Vuelo espacial para niños
El vuelo espacial se refiere a los viajes que las naves espaciales realizan fuera de la atmósfera terrestre. Aunque en el espacio exterior no hay aire para "volar" como lo hacen los aviones, usamos este término para describir el movimiento de vehículos que se desplazan por el espacio. Un vuelo espacial puede ser realizado por gobiernos o por empresas privadas, puede llevar personas (tripulado) o solo máquinas (no tripulado), y puede ser para orbitar la Tierra o para ir más lejos.
Contenido
Historia del Vuelo Espacial
La idea de viajar al espacio ha existido por mucho tiempo. En 1861, un astrónomo escocés llamado William Leitch propuso por primera vez la idea de usar cohetes para viajar por el espacio. Más tarde, en 1903, el científico ruso Konstantín Tsiolkovski publicó un trabajo importante sobre cómo explorar el espacio con dispositivos de reacción.
El vuelo espacial se hizo más posible gracias al trabajo de Robert Goddard en 1919. Él mejoró los cohetes de combustible líquido y demostró que podían funcionar en el vacío del espacio. Aunque al principio no lo tomaron muy en serio, su trabajo fue muy importante.
Sus ideas inspiraron a Hermann Julius Oberth y luego a Wernher von Braun. Von Braun fue clave en la creación de los primeros cohetes modernos. Uno de sus cohetes, el cohete V2, fue el primero en llegar al espacio en 1944, alcanzando una altura de 189 kilómetros.
En la Unión Soviética, el trabajo de Tsiolkovski inspiró a Serguéi Koroliov. Él desarrolló cohetes muy potentes que se usaron para lanzar el primer satélite artificial de la Tierra, el Sputnik 1, el 4 de octubre de 1957. Luego, en 1961, uno de sus cohetes, el Vostok 1, llevó a Yuri Gagarin, el primer ser humano en orbitar la Tierra.
Después de la Segunda Guerra Mundial, von Braun y su equipo se unieron a Estados Unidos. Allí, ayudaron a desarrollar cohetes como el Juno 1 y el SM-65 Atlas. Estos cohetes permitieron lanzar el satélite Explorer 1 en 1958 y enviar al primer estadounidense a orbitar la Tierra, John Glenn, en 1962, a bordo de la cápsula Friendship 7.
Como director del Centro Marshall de vuelos espaciales, von Braun supervisó la creación del cohete Saturno V. Este cohete gigante fue el que llevó a los primeros humanos, Neil Armstrong y Buzz Aldrin, a la Luna en la misión Apolo 11 en julio de 1969.
Fases de un Vuelo Espacial
Lanzamiento de Cohetes
Los cohetes son la única forma actual de llegar al espacio. Un lanzamiento de cohete suele hacerse desde un espaciopuerto (también llamado cosmódromo). Estos lugares están lejos de las ciudades por seguridad y para evitar el ruido.
Los lanzamientos a menudo se programan en "ventanas de lanzamiento" específicas. Esto significa que solo hay ciertos momentos en los que es ideal lanzar un cohete, dependiendo de la posición de la Tierra y otros cuerpos celestes.
Una plataforma de lanzamiento es una estructura fija desde donde se lanza el cohete. Incluye una torre de lanzamiento y una zanja para desviar el fuego de los motores.
Alcanzar el Espacio Exterior
La mayoría de los expertos definen el espacio exterior como todo lo que está más allá de la Línea de Kármán, que se encuentra a 100 kilómetros (62 millas) sobre la superficie de la Tierra. Algunos en Estados Unidos lo definen a partir de los 80 km (50 millas).
Los cohetes son la forma más práctica de llegar al espacio. Los motores de aviones normales no pueden hacerlo porque necesitan oxígeno del aire. Los motores de cohetes expulsan gases para generar el empuje necesario para escapar de la gravedad terrestre.
