetros de la Tierra. En febrero del
mismo año se intentó de nuevo contactar con ella, pero no se
obtuvo respuesta. La NASA anunció que no habría más intentos
de comunicación, dando por finalizada la misión, después de 31
años de seguimiento.
En septiembre de 1979, la sonda Pioneer 11 llegó a Saturno,
preparando el camino al Voyager 1 y al Voyager 2. Estos
últimos, lanzados en 1977, lograron con éxito alcanzar Júpiter
en marzo y julio de 1979, y realizaron numerosas mediciones y
fotografías que mostraban un sistema de anillos alrededor del
planeta. En noviembre de 1980 y en agosto de 1981 sobrevolaron
Saturno.
En diciembre de 1995, la sonda espacial Galileo de la NASA
alcanzó la órbita de Júpiter, comenzando una larga misión que
incluía el estudio de la atmósfera, la magnetosfera y las
lunas del planeta. Los datos enviados por la sonda indican que
los anillos de Júpiter se originaron a partir de grandes
cantidades de polvo producidas por el choque de meteoritos con
las lunas pequeñas del planeta, y confirman la existencia de
tres anillos, el último de ellos dividido en dos, uno dentro
de otro.
En octubre de 1997 fue lanzada hacia Saturno la nave Cassini,
que deberá entrar en órbita alrededor del planeta en el año
2004 y que recogerá datos sobre Saturno y sus satélites
durante cuatro años. La sonda obtuvo la primera imagen del
planeta en octubre de 2002, cuando les separaba una distancia
de 285 millones de kilómetros.
6.5.5 Urano, Neptuno y Plutón
Después de su paso por Saturno, el Voyager 2 se dirigió a
Urano. En enero de 1986 pasó a 80.000 km de distancia de este
planeta cubierto de nubes, y descubrió cuatro nuevos anillos,
además de diez nuevas lunas. La sonda se acercó aún más a una
de las lunas, Miranda, y obtuvo imágenes asombrosas de este
helado cuerpo celeste. El Voyager 2 continuó después su viaje
a Neptuno, aproximándose a 5.000 km del planeta en agosto de
1989, y descubrió seis nuevas lunas antes de abandonar el
Sistema Solar.
La NASA eligió, a finales de 2001, el proyecto Nuevos
Horizontes para explorar Plutón, su satélite, Caronte, y el
cinturón de Kuiper. Se prevé que esta misión sea lanzada en
2006 y que llegue al lejano planeta en 2015.
7 PROGRAMAS ESPACIALES TRIPULADOS
Un año después de obtener los primeros éxitos con pequeños
satélites en 1957 y 1958, tanto la URSS como Estados Unidos
comenzaron a desarrollar programas para lanzar seres humanos
al espacio. Ambas potencias se sirvieron de perros y
chimpancés para experimentar los efectos de la ausencia de
gravedad en los seres vivos.
7.1 Los programas Vostok y Mercury
La URSS fue la primera en poner un hombre en el espacio, el
cosmonauta Yuri A. Gagarin, que completó una órbita terrestre
en la nave Vostok 1 el 12 de abril de 1961. En su vuelo, que
duró una hora y cuarenta y ocho minutos, alcanzó un apogeo de
327 km y un perigeo de 180 km, aterrizando a salvo en Siberia.
En los dos años siguientes se llevaron a cabo cinco nuevos
vuelos del programa Vostok. El piloto del Vostok 6 fue
Valentina Tereshkova, la primera mujer astronauta. Lanzada el
16 de junio de 1963, dio 48 vueltas alrededor de la Tierra.
Mientras tanto, el programa estadounidense Mercury, similar al
soviético, seguía su desarrollo. El 5 de mayo de 1961, el
capitán de corbeta de la Armada de Estados Unidos, Alan
Bartlett Shepard, se convirtió en el primer astronauta
estadounidense. La nave del programa Mercury, bautizada
Freedom 7, describió una trayectoria balística y realizó un
vuelo suborbital de 15 minutos de duración. Un vuelo similar
tuvo lugar el 21 de julio, protagonizado por el capitán
Grissom de las Fuerzas Aéreas estadounidenses. El 20 de
febrero de 1962, el teniente coronel John Herschel Glenn, del
cuerpo de Marines, se convirtió en el primer astronauta
estadounidense en dar la vuelta a la Tierra, en un vuelo de
tres vueltas completas. Entre 1962 y 1963 se llevaron a cabo
tres vuelos más dentro del programa Mercury.
