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La Astronáutica es una Tecnología basada en la Física, que estudia los diferentes aspectos relacionados con los vuelos espaciales: la palabra nació de la mente del escritor francés Rosny Ainé. En palabras del científico y escritor Arthur C.Clarke, "no hay camino de retorno al pasado, las únicas opciones, como ya dijo Wells, son el Universo o la nada". La Humanidad necesita salir al espacio exterior, no sólo por el hecho de descubrir y habitar nuevos mundos, sino por su propia supervivencia.
Asociada a la investigación sobre la Astronáutica, es posible desarrollar nuevos servicios, muchos de ellos fundamentales para el progreso de la civilización, que no pueden obtenerse por otro medio. Unicamente mediante satélites puede establecerse un sistema global de comunicaciones, realizar prospecciones a gran escala de los recursos naturales de los continentes y océanos de nuestro planeta o bien obtener una imagen general de las condiciones metereológicas que afectan a la Tierra.
La importancia de las investigaciones espaciales para la vida en la Tierra es una simple cuestión de supervivencia. La conquista del espacio ha tenido y tendrá gran importancia científica experimental e inmediata para los sectores industriales y técnicos, por lo que, indudablemente, supone un adelanto para el conjunto de la Humanidad. Puede ser cierto que, en sus inicios, la investigación espacial fuese una cuestión de prestigio, pero no en la actualidad. El COSPAR, comité internacional dedicado a la Ciencia espacial, es el foro donde todos los Estados dan cuenta de sus programas de investigación y de sus resultados para su discusión en un ambiente internacional exclusivamente científico.
La dificultad de falta de recursos de algunos países para entrar en la aventura espacial se atenúa mediante el desarrollo de proyectos cooperativos, bilaterales y multilaterales con objetivos de investigación. En Europa se ha creado la ESA, Agencia espacial europea, en la que once estados miembros y algunos asociados contribuyen al desarrollo de un programa espacial homogéneo. Las comunicaciones fijas (Intelsat), las móviles (Inmarsat), la metereología (Meteosat), la teledetección para la observación de fenómenos naturales (Nimbus 7), la actividad de vuelos tripulados (Apolo-Soyuz), etc., son hoy proyectos multinacionales de los que se benefician países más y menos avanzados, en una empresa conjunta bajo una única bandera: la de la Ciencia.
LOS PIONEROS
El gran pionero científico de la Astronáutica fue un humilde maestro de escuela ruso, Konstantin E.Tsiolkovsky (1875-1935): "la humanidad no permanecerá eternamente en la Tierra. Penetrará, al principio tímidamente, en pos de la luz y el espacio, fuera de los límites de la atmósfera, y luego conquistará toda la extensión circunsolar". Con sus trabajos sobre propulsión y dinámica, sentó las bases de la Astronáutica; en 1903 propuso un motor cohete cuyo combustible era una mezcla de hidrógeno y oxígeno líquidos, constituyentes básicos del propergol utilizado actualmente. Hasta 1926, las ideas no se hicieron realidad: el 16 de Marzo, el ingeniero norteamericano Robert H.Goddard (1882- 1945), dispararó en Auburn, Massachusetts, el primer cohete con propergol líquido (gasolina y oxígeno líquido). El propergol es el conjunto combustible (reductor)-comburente ( oxidante) utilizado en los motores cohete. A partir de entonces, los cohetes irían ocupados con propulsantes sólidos o líquidos, según las características de la misión encomendada.
Werner Von Braun proporcionó el impulso definitivo a la naciente Ciencia de la Astronáutica, con el V-2, primer misil balístico de la Historia. Los alemanes lanzaron más de un millar contra Londres durante la 2ª guerra mundial, aunque sólo 70 alcanzaron el objetivo, debido a la escasa precisión de su sistema de navegación. Finalizada la guerra, gran parte de los científicos que estaban con Von Braun fueron trasladados a los Estados Unidos, mientras que otros pasaron a trabajar para la Unión Soviética. Los norteamericanos, bajo la dirección de Von Braun, perfeccionaron las V-2, llegando a obtener un cohete de dos etapas, el Bumper-Wac, que en 1949 alcanzó una altura de 393 m. Posteriormente construyeron los cohetes Aerobee, Viking y Neptune. Los soviéticos asombraron al mundo al poner en órbita alrededor de la Tierra el primer satélite artificial, el Sputnik 1, el 4 de Octubre de 1957, comenzando así la Era del Espacio. El Sputnik 1 pesaba 83,5 kg, tenía 58 cm de di metro, 65º de inclinación de órbita, 227 km de perigeo y 946 km de apogeo, completando una órbita en 95 minutos. El cohete portador se desintegró el 1 de diciembre, después de 879 órbitas a la Tierra. El satélite dejó de ser operativo el 4 de enero de 1958.