Para los vuelos con tripulación, a menudo se instalan sistemas de escape para que los astronautas puedan salir de la nave en caso de emergencia.
Otras Ideas para Llegar al Espacio
Se han propuesto muchas ideas para llegar al espacio sin usar solo cohetes. Algunas son el ascensor espacial o los lanzadores electromagnéticos. También se están desarrollando aviones espaciales que usan cohetes o motores especiales para alcanzar el espacio.
Dejar la Órbita Terrestre
Para viajar a la Luna o a otros planetas, no siempre es necesario entrar en una órbita cerrada alrededor de la Tierra. Sin embargo, las misiones Apolo a la Luna primero entraban en una órbita temporal alrededor de la Tierra. Esto les daba tiempo para revisar la nave y asegurarse de que todo estaba bien antes de emprender el largo viaje a la Luna.
Las misiones robóticas (sin tripulación) a menudo usan una inyección directa, lo que significa que van directamente hacia su destino sin hacer una órbita de estacionamiento. Esto es más eficiente en combustible.
Astrodinámica: El Estudio de las Trayectorias
La astrodinámica es la ciencia que estudia cómo se mueven las naves espaciales, especialmente bajo la influencia de la gravedad y la propulsión. Ayuda a que una nave llegue a su destino en el momento correcto y usando la menor cantidad de combustible posible.
Reentrada a la Atmósfera
Cuando un vehículo espacial regresa a la Tierra, tiene mucha energía de movimiento. Esta energía debe disiparse para que el vehículo aterrice de forma segura y no se queme en la atmósfera. Este proceso se llama reentrada atmosférica. Los vehículos de reentrada tienen formas especiales para protegerse del calor extremo que se genera al rozar con el aire.
Aterrizaje y Recuperación
Las primeras cápsulas espaciales de Estados Unidos (Mercury, Gemini, Apolo) aterrizaban en el mar con la ayuda de paracaídas. Las cápsulas rusas Soyuz usan un paracaídas grande y pequeños cohetes para aterrizar en tierra. El transbordador espacial aterrizaba como un avión.
Después de un aterrizaje exitoso, la nave espacial, sus ocupantes y la carga se recuperan. A veces, la recuperación se hace incluso antes de que la nave toque tierra, usando aviones especiales para atraparla mientras desciende con su paracaídas.
Tipos de Vuelos Espaciales
Vuelos No Tripulados
Un vuelo no tripulado es cualquier actividad espacial que no necesita personas a bordo. Esto incluye sondas espaciales, satélites y robots que exploran el espacio. La primera misión no tripulada fue el Sputnik 1 en 1957. Las misiones con animales a bordo, pero sin personas, también se consideran no tripuladas.
Ventajas de los Vuelos No Tripulados
Los robots son muy útiles para muchas misiones espaciales porque son más económicos y menos riesgosos. Además, algunos lugares como Venus o el entorno de Júpiter son demasiado peligrosos para los humanos con la tecnología actual. Los planetas más lejanos, como Saturno, Urano y Neptuno, están tan lejos que solo las sondas robóticas pueden explorarlos. Los robots también pueden ser esterilizados para evitar llevar microorganismos de la Tierra a otros planetas.
Vuelos Tripulados
El primer vuelo espacial tripulado fue el Vostok 1, el 12 de abril de 1961, con el astronauta Yuri Gagarin de la URSS. Hoy en día, las naves Soyuz (Rusia) y Shenzhou (China) son las que se usan regularmente para llevar personas al espacio. El Transbordador STS de Estados Unidos estuvo en uso desde 1981 hasta 2011.
Vuelos Suborbitales
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En un vuelo espacial suborbital, la nave llega al espacio y luego regresa a la atmósfera siguiendo una trayectoria curva, sin dar una vuelta completa alrededor de la Tierra. Esto suele durar solo unos minutos. La sonda Pioneer 1 fue un ejemplo de vuelo suborbital, alcanzando una gran altura antes de regresar a la Tierra.