7.2 Los programas Voskhod y Gemini
El programa Voskhod era una adaptación del Vostok, modificado
para acomodar dos o tres cosmonautas a bordo. El 12 de octubre
de 1964 los cosmonautas Vladímir M. Komarov, Borís B. Yegorov
y Konstantín P. Feoktistov realizaron un vuelo de 15 órbitas
en la nave Voskhod 1. Éste fue el único vuelo tripulado en ese
año y situó el número de horas de vuelo de los cosmonautas
soviéticos en un total de 455. En aquel momento, el total de
horas de vuelo de los astronautas estadounidenses sólo llegaba
a las 54 horas. El 18 de marzo de 1965 los cosmonautas Pável
I. Belyayev y Alexéi A. Leonov fueron lanzados a bordo del
Voskhod 2. En un vuelo de 17 vueltas a la Tierra, Leonov se
convirtió en el primer hombre en realizar un paseo espacial,
llevando a cabo la primera actividad extravehicular (EVA,
siglas en inglés), al salir de la nave unido a ella por medio
de un cable.
El programa estadounidense Gemini estaba diseñado para
desarrollar una tecnología que permitiera llegar a la Luna. En
mayo de 1961 el presidente de Estados Unidos, John F. Kennedy,
puso en marcha el programa Apolo, con el objetivo de llevar un
hombre a la Luna y que pudiera regresar a salvo 'antes del fin
de la década'. Esta decisión se materializó en un intenso
programa de vuelos espaciales tripulados a gran escala. Las
naves Gemini albergaban dos tripulantes y estaban construidas
para funcionar largos periodos de tiempo y desarrollar
técnicas espaciales de encuentros y ensamblajes con otras
naves. Entre 1965 y 1966 se llevaron a cabo diez misiones
dentro de este programa.
Durante el vuelo del Gemini 4, el comandante Edward H. White,
de las fuerzas aéreas, se convirtió en el primer astronauta
estadounidense en realizar un paseo espacial. Con la ayuda de
un sistema autopropulsado de gas a presión, permaneció 21
minutos en el espacio. Mientras las naves Gemini 6 y 7 se
hallaban juntas en órbita, en diciembre de 1965 se acercaron a
muy pocos metros una de otra. Al cabo de 20 horas, mientras la
Gemini 6 aterrizaba, la Gemini 7 continuó orbitando, hasta
completar un total de 334 horas. Este vuelo de casi 14 días de
duración obtuvo datos e información médica sobre los seres
humanos en el espacio, vitales para asegurar el éxito de la
misión lunar Apolo, que duraría 10 días. Además, sirvió para
poner a prueba la viabilidad de los sistemas de compartimentos
de combustible de hidrógeno y oxígeno. En los vuelos de los
Gemini 10, 11 y 12 se llevaron a cabo varios encuentros y
acoplamientos con vehículos espaciales que habían sido puestos
en órbita previamente.
Al finalizar el último vuelo del programa Gemini, los
astronautas estadounidenses habían acumulado un total de 2.000
horas de vuelos tripulados en el espacio, aventajando a los
soviéticos, y unas 12 horas en paseos espaciales (EVA).
7.3 Los programas Soyuz y Apolo
El año 1967 fue trágico para ambas potencias espaciales. El 27
de enero, durante una prueba en Tierra de la nave Apolo en
cabo Kennedy, se inició un fuego en el módulo de control de la
tripulación, con tres hombres a bordo. Debido a la atmósfera
de oxígeno puro presurizado en el interior de la nave, un
incendio repentino rodeó y causó la muerte de los astronautas
Grisson, White y Roger B. Chaffee. Como consecuencia de este
incidente, el programa Apolo sufrió un retraso de más de un
año, mientras se volvía a revisar el diseño de la nave y los
materiales.
El 23 de abril de 1967, el cosmonauta Komarov despegó en el
primer vuelo tripulado de la nueva nave soviética Soyuz. La
nave tenía espacio para tres cosmonautas, además de un
compartimento para trabajar y realizar experimentos, accesible
a través de una escotilla. Cuando entró en la atmósfera
terrestre y desplegó los paracaídas de aterrizaje, las cuerdas
de éste se enredaron, provocando la muerte del piloto. El
programa soviético se reanudó dos años más tarde.