El 3 de Noviembre del mismo año sería lanzado el Sputnik 2, desde el Cosmopuerto de Baikonur, llevando a bordo a la perra Laika, que moriría, según el plan previsto, a los 6 días del lanzamiento: fue la primera víctima del espacio. El satélite desapareció el 14 de abril de 1958, al cabo de 2368 órbitas. El primer intento USA de poner en órbita un satélite se produce el 6 de diciembre de 1957, cuando después de comenzar a elevarse, cae pesadamente el cohete portador Vanguard. Finalmente, el 1 de Febrero de 1958, el Explorer 1 se convierte en el primer satélite artificial norteamericano, puesto en órbita por el cohete Júpiter C. Descubre el cinturón radiactivo de Van Allen, que rodea a la Tierra a una altura de 1500 a 45000 km. El Explorer 1 pesaba 14 kg y tuvo un perigeo de 360 km y un apogeo de 2549 km.
EL AMANECER DE LA EXPLORACION
El 12 de Abril de 1961 permanecerá sin duda como una de las fechas memorables de la historia de la Humanidad. Ese día, el teniente Yuri Gagarin, de la Unión Soviética, orbitaba por primera vez la Tierra, permaneciendo 1 hora y 48 minutos a bordo de la nave Vostok 1, y lo más importante, había regresado en perfectas condiciones. La misión fue de gran riesgo; la cápsula donde viajó Gagarin era una esfera de 2,3 m de diámetro, cinco toneladas de peso, con un control manual muy limitado, sistemas básicos de microclima interior, baterías, un transmisor para comunicar con la Tierra, suministradores de aire respirable, escudo calorífico para proteger la cápsula en la reentrada a la atmósfera, y un asiento eyectable (el cosmonauta abandonaba la nave antes de que ésta tocase tierra). El cohete lanzador era un Vostok. El PROGRAMA VOSTOK constó de 6 lanzamientos, cerrándose con el Vostok 6, que colocó en el espacio a la primera mujer astronauta, Valentina Tereshkova. En los meses siguientes, los norteamericanos trataron de contestar al reto soviético con el PROGRAMA MERCURY, y dos vuelos suborbitales, el de Alan B.Shepard, el 5 de Mayo de 1961 a bordo de la Mercury MR-III, bautizada con el nombre de Freedom 7, y el de Virgil I.Grissom, el 21 de Julio del mismo año, en la Mercury MR-IV, bautizada Liberty Bell 7. Shepard voló 15 m y 22 s en una trayectoria balística de 190 km de apogeo, antes de zambullirse con los paracaídas de frenaje en un punto del Océano, donde fue rescatado junto con la cápsula. Grissom voló 15 s más, pero en el amerizaje la cápsula hizo agua, perdiéndose para siempre y teniendo que abandonarla a nado.
El programa Vostok rivalizó así con el Mercury: era la carrera ruso-americana por la conquista del espacio, por el prestigio que se jugaban ambas superpotencias en una época donde la paz se basaba en el equilibrio del terror. El 20 de Febrero de 1962 fue lanzada la Friendship 7 con el astronauta John H.Glenn a bordo, que igualaba la hazaña de Gagarin con un vuelo orbital lleno de peligrosas incertidumbres: la cápsula amerizó cuando su temperatura hizo peligrar la vida de Glenn. Los tres últimos vuelos Mercury (Aurora 7, Sygma 7 y Faith 7, en Mayo de 1963, proporcionaron los datos para la realización del PROGRAMA GEMINI, cuyo objetivo fue estudiar las reacciones de los astronautas tras largos períodos de permanencia en el espacio: los vuelos Gemini debían sentar las bases del salto americano a la Luna, algo similar a lo que perseguían los soviéticos con el PROGRAMA VOSHOD.