Es mucho más fácil llegar al espacio que permanecer en órbita. La energía necesaria para cruzar la Línea de Kármán (100 km de altura) es solo una pequeña parte de la energía que se necesita para entrar en una órbita baja alrededor de la Tierra.
Vuelos Punto a Punto
El vuelo espacial suborbital punto a punto es una idea para transportar personas rápidamente entre dos lugares lejanos en la Tierra. Por ejemplo, un viaje de Londres a Sídney que hoy dura más de 20 horas, podría reducirse a menos de una hora. Aunque ninguna empresa ofrece esto todavía, SpaceX ha mostrado planes para hacerlo en el futuro con su vehículo Starship.
Vuelos Orbitales
Un vuelo espacial orbital es mucho más complejo que uno suborbital. Para lograrlo, la nave espacial debe alcanzar una velocidad muy alta y constante alrededor de la Tierra. Esta velocidad es crucial para que la nave se mantenga en una órbita estable y no caiga de nuevo a la atmósfera.
Viajes Interplanetarios
Un viaje interplanetario es un viaje entre planetas dentro del mismo sistema planetario, como los viajes entre los planetas de nuestro Sistema Solar.
Viajes Interestelares
Un viaje interestelar es un viaje entre estrellas. Actualmente, cinco naves espaciales (Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 10, Pioneer 11 y New Horizons) están saliendo de nuestro Sistema Solar. Sin embargo, la estrella más cercana, Próxima Centauri, está tan lejos que la Voyager 1 tardaría más de 74.000 años en llegar. Se están investigando nuevas tecnologías de propulsión para hacer estos viajes más rápidos.
Viajes Intergalácticos
El vuelo espacial intergaláctico se refiere a los viajes entre diferentes galaxias. Esto es considerado mucho más difícil que el viaje interestelar y, con la tecnología actual, es algo que solo vemos en la ciencia ficción.
Las naves espaciales son vehículos diseñados para moverse y controlar su trayectoria en el espacio. Se dice que el módulo lunar del programa Apolo fue la primera "nave espacial" verdadera, porque fue diseñada para operar solo en el espacio y no en la atmósfera.
La mayoría de las naves espaciales usan cohetes para impulsarse. Sin embargo, otras tecnologías como los propulsores iónicos son cada vez más comunes, especialmente para vehículos no tripulados, ya que pueden ser más eficientes.
Sistemas de Lanzamiento
El sistema de lanzamiento es lo que lleva una nave espacial desde la Tierra hasta el espacio.
Sistemas Desechables
Actualmente, la mayoría de los vuelos espaciales usan sistemas de lanzamiento multietapa que se desechan después de cada uso.
Sistemas Reutilizables
La primera nave espacial reutilizable, el X-15, realizó un vuelo suborbital en 1963. El primer transbordador espacial parcialmente reutilizable, el Transbordador STS, fue lanzado por Estados Unidos en 1981. Se construyeron seis de estos transbordadores, y cinco de ellos volaron al espacio. El Enterprise se usó solo para pruebas de aterrizaje. Los otros fueron Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis y Endeavour. El Challenger se perdió en un incidente en 1986, y el Columbia en 2003.
El Transbordador espacial Columbia segundos después de la ignición de los motores en la misión STS-1
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'Lanzamiento del Transbordador Columbia en la misión STS-2
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La Unión Soviética lanzó su propia nave espacial automática parcialmente reutilizable, la Burán, en 1988, pero solo hizo un vuelo.
El Transbordador STS fue retirado en 2011 debido a su antigüedad y alto costo. Ahora, se están desarrollando nuevos vehículos, como el Crew Exploration Vehicle (CEV), para transportar personas.
El SpaceShipOne fue un avión espacial suborbital reutilizable de una empresa privada que ganó un premio en 2004. Su sucesor, el SpaceShipTwo, está siendo desarrollado para llevar turistas espaciales.