En octubre de 1968 se lanzó el primer vuelo tripulado del
proyecto Apolo mediante el sistema propulsor Saturno 1B. Los
astronautas Schirra, R. Walter Cunningham y Donn F. Eisele,
dieron 163 vueltas alrededor de la Tierra, comprobando el
funcionamiento de los equipos, haciendo fotografías y
transmitiendo imágenes de televisión. En diciembre de 1968 el
Apolo 8, que llevaba a bordo a los astronautas Borman, Lovell
y William A. Anders dio diez vueltas alrededor de la Luna y
volvió a la Tierra. El Apolo 9, tripulado por James A.
McDivitt, David R. Scott y Russel L. Schweickart, realizó
pruebas de separación, encuentro y acoplamiento del módulo
lunar (ML) de aterrizaje, en una misión de 151 vueltas a la
Tierra. El vuelo del Apolo 10, que llevaba a bordo al
astronauta Stafford, al capitán de corbeta John W. Young y al
capitán de fragata Eugene A. Cernan, dio 31 vueltas a la Luna,
en preparativos para un posterior alunizaje. Según estaba
planeado, Stafford y Cernan se trasladaron desde el módulo de
comando del Apolo (MC) al módulo lunar, con el que
descendieron hasta una distancia de 16 km de la superficie de
la Luna, mientras el astronauta Young pilotaba el módulo de
comando. Después, en la fase ascendente, realizaron con éxito
las maniobras de aproximación y acoplamiento al módulo de
comando, entraron en él y abandonaron el módulo lunar,
encendiendo los cohetes para regresar a la Tierra. El programa
Apolo estaba ya listo para llevar astronautas a la Luna. Véase
Seres humanos en la Luna, más abajo.
Mientras tanto, la URSS lanzó la nave no tripulada Zond a una
órbita lunar, llevando cámaras y especies biológicas a bordo.
En octubre de 1968 el coronel Gueorgui T. Beregovoi dio 60
vueltas a la Luna con la nave Soyuz 3. Las naves Soyuz 4 y
Soyuz 5 completaron en órbita terrestre maniobras de
aproximación y acoplamiento en enero de 1969. Con ambas naves
acopladas, los cosmonautas Alexéi S. Yeliseyev y el teniente
coronel Yevgueni V. Khrunov salieron en un paseo espacial de
la Soyuz 5 a la Soyuz 4, pilotada por el coronel Vladímir A.
Shatalov. En octubre de 1969 despegaron las naves Soyuz 6, 7 y
8 con un día de diferencia, se encontraron en órbita, pero no
llegaron a acoplarse. La Soyuz 9, tripulada por dos
cosmonautas, batió el récord de duración de un vuelo,
permaneciendo en el espacio casi 18 días en junio de 1970.
8 SERES HUMANOS EN LA LUNA
En el año 1969, la humanidad logró realizar el viejo sueño de
pisar la Luna. El 16 de julio despegó la histórica nave Apolo
11. Una vez en la órbita lunar, Edwin E. Aldrin y Neil A.
Armstrong se trasladaron al módulo lunar. Michael Collins
permaneció en la órbita lunar pilotando el módulo de control
después de la separación y apoyando las maniobras del módulo
lunar. Este último descendió a la Luna y se posó sobre la
superficie el 20 de julio, al borde del Mar de la
Tranquilidad. Horas más tarde, Armstrong descendió por una
escalerilla con su traje espacial y puso su pie sobre la Luna.
Sus primeras palabras fueron: “Éste es un pequeño paso para un
hombre, pero un gran salto para la humanidad”. Pronto le
siguió Aldrin y ambos astronautas estuvieron caminando más de
dos horas por la Luna. Recogieron 21 kg de muestras del suelo,
tomaron fotografías y colocaron un artefacto para detectar y
medir el viento solar, un reflector de rayos láser y un
sismógrafo. Armstrong y Aldrin clavaron en el suelo una
bandera de Estados Unidos y hablaron por radio con el
presidente Richard M. Nixon en la Casa Blanca. Comprobaron que
no era difícil caminar y correr bajo una gravedad seis veces
menor que la de la Tierra. Millones de personas pudieron
seguir en directo la retransmisión vía satélite del
acontecimiento.
Ya de regreso al módulo lunar, los astronautas se quitaron los
trajes espaciales y descansaron unas horas antes de despegar.