El 27 de Agosto de 1962, el Mariner 2, lanzado por el cohete Atlas-Agena B, se constituye en el inicio de la exploración americana de los planetas vecinos, pasando el 14 de diciembre a 34758 km de Venus y transmitiendo datos de temperaturas en órbita solar. El Marte 1 soviético es la primera sonda al planeta rojo, pasando a 200.000 km en julio de 1963 en órbita solar.
CUESTION DE PRESTIGIO
Entre 1964 y 1966, 12 satélites Gémini y 2 satélites Voshod orbitaron la Tierra. Los soviéticos se apuntaron un éxito pionero: los tres cosmonautas del Voshod I viajaron sin trajes presurizados y en el vuelo del Voshod II tuvo lugar la primera salida de un hombre, A.A.Leonov, al espacio. Sin embargo, globalmente, los logros del programa americano fueron mayores, en el aspecto de los experimentos sobre larga permanencia humana en el espacio y encuentro y atraque en órbita de naves espaciales.
El 28 de Julio de 1964, la Ranger 7, lanzada por el cohete Atlas-Agena D impacta en la Luna, transmitiendo 4316 fotografías durante sus últimos 15 minutos de existencia. El 28 de noviembre, la Mariner 4 es lanzada hacia Marte, transmitiendo 22 fotografías de su superficie, siendo ésta la primera misión de la estación española de Robledo de Chavela. Mientras, la Zond 2 ruso pierde el contacto en su misión a Marte, aunque antes fotografía la cara oculta de la Luna. El 3 de junio de 1965, el Gemini 4, lanzado por el cohete Titán 2, convierte a Edward H.White en el primer astronauta americano que realiza un paseo espacial al abandonar durante 21 minutos la cápsula a la que queda unido por un delgado cordón de 7 metros de largo. El 3 de febrero de 1966, el Luna 9 (URSS), aluniza suavemente en el Océano de las Tormentas, al oeste de los cráteres Reiner y Marius, transmitiendo fotografías durante tres días. El 11 de noviembre de 1966 vuela el último Gemini, el 12, con Lovell y Aldrin, que trabaja durante 2 horas fuera de la cápsula, atado con una cuerda de 8 metros. El 27 de enero de 1967, Grissom, White y Chaffee, que iban a ser los primeros tripulantes de los vuelos Apolo, mueren en el interior de su cápsula al declararse un incendio con atmósfera de oxígeno puro. El 23 de abril de 1967 muere el soviético Komarov a bordo de la Soyuz 1, al enredarse los cables del paracaídas, precipitando la cápsula.
Pero la auténtica carrera entre las dos superpotencias tenía un denominador común: pisar la Luna. Mientras los americanos diseñaban su PROGRAMA APOLO, los soviéticos perdían un tiempo precioso con su accidentado PROGRAMA SOYUZ, de Abril de 1967 a Agosto de 1974, que les obligaría a abandonar la carrera hacia el satélite y reorientar sus esfuerzos con el PROGRAMA SALJUT, una estación orbital que podía funcionar automáticamente con tripulación a bordo. El Saljut 1 fue puesto en órbita el 19 de Abril de 1971, sin tripulación y, dos días más tarde, atracaba junto a él la nave tripulada Soyuz 10, pero los cosmonautas Shatalov, Jeliseiev y Rukavichnikov no pasaron de una a otra. En el siguiente vuelo, la Sojuz 11, con Dobrovolsky, Patsaiev y Volkov, inauguró la estación, pero la misión acabó en tragedia: el 30 de Junio de 1971, tras un mes de permanencia en el espacio, cuando tras el regreso se abre la escotilla, los tres cosmonautas aparecen muertos, debido probablemente al brusco cambio de presiones causado por una fisura en la estructura de la nave, coincidiendo con la reentrada en la atmósfera.