Desafíos del Vuelo Espacial
Incidentes en el Espacio
Los vehículos de lanzamiento contienen mucha energía, y siempre hay un riesgo de que esta energía se libere de forma inesperada. Por ejemplo, cuando un cohete Delta II explotó en 1997, las ventanas de edificios a 16 kilómetros de distancia se rompieron por la onda expansiva.
El espacio es un entorno predecible, pero existen riesgos como la pérdida de presión en la nave o fallos en el equipo.
Ingravidez
En el espacio, los humanos experimentan la sensación de ingravidez. Al principio, esto puede causar mareos. A largo plazo, la falta de gravedad puede provocar problemas de salud, como la pérdida de densidad ósea y el debilitamiento de los músculos y el corazón.
Radiación en el Espacio
Fuera de la atmósfera terrestre, la radiación de los cinturones de Van Allen, el Sol y el espacio profundo es un problema. Las grandes explosiones en el Sol pueden liberar mucha radiación en minutos, lo que es peligroso. La radiación cósmica también aumenta el riesgo de desarrollar cáncer con el tiempo.
Sistemas de Soporte Vital
En los vuelos espaciales tripulados, el sistema de soporte vital es un conjunto de equipos que permiten a los humanos sobrevivir en el espacio. Estos sistemas proveen aire, agua y comida, mantienen la temperatura y presión adecuadas, y eliminan los desechos. También protegen contra la radiación y los micrometeoritos. Estos sistemas son vitales y se diseñan con mucha seguridad.
Meteorología Espacial
La meteorología espacial se refiere a las condiciones cambiantes en el espacio exterior, especialmente cerca de la Tierra. Incluye fenómenos como el plasma, los campos magnéticos y la radiación. Estas condiciones pueden afectar a las naves espaciales, por ejemplo, cambiando la densidad de la atmósfera y haciendo que los satélites en órbita baja pierdan altura más rápido. Las tormentas solares pueden dañar los sensores o la electrónica de las naves.
Consideraciones Ambientales
Los cohetes no son muy contaminantes por naturaleza, pero algunos usan combustibles que no son amigables con el medio ambiente. Algunos cohetes sólidos contienen químicos que pueden crear agujeros temporales en la capa de ozono. Las naves que reingresan a la atmósfera también pueden afectar la capa de ozono.
Además de los efectos atmosféricos, existe el problema de la basura espacial. Hay una creciente cantidad de escombros de satélites y vehículos viejos en órbita, lo que podría hacer que el espacio cercano a la Tierra sea inaccesible en el futuro. Por eso, muchos aparatos nuevos están diseñados para regresar a la Tierra después de su uso.
Aplicaciones del Vuelo Espacial
El vuelo espacial tiene muchas aplicaciones importantes, como:
- Satélites de observación terrestre, que nos ayudan a estudiar la Tierra y su clima.
- Exploración espacial, para aprender más sobre el universo.
- Satélites de comunicaciones, que permiten las llamadas telefónicas y el internet en todo el mundo.
- Televisión por satélite.
- Navegación por satélite, como el GPS.
- Turismo espacial, para que las personas puedan viajar al espacio por diversión.
- Protección contra asteroides que podrían ser peligrosos.
- Colonización espacial, la idea de vivir en otros lugares del espacio.
Al principio, los gobiernos financiaron la mayor parte del desarrollo espacial. Pero hoy en día, muchos servicios espaciales, como los satélites de comunicaciones, son comerciales.
El vuelo espacial privado está creciendo rápidamente. Empresas privadas están desarrollando sus propios cohetes y naves espaciales, buscando reducir los costos y hacer el espacio más accesible para todos.
Véase también
En inglés: Spaceflight Facts for Kids
- Vuelo espacial tripulado
- Vuelo espacial privado
- Vuelo espacial orbital
- Anexo:Récords de vuelos espaciales