Abandonaron la Luna en vuelo vertical en el módulo de ascenso,
dejando en la superficie lunar la parte inferior del módulo
lunar que actuó como plataforma de lanzamiento. El módulo de
ascenso se desechó tras acoplarse al módulo de comando, al que
regresaron los dos astronautas. El regreso del Apolo 11 se
realizó sin contratiempos y la nave cayó a las aguas del
océano Pacífico, de donde fue recuperada, cerca de Hawai, el
24 de julio.
Ante la posibilidad de que organismos lunares contaminaran la
Tierra, los astronautas se vistieron con trajes de aislamiento
biológico antes de salir de la nave y fueron sometidos a una
cuarentena de tres semanas. Su salud no se vio afectada.
8.1 Apolo 12
El siguiente vuelo a la Luna empezó el 14 de noviembre de 1969
con el lanzamiento del Apolo 12, llevando a bordo a los
astronautas Charles Conrad, Richard F. Gordon y Alan L. Bean.
Una vez en órbita lunar, Conrad, piloto y comandante, y Bean,
piloto del módulo lunar, pasaron a este último. Se posaron al
norte de la cadena montañosa Riphaeus, a unos 180 m del lugar
donde lo hiciera dos años antes el Surveyor 3.
Los dos astronautas exploraron las inmediaciones, en dos fases
de casi cuatro horas cada una. Realizaron pruebas científicas,
tomaron fotografías, recogieron muestras de suelo lunar y se
llevaron algunos elementos de la sonda Surveyor 3 para
examinarlos de regreso a la Tierra. Después de despegar y
trasladarse al módulo de comando que pilotaba Gordon,
amerizaron con éxito y fueron recogidos el 24 de noviembre.
También fueron sometidos a cuarentena.
El Apolo 12 supuso un gran adelanto respecto del Apolo 11, en
especial en la precisión del alunizaje, lo que llevó a planear
la posibilidad de que el Apolo 13 alunizara en terreno más
accidentado.
8.2 Apolo 13
El 11 de abril de 1970 fue lanzado al espacio el Apolo 13,
llevando a bordo al veterano Lovell, a Fred W. Haise y a John
L. Swigert. El vehículo estuvo muy cerca del desastre cuando
se averió en vuelo un tanque de oxígeno. Tuvieron que cancelar
el alunizaje y, utilizando los sistemas de emergencia, se
consiguió traerlos de vuelta a la Tierra, amerizando al sur de
la isla Pago Pago, en el sur del océano Pacífico, el 17 de
abril.
8.3 Apolos 14 y 15
El Apolo 14 retomó la fallida misión de su predecesor y fue
lanzado el 31 de enero de 1971, después de efectuar las
modificaciones necesarias para evitar fallos como el ocurrido
en el Apolo 13. Shepard y Edgar D. Mitchell alunizaron con
éxito con el módulo lunar sobre la accidentada zona Fra Mauro,
mientras que el astronauta Stuart A. Rossa permanecía en
órbita lunar pilotando el módulo de comando. Shepard y
Mitchell estuvieron más de nueve horas explorando una zona
constituida por las rocas más antiguas de la Luna, recogiendo
unos 43 kg de muestras geológicas e instalando instrumentos
científicos. Regresaron sin problemas a la Tierra el 9 de
febrero de 1971.
El Apolo 15 fue lanzado el 26 de julio de 1971, llevando a
bordo a David R. Scott como comandante, a James B. Irwin como
piloto del módulo lunar y a Alfred M. Worden como piloto del
módulo de comando. Scott e Irwin pasaron dos días en la Luna y
18 horas fuera del módulo, al borde del Mar Imbrium, próximos
a la fisura de Hadley, de 366 m de profundidad, y a la cadena
montañosa de los Apeninos, una de las más altas de la Luna.
Durante su exploración de la superficie lunar, de 18 horas y
37 minutos de duración, recorrieron más de 28,2 km con un
vehículo eléctrico de exploración lunar de cuatro ruedas.
Instalaron instrumentos científicos y recogieron unos 91 kg de
rocas, entre ellas lo que se pensaba que era una muestra
cristalina de la corteza original de la Luna, de una
antigüedad de unos 4.600 millones de años. Dejaron una cámara
de televisión para retransmitir el despegue y, antes de dejar
la órbita lunar, soltaron un subsatélite de 35,6 kg, diseñado
para transmitir información sobre campos magnéticos,
gravitacionales y de alta energía del espacio lunar. Durante
su regreso, Worden realizó un paseo espacial de 16 minutos,
cuando la nave estaba a 315.400 km de la Tierra, una distancia
récord para los paseos espaciales realizados hasta entonces.