EL PROGRAMA APOLO
Dentro de los programas espaciales, destaca el Apolo, por lo que tuvo de incisivo, directo, práctico y preciso. La exploración de la Luna era un paso obligado en el salto a los viajes interplanetarios tripulados, tanto por lo que suponía de experimentación práctica de tecnologías y sistemas, como desde una perspectiva de establecimiento de bases permanentes en su suelo, menos accesibles pero más ventajosas que las orbitales. El presidente Kennedy se comprometió el 25 de mayo de 1961 a enviar un hombre a la Luna antes de que finalizase la década: éste fue el punto de partida del PROGRAMA APOLO. Aunque la misión concluyó con el Apolo 17, la cumbre del programa ocurrió el 21 de julio de 1969 cuando Neil Armstrong, comandante de la nave Apolo 11, descendía del módulo posado en la superficie lunar.
Las primeras etapas fueron de dominio soviético: la Lunik 1, una sonda de 370 kg, fue la pionera de la exploración lunar (enero de 1959), aunque falló su objetivo y se perdió en el espacio. Lunik 2 impactó en la Luna pero no envió información; Lunik 3 (octubre de 1959) circunvaló la Luna y fotografió su cara oculta. La carrera por colocar un hombre en la Luna no había hecho más que empezar. Los norteamericanos, recuperados de su fracaso en las 4 primeras sondas del PROGRAMA PIONEER, contraatacaron a partir de 1964 con tres series de vehículos de exploración automática: los Rangers, los Surveyor y los Lunar Orbiter. El esfuerzo se desarrollaba paralelamente a los vuelos Mercury y Gemini tripulados orbitales, porque las experiencias de unos y otros confluirían después en un programa definitivo de conquista de la Luna: el APOLO.
Las Rangers eran sondas de impacto: de las nueve lanzadas, solo las tres últimas fotografiaron el objetivo. Las siete Surveyor (1966-1968) eran de alunizaje suave, obteniendo datos de composición y propiedades mecánicas del suelo lunar y las cinco Lunar Orbiter (1966-1967) eran plataformas en órbita lunar para la confección de mapas selenitas. Mientras tanto, el PROGRAMA LUNIK soviético consiguió el alunizaje suave de la Lunik 9 en el Océano de las Tormentas el 3 de febrero de 1966, continuando hasta abril de 1968 con la Lunik 14, de la que apenas se facilitó información, y el PROGRAMA ZOND, bastante heterogéneo (estudio de Venus, Marte y la Luna), no avanzó demasiado. El 26 de febrero de 1966 comenzaron los lanzamientos específicos del Programa Apolo. Los seis primeros vuelos, no tripulados, estuvieron dedicados principalmente al estudio del lanzador más adecuado. La sonda Apolo constaba de tres módulos: el de mando (Columbia en el Apolo 11), de forma cónica y con capacidad para tres personas, alojaba a los astronautas durante el viaje hacia la Luna y el regreso a Tierra. El módulo de servicio contenía elementos de propulsión, depósitos de oxígeno, helio e hidrógeno y equipos de producción de energía eléctrica, era cilíndrico y permanecía unido al módulo de mando hasta la reentrada de éste en la atmósfera. El módulo lunar (Aguila en el Apolo 11), era el vehículo de descenso a la superficie; su sección inferior alojaba los retrocohetes para el descenso y el tren de aterrizaje y la superior, con capacidad para dos pilotos, el motor cohete de ascenso.
La tragedia del Apolo 1 retrasó considerablemente la primera misión Apolo tripulada, el Apolo 7, con Schirra, Eisele y Cunningham, del 11 al 22 de octubre de 1968, con un cohete lanzador Saturno IB. El Apolo 8, con Borman, Lovell y Anders, del 21 al 27 de diciembre de 1968, 147 horas, lanzador Saturno V, primer vuelo tripulado que se escapó de la atracción terrestre, primer vuelo tripulado a la Luna y primer lanzamiento del Saturno V con tripulación. El Apolo 9, con McDivitt, Scott y Schweickart, del 3 al 13 de marzo de 1969, 241 horas. El Apolo 10, con Stafford, Young y Cernan, del 18 al 26 de mayo de 1969: evaluación visual y fotográfica en baja altitud de los lugares de posibles alunizajes. El Apolo 11, con Armstrong, Collins y Aldrin, del 16 al 24 de julio de 1969, 195 horas, primer alunizaje de una tripulación, al sur del mar de la Tranquilidad, y primera actividad extravehicular sobre la Luna; primera recogida de muestras sobre el suelo lunar.
