Naves espaciales

¿Es cierto que una nave que va a la luna tiene que dar varias vueltas a la tierra, y a la luna antes de alunizar?, ¿Por qué?
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Sí, es cierto.
Hay dos razones principales para que el viaje entre la Tierra y la Luna se efectúe en tres etapas; órbitas de espera alrededor de la Tierra, trayectoria translunar y órbitas de espera alrededor de la Luna: economía y seguridad. El vuelo directo es posible, pero mucho más costoso y arriesgado.
Primera razón: economía. Teóricamente se necesita la misma energía para el viaje sea éste directo o no, pero si se hace por etapas que incluyan órbitas de espera esta energía se consume más lentamente, es decir, la potencia desarrollada puede ser menor, de manera que el empuje necesario al despegue es también menor. Para subir a un tercer piso es más fácil hacerlo por tres tramos de escalera normal inclinada que por una sola escalera vertical adosada en la fachada.
En astronáutica existen dos valores de velocidad importantes: la primera velocidad cósmica que es la velocidad mínima necesaria para que un móvil pueda colocarse en órbita alrededor de la Tierra; 7,9 km/s = 28440 km/h y la segunda velocidad cósmica o velocidad de escape que es la mínima velocidad necesaria para que un móvil escape de la atracción gravitatoria de la Tierra; 11,2 km/s = 40320 km/h. Estos 40000 km/h son los que necesita un cohete para escapar de la atracción de la Tierra y realizar un vuelo directo a la Luna; el empuje necesario que debe desarrollar este cohete es demasiado elevado para motores cohete convencionales. El empuje necesario para que el mismo cohete alcance los 28400 km/h y se ponga en órbita es mucho menor. Una vez en órbita, se propulsa nuevamente el cohete para que alcance los 40000 km/h y, ahora sí, escape definitivamente hacia la Luna. Aunque la gravedad de la Luna es mucho menor que la terrestre (alrededor de 1/6) las mismas consideraciones (con otros valores de velocidad: 1,68 km/s = 6048 km/h y 2,37 km/s = 8532 km/h respectivamente) son aplicables al viaje de regreso.
Segunda razón: seguridad. La Luna es un blanco difícil: órbita la Tierra a unos 3.700 km/h. Apuntar a este blanco es complicado por la imposibilidad de trazar una línea recta a través de las corrientes cruzadas de gravedad en el espacio. El tirón combinado de la Tierra y de la Luna varía a medida que cambia la posición de la nave espacial entre ellas. Lo mismo es aplicable al regreso desde la Luna a la Tierra. Por todo esto y por la imprecisión técnica inherente a cualquier proyecto tecnológico, el viaje está sometido a errores y fallos de todo tipo. La longitud del viaje significa que incluso un error menor en la velocidad de despegue o la dirección al principio puede conducir a un enorme error al final. Debido a la siempre presente posibilidad de un fallo importante, cualquier planificación de un viaje espacial debe incluir oportunidades de hacer una pausa, comprobar las cosas y efectuar correcciones.
Esta es una breve relación de un viaje Apoyo: La primera etapa lleva la nave hasta una órbita de aparcamiento, a 160 km. De la superficie de la Tierra, donde los astronautas y controladores pueden verificar su equipo antes de seguir adelante con la misión. Una vez que las comprobaciones son satisfactorias, en el momento preciso se enciende la tercera fase del cohete Saturno que durante cinco minutos y medio hace salir a la nave de la órbita, para inyectar velocidad hasta los 40000 km/h de escape. Después se apagan los motores y la nave viaja durante tres días por la inercia, recorriendo unos 385000 km. En este tiempo se suceden las verificaciones de posición y trayectoria efectuando correcciones. El campo gravitatorio terrestre va frenando la nave hasta llegar a 336.000 km. De nuestro planeta, momento en el que de nuevo comienza a acelerar porque en ese punto la gravedad de la Luna comienza a superar a la de la Tierra y ahora es atraída por aquella. El vuelo está planificado como de libre regreso, para que si no fuese posible conectar de nuevo los motores, o la Luna no estuviera donde debiera, la trayectoria de la nave llegaría a un punto máximo de una órbita muy elíptica y volvería automáticamente a la Tierra. Si por el contrario, se llega al punto deseado junto a la luna, su influencia gravitatoria desvía la nave hacia ella y la catapulta, como una honda, de nuevo a casa. Pero si todo es correcto, los motores se encienden en la cara oculta de la Luna para frenar la velocidad y caer en una órbita Lunar alta de 110 km de la superficie lunar. Esta órbita es otra pausa para la verificación de trayectoria y posición. Dos órbitas después, una segunda puesta en marcha del motor, frena la nave para dejarla caer a una órbita menor a 16 km. En el punto más próximo. Después de otras 10 órbitas de descanso y verificación, dos miembros de la tripulación entran en el módulo Lunar, se separan del módulo de mando y descienden.
Para el regreso, los motores cohete del módulo lunar lo aceleran hasta alcanzar al módulo de mando que quedó en órbita; los astronautas cambian de nave y encienden los motores del módulo de mando de regreso a la Tierra, entrando finalmente en la órbita terrestre de espera. La trayectoria completa del viaje tiene forma de ocho, con vueltas adicionales alrededor de ambos cuerpos.

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