Los astronautas del Apolo 15 amerizaron sin problemas el 17 de
agosto, a unos 530 km al norte de Hawai, y fue la primera
tripulación de vuelta de la Luna que no se sometió a
cuarentena.
8.4 Apolo 16 y 17
El 16 de abril de 1972 los astronautas Young, Charles Moss
Duke y Thomas Kenneth Mattingly partieron hacia la Luna en el
Apolo 16 para explorar los altos de Descartes y las planicies
de Cayley. Mientras Mattingly permanecía en órbita, los otros
dos astronautas se posaron en la zona prevista el 20 de abril.
Pasaron 20 horas y 14 minutos en la Luna realizando pruebas,
recorriendo unos 26,6 km en el vehículo lunar y recogiendo más
de 97 kg de muestras de rocas.
El programa lunar de Estados Unidos culminó con el Apolo 17
que viajó del 6 al 19 de diciembre de 1972. Durante el viaje
de 13 días de duración, el veterano astronauta Cernan y el
geólogo Harrison H. Schmitt pasaron 22 horas en la Luna y
recorrieron 35 km en el vehículo lunar, explorando la zona del
valle de Taurus-Littrow, mientras Ronald E. Evans permanecía
en órbita.
9 ESTACIONES ESPACIALES
Las primeras naves construidas como estaciones espaciales
fueron la Salyut y el Skylab, diseñadas para permanecer largos
periodos en la órbita terrestre mientras las tripulaciones
iban y venían en otras naves. Esto daba la oportunidad de
llevar a cabo numerosos y valiosos experimentos y
observaciones astronómicas.
9.1 Estaciones soviéticas
La estación soviética Salyut 1, de 18.600 kg, fue lanzada al
espacio el 19 de abril de 1971. Tres días después, la nave
Soyuz 10, con tres cosmonautas a bordo, se acopló a la
estación espacial. Por algún motivo desconocido, los
astronautas no entraron en la estación, se desacoplaron y
regresaron a la Tierra. En junio, la nave Soyuz 11 se acopló a
la estación Salyut 1 y su tripulación de tres hombres entró en
ella para realizar un vuelo que alcanzó el récord de 24 días.
En ese tiempo llevaron a cabo numerosos experimentos
biológicos y estudios sobre recursos de la Tierra. Sin
embargo, a su regreso a la Tierra ocurrió una tragedia y los
tres cosmonautas soviéticos —Feorgi T. Dobrovolsky, Vladislav
N. Volkov y Víktor I. Patsayev— perecieron a causa de una fuga
de aire en una válvula. Su muerte fue instantánea al no tener
puestos los trajes espaciales. El programa soviético sufrió
otro contratiempo cuando la Salyut 2, lanzada en abril de
1973, quedó fuera de control y se perdieron partes de ella.
La Unión Soviética continuó su programa con la Salyut 3 (junio
de 1974-enero de 1975), la Salyut 4 (diciembre de 1974-febrero
de 1977) y la Salyut 5 (junio de 1976-agosto de 1977). La
Salyut 6 (septiembre de 1977-julio de 1982) y la Salyut 7
fueron visitadas por numerosas tripulaciones internacionales
de países como Cuba, Francia e India, así como por la primera
mujer que realizó un paseo espacial: Svetlana Savitskaya, que
participó en el viaje de la nave Soyuz T12, del 17 al 29 de
julio de 1984. Uno de los vuelos más importantes del programa
Soyuz/Salyut tuvo lugar en 1984, cuando los cosmonautas Leonid
Kizim, Vladímir Soloviov y Oleg Atkov pasaron 237 días a bordo
de la Salyut 7 antes de regresar a la Tierra; fue el vuelo más
largo de la época. La estación Salyut 7 fue abandonada a
mediados de 1986.
La estación espacial Mir fue construida por los soviéticos
como sucesora de la Salyut y lanzada el 20 de febrero de 1986
desde el Cosmódromo de Baikonur, en Kazajstán. Concebida por
los soviéticos para ser la primera estación espacial
permanentemente ocupada por una tripulación, contaba con seis
terminales de acoplamiento y tenía capacidad para alojar a dos
cosmonautas. En 1987 el coronel Yuri Romanenko pasó 326 días a
bordo de la estación, batiendo un nuevo récord de permanencia
en el espacio. El 12 de abril de ese mismo año los soviéticos
lograron con éxito acoplar a la estación el módulo astrofísico
Kvant, de 11 toneladas. Este módulo, equipado con cuatro
telescopios de rayos X, estaba diseñado para unirse a la
estación Mir y observar una supernova que había estallado
recientemente en una galaxia cercana, la Gran Nube de
Magallanes. Los rayos X del estallido de la estrella,
bloqueados por la atmósfera terrestre, no podían detectarse
desde la Tierra. Entre 1987 y 1988 los cosmonautas soviéticos
Vladímir Titov y Musa Manarov lograron permanecer en el
espacio un total de 366 días; sin embargo, en 1995 el médico
Valeri Polyakov completó 438 días de permanencia,
estableciendo un nuevo récord.