A mediodía del 20 de julio, Armstrong y Aldrin abrieron las escotillas y pasaron del módulo de mando al lunar, y 4 horas más tarde descendían en una órbita elíptica de acercamiento hasta 15 km. de la superficie lunar. El motor de descenso funcionó automáticamente durante 12 minutos; después, Armstrong tomó el control manual: "avanzamos...avanzamos...todo va bien...12 metros...descendemos a 2,6 km./h...levantamos una ligera polvareda...nos deslizamos un poco a la derecha...". Las cuatro patas telescópicas del Eagle se asentaron al fin en el terreno con seguridad. Aldrin apaga el motor y segundos después la voz del comandante del vuelo confirmaba: "aquí base de la Tranquilidad; el Aguila ha alunizado".
Collins y Armstrong se pusieron sus equipos dorsales y fue Armstrong el primero que descendió por la escalerilla. Millones de telespectadores le observaban en ese "pequeño paso para el hombre pero grande para la Humanidad". Describió emocionadamente el suelo y las rocas lunares mientras recogía muestras. Ya con Aldrin, dispusieron un reflector láser destinado a medir la distancia Tierra-Luna y un sismómetro para registrar las sacudidas sísmicas lunares y los impactos de meteoritos. Los dos encontraron divertido desplazarse por saltos con una gravedad seis veces más débil que sobre la Tierra. Después de dos horas y media y con una carga de 22 kg de muestras lunares, subieron de nuevo a bordo del Eagle, descansaron y despegaron el 22 de julio para efectuar el encuentro con el Columbia. A su llegada a la Tierra, el 24 de julio, los tres astronautas fueron envueltos en trajes de aislamiento biológico, embarcados en un remolcador, transportados por aire hasta Houston y puestos en cuarentena durante 30 días.
El Apolo 12, con Conrad, Gordon y Bean, del 14 al 24 de noviembre de 1969, 244 horas, aterrizaje de precisión al sur del Océano de las Tormentas y norte del mar de los Humores, primer despliegue de instrumentos científicos importantes y primera recogida de elementos procedentes de la sonda Surveyor 3. Apolo 13, con Lovell, Swigert y Haise, del 11 a 17 de abril de 1970, 142 horas: después de una explosión en el módulo de servicio, el módulo lunar fue utilizado como embarcación de salvamento para el retorno a la Tierra. Con destino a Fra Mauro, a 320 km. al este del lugar de aterrizaje del Apolo 12, y 56 horas después del lanzamiento, un depósito de oxígeno del módulo de servicio hizo explosión, destruyendo el motor y los productos consumibles destinados al módulo de mando Odisea. La nave no poseía entonces más que de reservas mínimas. Debido a que el motor del módulo de servicio no podía ser encendido, se decidió utilizar una trayectoria de urgencia para que el módulo de mando rodease la Luna y volviera hacia la Tierra. El motor de descenso del módulo lunar fue encendido para efectuar las correcciones de trayectoria. La situación del Apolo 13 era grave, ya que eran precisos tres días y medio para volver a la Tierra. La tripulación se deslizó dentro del módulo lunar Acuario y racionó cuidadosamente su consumo de electricidad y oxígeno; más tarde, volvieron a ocupar el módulo de mando, pusieron en servicio sus circuitos eléctricos y lo separaron del Acuario para penetrar, una hora más tarde, en la atmósfera terrestre y posteriormente aterrizar, el 17 de abril, a 6,5 km. del buque de recuperación.
El Apolo 14, con Shepard, Roosa y Mitchell, del 31 de enero al 9 de febrero de 1971, 216 horas, primer aterrizaje de una tripulación en una región montañosa de la Luna, al sur del cráter Copérnico y al norte del mar de las Nubes; actividades importantes extravehiculares sobre la Luna. Apolo 15, con Scott, Worden e Irving, del 27 de julio al 7 de agosto de 1971, 295 horas, primera exploración de una zona montañosa (mar de Invierno) y de una grieta o ranura lunar, primer uso del vehículo de exploración y primer lanzamiento de un subsatélite en órbita lunar. Apolo 16, con Young, Mattingly y Duke, del 16 al 27 de abril de 1972, 265 horas, alunizaje al oeste del mar del Néctar, exploración de montañas lunares y de la formación Cayley; primera utilización de la Luna como laboratorio astronómico. Apolo 17, con Cernan, Evans y Schmitt, del 7 al 19 de diciembre de 1972, 302 horas, alunizaje entre los mares de la Serenidad y la Tranquilidad, la más larga de las misiones Apollo, la más larga permanencia sobre la Luna, la mayor distancia recorrida en el vehículo de exploración, mayor cantidad de muestras recogidas y la primera participación de un científico (un geólogo), en una misión espacial.
DINAMICA ESPACIAL
La dinámica de los cuerpos artificiales lanzados al espacio mediante sistemas de propulsión con motores cohete es muy similar. Mientras atraviesan la atmósfera terrestre, están sometidos a la aplicación simultánea de la fuerza de empuje del motor cohete, las fuerzas aerodinámicas (rozamientos) y las fuerzas de atracción de Newton, por lo que su estudio dinámico es muy diferente del de los astros; pero cuando termina la propulsión y el móvil artificial asciende en la atmósfera hasta una zona en que la densidad del aire se hace prácticamente nula, desaparecen las fuerzas aerodinámicas y su trayectoria queda regida exclusivamente por las fuerzas naturales. Existen dos tipos de trayectorias: balística (tiro parabólico) con fines científicos o militares (misiles), y orbital, que puede ser terrestre (satélites) o si se aleja de la Tierra hasta que la fuerza de atracción de la Luna, Sol o planetas se haga dominante, sonda lunar, solar o planetaria.
Se puede considerar que, aunque los lanzamientos son verticales, se trata en todos los casos de tiros parabólicos. La trayectoria que siga el objeto lanzado depende fundamentalmente de la velocidad del lanzamiento. Podemos considerar las siguientes velocidades de lanzamiento y sus correspondientes trayectorias:
a) velocidad baja, inferior a 7,9 km./s, la trayectoria es una parábola y el proyectil incide de nuevo en el suelo. b) velocidad algo mayor, pero sin llegar a 7,9 km./s: trayectoria elíptica y caída a la Tierra a gran distancia del punto de lanzamiento. c) velocidad de satelización, 7,9 km./s, mínima velocidad que debe llevar el objeto para colocarse en órbita circular alrededor de la Tierra. d) velocidad mayor a la de satelización pero inferior a 11,2 km./s (velocidad de escape): la trayectoria es elíptica, el objeto describe órbitas elípticas alrededor de la Tierra, más excéntricas al aumentar su velocidad de lanzamiento. e) velocidad de escape, 11,2 km./s, el objeto escapa al campo gravitatorio terrestre y se convierte en un planeta artificial del Sistema Solar que seguirá la misma órbita de la Tierra. f) velocidad superior a la de escape: el cuerpo sigue una trayectoria hiperbólica respecto a la Tierra y se inyectaría en una órbita alrededor del Sol distinta a la terrestre. g) velocidad cósmica (42 km./s): con esta velocidad de lanzamiento, el objeto se libera de la atracción solar y se convierte en un astro artificial vagando por el espacio.
Para colocar una sonda en una órbita alrededor de un planeta, hay que inyectarlo primeramente en órbita heliocéntrica para después acceder a una ruta de encuentro con el planeta mediante impulsos de velocidad proporcionados por los motores de la sonda. Por otro lado, la sonda pasará en su órbita heliocéntrica por el campo gravitatorio de otros planetas, predominantes a esas distancias sobre el solar, por lo que la sonda puede recorrer su órbita heliocéntrica saltando de un planeta a otro utilizándolos como trampolines: es el efecto de honda gravitatoria, basado en la segunda ley de Kepler.