Cuatro años después, en 1999, la estación fue abandonada por
falta de financiación y permaneció sin tripulación hasta abril
de 2000, cuando la ocuparon los astronautas rusos Serguéi
Zaliotin y Alexandr Kaleri, que llegaron a bordo de la misión
Soyuz PM-30. Los dos cosmonautas repararon la estación y
permanecieron en ella hasta el 16 de junio de 2000, fecha en
la que quedó en régimen de control automático hasta su caída
controlada a la Tierra, que tuvo lugar el 23 de marzo de 2001.
9.2 Estaciones estadounidenses
El programa estadounidense Skylab era más extenso y complejo
que el de la Unión Soviética. El Skylab, lanzado con las dos
primeras fases del cohete Saturno 5, pesaba 88.000 kg, frente
a los 18.600 kg de la Salyut. En contraste con los 99 m2
estimados del interior de la estación soviética, el Skylab
tenía 357 m2, unas 3,5 veces mayor. El Skylab funcionaba como
laboratorio en órbita terrestre. Se utilizó para realizar
observaciones astronómicas del Sol, así como multiespectrales
de la Tierra, y llevar a cabo numerosos experimentos
tecnológicos y científicos, como el crecimiento
metálico-cristalino en ausencia de gravedad, además de
estudios médicos de larga duración sobre la salud de sus tres
tripulantes.
El Skylab se averió durante su lanzamiento el 25 de mayo de
1973, pero su tripulación, formada por el veterano astronauta
Conrad, por Joseph P. Kerwin y por Paul J, Weitz, lo reparó
durante un paseo espacial. El vuelo duró 28 días. Una segunda
tripulación pasó 59 días y una tercera, 84. El programa Skylab
se consideró un éxito. Se emplearon más de 740 horas en la
observación del Sol con telescopios, se tomaron más de 175.000
fotografías de este astro y se obtuvieron unos 64 km de cinta
con datos, además de 46.000 fotografías de la Tierra. El 11 de
julio de 1979, al cumplir con su órbita número 34.981, el
Skylab cayó a la Tierra; sus fragmentos ardiendo se
precipitaron sobre zonas habitadas del oeste de Australia y
sobre el océano Índico.
9.3 Estación Espacial Internacional
El gobierno de Estados Unidos, en cooperación con Rusia,
Canadá, Japón y los países miembros de la Agencia Espacial
Europea, proyectó la construcción de una estación espacial
para ser ensamblada en el espacio. La denominada Estación
Espacial Internacional, conocida también como ISS (siglas en
inglés), es un proyecto de elevado coste.
La etapa de diseño de este histórico proyecto duró una década,
entre 1983 y 1993, año en el que la NASA firmó un acuerdo de
colaboración con la Agencia Espacial Rusa. La ISS, cuyo coste
estimado es de unos 60.000 millones de dólares, será cinco
veces mayor que la estación rusa Mir y estará formada por más
de 100 elementos. Para su construcción serán necesarios más de
40 vuelos espaciales y 1.100 horas de actividades
extra-vehiculares, una cifra superior a todas las invertidas
hasta la fecha en las misiones espaciales tripuladas. La ISS
podrá acoger a una tripulación permanente de siete
astronautas.
El 20 de noviembre de 1998 la Agencia Espacial Rusa puso en
órbita la primera sección de la ISS, el Zariá (‘amanecer’), un
módulo que servirá como fuente de energía y propulsión para
otras piezas durante el periodo de construcción. La segunda
pieza, de fabricación estadounidense y denominada Unity, salió
de la Tierra dos semanas después a bordo de la lanzadera
espacial Endeavour. El 6 de diciembre ambos módulos fueron
acoplados en órbita por el equipo de astronautas del Endeavour.