Cuando la sonda o el satélite es inyectado en la órbita por el lanzador, cohete o lanzadera espacial, puede ser "dejado" en la órbita si el lanzador se sitúa en ella a la velocidad adecuada, aunque lo normal es que el lanzador suba al satélite y luego le inyecte en la órbita comunicándole la velocidad de inyección requerida para que el satélite pueda orbitar. En este caso, la energía suministrada al lanzador en el despegue es la potencial más la cinética, la potencial para alcanzar la altitud, y la cinética para determinar la naturaleza de la trayectoria. Con el fin de reducir el gasto energético, se escoge una altitud mínima entre 150 y 200 km. A 200 km., una velocidad horizontal de 7800 km./s conduce a una órbita circular. De 7800 a 11030 m/s, se obtienen órbitas elípticas. La velocidad que corresponde a la órbita geoestacionaria es de 10250 m/s. (a mayor altura, menor velocidad). A 11030 m/s, velocidad de escape, la trayectoria es parabólica y el satélite queda libre del campo gravitatorio. Para liberarse más rápidamente y entrar en el campo de gravedad solar o de otros planetas, es indispensable una velocidad mayor. Si el lanzador se limita a "subir" al satélite hasta cierta altura, pero la órbita en la que se sitúa el lanzador no es la que se desea para el satélite, habrá que suministrar una energía adicional en el lanzamiento para conseguir que el satélite se sitúe en la órbita adecuada. Pueden ser los propios propulsores del satélite los que actúan para alcanzar la velocidad exigida en la órbita elegida o para cambiar su órbita cuando ésta no coincide con la del lanzador.
En general, la energía cinética de lanzamiento del sistema lanzador-satélite, igual a 1/2 de la masa total por la velocidad de lanzamiento al cuadrado, debe ser igual a la energía potencial para ascender a la altura requerida (r=distancia al centro de la Tierra), igual a masa por g por radio tierra por 1 menos radio tierra/r, más la energía cinética que hay que comunicar al satélite para que pueda orbitar en la órbita fijada. La velocidad horizontal de inyección o de puesta en órbita del satélite, que es distinta a la velocidad de lanzamiento, se halla de igualar la fuerza centrífuga con la gravitatoria, y es igual a la raíz cuadrada de g por el radio de la tierra al cuadrado/r. Esto indica que a mayor altura, menor velocidad horizontal de inyección o de puesta en órbita del satélite, pero mayor velocidad de lanzamiento del sistema cohete- satélite.
Una órbita geoestacionaria es una órbita alrededor de la Tierra, circular, ecuatorial y a 36.000 km. de la superficie. En esa órbita, el satélite tiene la misma velocidad de rotación que la Tierra, por lo que permanece fijo respecto a ella. El primer satélite inyectado en una órbita de este tipo fue el Syncom III en agosto de 1964. Hoy en día hay tantos satélites en esta órbita que se plantean problemas de saturación, y reclamaciones jurídicas de soberanía por parte de los países de la zona ecuatorial.
LA LANZADERA ESPACIAL
Los científicos americanos y soviéticos pensaban en un vehículo recuperable, que como un avión, consumiera solamente los propulsantes requeridos para la misión y que pudiera reacondicionarse para una nueva experiencia. En abril de 1969 se formó en la NASA un grupo de trabajo para el desarrollo de la lanzadera espacial. Así nació el Space Shuttle o transbordador espacial o lanzadera espacial, primer avión aeroespacial del programa STS (Space Transport System) norteamericano, que despega verticalmente y aterriza (sólo el Orbiter), horizontalmente, como un avión convencional. La clave del sistema es el Orbiter, o vehículo orbital, una especie de avión delta con una longitud de 37 m, una envergadura de 24 m y un peso de 70 toneladas, que aloja en su interior un gran compartimento o bodega de 18 m de largo por 4,6 m de diámetro para la instalación de carga útil. En la parte anterior se encuentra la cabina para la tripulación, con asientos para el comandante y el copiloto, especialistas de misión y carga útil detrás, y el piso inferior puede alojar pasajeros y contiene sala de estar, dormitorios y servicios.
El Orbiter es el único elemento del sistema que permanece en órbita y está equipado con tres motores cohete de hidrógeno y oxígeno líquidos, instalados en la popa, que operan desde el momento del despegue hasta las proximidades de la órbita, y otros dos motores cohete OMS (Orbital Manoeuvring System) para la inyección, cambio de órbita y frenado en la reentrada en la atmósfera. Para superar los efectos de la reentrada en la atmósfera, cuando se alcanzan temperaturas de 2300ºC, lleva un recubrimiento de 34000 piezas refractarias de sílice pura adheridas en la superficie.