El tercer módulo, el Zvezdá, construido por Rusia, quedó
acoplado a los dos anteriores el 26 de julio de 2000. El 10 de
febrero de 2001 quedó ensamblado a la Estación el primer
laboratorio científico de la ISS, el módulo Destiny. A partir
de julio de 2001 los astronautas pudieron salir al espacio
directamente, sin la ayuda de un transbordador, debido al
acoplamiento a la Estación de la unidad estadounidense Quest.
En septiembre quedó unida a la Estación otra cámara de
descompresión, la rusa Pirs, que, además de actuar como
escotilla de salida, permitía el atraque de tres naves de
forma simultánea.
En abril de 2002 se inició una nueva fase en la construcción
de la ISS con la instalación, sobre el módulo Destiny, del
primer segmento (S0, S-Zero) de lo que será una estructura
transversal de unos 110 metros que servirá de base a nuevos
elementos. Esta gran estructura, la “columna vertebral” de la
Estación, contará también con un sistema de raíles por los que
se moverá una plataforma que facilitará las tareas de
construcción y mantenimiento. En octubre y noviembre del mismo
año quedaron instalados dos nuevos elementos de esta larga
estructura, el S1 y el P1, dos enormes vigas ubicadas una a
cada lado del segmento S0.
La primera tripulación permanente de la ISS, integrada por el
astronauta estadounidense William Shepherd y los rusos Yuri
Gidzenko y Serguei Krikaliov, llegó a la Estación el 2 de
noviembre de 2000. En abril de 2001, los países socios del
proyecto de construcción de la ISS autorizaron el viaje a la
Estación del primer “turista” espacial, el financiero
estadounidense Dennis Tito, quien permaneció seis días a bordo
de la ISS a principios de mayo.
La Estación Espacial Internacional es el intento más ambicioso
para establecer un lugar en el que puedan habitar seres
humanos fuera de la atmósfera terrestre. Además de ser un
importante centro de investigación, de tener éxito, la
estación se convertirá también en un punto de escala para los
viajes de exploración a otros cuerpos del Sistema Solar. Una
vez completada, está previsto que se mantenga operativa entre
unos 10 y 15 años.
10 PROGRAMAS ACTUALES Y FUTUROS
A principios de la década de 1980, el Sistema de Transporte
Espacial (STS, en inglés), más conocido como la lanzadera o
transbordador espacial, se convirtió en el mayor programa
espacial de Estados Unidos. Al surgir problemas con el STS se
decidió emplear vehículos de lanzamiento desechables (ELVs, en
inglés). En la década de 1990 Estados Unidos tenía previsto
sustituir el transbordador espacial por una nueva nave, la
X–30, pero por dificultades presupuestarias se optó por
utilizar una combinación de ELVs y lanzaderas para poner en
órbita satélites y naves espaciales.
10.1 Transbordador espacial
El transbordador o lanzadera espacial es un avión espacial
tripulado de múltiples usos, diseñado para despegar y entrar
en órbita llevando naves de hasta 3.000 kg, con siete
tripulantes y pasajeros. La parte superior de la nave tenía
una vida estimada de unas 100 misiones y a su regreso a la
Tierra sería capaz de realizar maniobras de aterrizaje. Su
versatilidad y su capacidad para desplegar, rescatar y reparar
satélites en órbita hizo que sus defensores la consideraran un
gran adelanto en la exploración del espacio. Sin embargo, sus
detractores estimaron que la NASA estaba poniendo demasiada
confianza en la nave, en detrimento de otras misiones no
tripuladas.
La primera misión de la lanzadera espacial, pilotada por John
W. Young y Robert Crippen a bordo de la nave Columbia, se
inició el 1 de abril de 1981. Se trataba de un vuelo de
pruebas en vacío. El quinto vuelo de la lanzadera espacial fue
la primera misión real. Los astronautas del Columbia
desplegaron dos satélites de comunicaciones comerciales entre
el 11 y 16 de noviembre de ese año. Entre los siguientes
vuelos dignos de mención destacan el séptimo, entre cuya
tripulación se encontraba la primera mujer astronauta
estadounidense, Sally K. Ride; el noveno, entre el 28 de
noviembre y el 8 de diciembre de 1983, que transportaba el
primer Spacelab de la Agencia Espacial Europea; el undécimo,
entre el 7 y el 13 de abril de 1984, durante el cual se
rescató un satélite, se reparó y se volvió a desplegar; y el
decimocuarto, entre el 8 y el 14 de noviembre de 1984, que
rescató dos costosos satélites averiados para traerlos a la
Tierra.
A pesar de estos éxitos, la lanzadera se fue retrasando en
cuanto a los lanzamientos programados, pasó a ser utilizada
cada vez con mayor frecuencia en pruebas militares, y empezó a
sufrir la fuerte competencia del programa Ariane de la Agencia
Espacial Europea en la puesta en órbita de satélites
comerciales. Por otro lado, el 28 de enero de 1986 la
lanzadera Challenger estalló al minuto de haber despegado
debido a un fallo en una junta de sus cohetes. Murieron siete
astronautas: el comandante Francis R. Scobee, el piloto
Michael J. Smith y los especialistas de la misión Judith A.
Resnik, Ellison S. Onizuka, Ronald E. McNair, Gregory B.
Jarvis y Christa McAuliffe. Esta última había sido
seleccionada años atrás para ser la primera maestra en el
espacio y la representante civil del programa del
transbordador. La tragedia paralizó completamente el programa
de vuelos hasta que se analizaron y volvieron a diseñar todos
los sistemas. Una comisión presidencial, encabezada por el ex
secretario de Estado William Rogers y el veterano astronauta
Neil Armstrong, culpó del accidente a la NASA y a sus sistemas
de mantenimiento del control de calidad.
Como consecuencia del desastre del Challenger se volvieron a
diseñar las juntas de los cohetes para evitar que se
reprodujera el accidente del 28 de enero. La reanudación de
los vuelos de la lanzadera tuvo lugar el 29 de septiembre de
1988 con el Discovery, que llevaba cinco astronautas a bordo.
En esta misión se puso en órbita el satélite de comunicaciones
de la NASA TDRS–3 y se llevaron a cabo numerosos experimentos.
El éxito de esta misión animó a Estados Unidos a continuar su
programa de vuelos espaciales. En 1990 la lanzadera desplegó
el telescopio espacial Hubble, que había costado 1.500
millones de dólares, pero por un defecto del espejo principal
no pudo funcionar con la resolución prevista hasta que fue
reparado en 1993. A partir de 1995 el transbordador realizó
también una serie de misiones a la estación Mir, y a finales
de 1998 tuvo lugar su primera misión a la Estación Espacial
Internacional.
A mediados de 2002, los ingenieros de la NASA descubrieron
pequeñas grietas en las cubiertas metálicas internas de los
sistemas principales de propulsión de todos sus
transbordadores, por lo que se decidió paralizar temporalmente
las misiones correspondientes previstas para esas fechas. Los
vuelos se reanudaron en octubre del mismo año con el
lanzamiento del transbordador Atlantis hacia la Estación
Espacial Internacional.
El 1 de febrero de 2003 el Columbia, en la misión 107 del
transbordador, sufrió un trágico accidente que costó la vida a
sus siete tripulantes. Después de un vuelo orbital de 16 días
de duración en el que se realizaron numerosos experimentos, el
transbordador estalló al reentrar en la atmósfera. Las
investigaciones sobre las posibles causas del accidente se
centraron rápidamente en la protección térmica del ala
izquierda de la nave. Los vuelos de los tres transbordadores
ahora disponibles (Discovery, Atlantis y Endeavour) se
suspendieron, probablemente hasta principios de 2004, a la
espera de que se determinen las causas de la tragedia y se
hagan las correcciones y reajustes pertinentes; esto, a su
vez, supone un retraso en otros programas espaciales, en
particular el desarrollo de la Estación Espacial
Internacional.
10.2 Perspectivas
Con los contratiempos que supusieron el mal funcionamiento del
telescopio espacial Hubble y las fugas en los tanques de
combustible de hidrógeno del transbordador espacial, no
parecía que el programa espacial de Estados Unidos pudiera
llegar a cumplir sus objetivos para la década de 1990. Además
de la estación espacial tripulada, uno de esos objetivos era
la construcción de la nave X–30, proyectada para despegar como
los aviones convencionales y autopropulsarse hasta llegar a la
zona orbital con potentes estatorreactores, que no llegó a
realizarse. La Iniciativa de Lanzamiento Espacial de la NASA
se ocupa en la actualidad de estudiar el nuevo proyecto de
avión orbital reutilizable, lo que sería la segunda generación
de transbordadores espaciales. Todavía ha de pasar bastante
tiempo antes de abordar otros objetivos más ambiciosos, como
el de establecer una base en la Luna y enviar astronautas a
explorar el planeta Marte.
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