El segundo elemento del Sistema es el gran depósito exterior de hidrógeno y oxígeno líquidos que alimentan los tres motores cohete principales del Orbiter; se desprende en las proximidades de la órbita, cuando se han consumido los propulsantes, y es el único elemento del Sistema no recuperable, ya que se desintegra en su reentrada en la atmósfera.
El tercer elemento del Sistema son los dos grandes motores cohete de propulsante sólido (boosters), que operan desde el momento del despegue hasta una altura de 40 km.; una vez consumido el propulsante, los boosters se desprenden y descienden con paracaídas, recuperándose en el océano. La aplicación fundamental del Sistema es la inyección de satélites en órbita baja. Para manipular los satélites que alberga el Orbiter en su bodega, extraerlos y liberarlos en el espacio, se utiliza un brazo articulado de 16 m de longitud y 500 kg de peso con mando desde la cabina. El satélite se "deja" en la órbita baja del Orbiter, y dispone de un sistema de propulsión para que lo lleve a la órbita deseada (geoestacionaria, heliocéntrica, etc.) En algún caso, como en el del laboratorio espacial Spacelab, éste permanece dentro de la bodega del Orbiter durante toda la misión, hasta el aterrizaje. El Shuttle es también idóneo para la reparación y mantenimiento de satélites en órbita, recuperación y transporte de satélites a tierra y para todas las misiones que requieran montajes en órbita.
El primer orbitador fue bautizado con el nombre de Enterprise, y su primer vuelo libre tuvo lugar el 12 de agosto de 1977, con los astronautas Haise y Fullerton a los mandos. El Enterprise se montó sobre el fuselaje de un avión de transporte Boeing 747, y se separó del avión a 7000 m de altura, recorriendo una trayectoria en U y realizando un aterrizaje perfecto. Después de otros vuelos sobre Boeing y diversas pruebas, se acopló a los demás elementos del Shuttle y está expuesto en el centro espacial Kennedy a la vista de miles de visitantes. No volvió a ser lanzado. El segundo Orbiter fue el Columbia. El 12 de abril de 1981, con Young como comandante y Crippen de piloto, el Shuttle despegó verticalmente del centro espacial Kennedy, propulsado por sus tres motores y los dos cohetes externos. La separación del depósito y los cohetes se efectuó sin novedad, recuperándose los cohetes a 243 km. del punto de lanzamiento. El sistema de maniobra funcionó bien y el Orbiter se situó en una órbita circular de 241 km. El 14 de abril, el Columbia efectuó su reentrada en la atmósfera, y realizó un aterrizaje perfecto en el lago seco Rogers, tras una misión de 54 horas.
Las características técnicas del Orbiter son las siguientes: longitud 37 m , altura 17 m, envergadura 24 m. Los 3 motores principales del Orbiter, de longitud 4 m y di metro 2,4 m, están situados en la sección posterior, y son alimentados por oxígeno e hidrógeno líquidos del depósito externo. Cada motor incorpora un controlador basado en un ordenador que regula el rendimiento y ajusta automáticamente el funcionamiento. Los 2 motores de maniobra orbital, situados en cápsulas montadas en la parte posterior del Orbiter, proporcionan el empuje necesario para la inserción en órbita, paso a órbita circular, transferencia orbital, cita espacial y abandono de la órbita.
Los cohetes externos, de 45 m de longitud, 4 m de diámetro y peso 586 kg, son recuperables por medio de paracaídas. Se encienden simultáneamente a los motores principales del orbitador para elevar verticalmente al Shuttle desde la plataforma de lanzamiento. El depósito externo tiene una longitud de 47 m, diámetro 8 m, peso 33500 kg y dos depósitos separados de oxígeno líquido e hidrógeno líquido.
Otros orbitadores han seguido al Columbia: Challenger, Discovery, Atlantis...nombres que se refieren a famosos buques de exploración marina. Las lanzaderas futuras son el Sanger alemán, monofase reutilizable, con despegue y aterrizaje horizontal, el STS 2000 francés, monofase y bifase, y el Holton británico.
PROPERGOLES
El conjunto combustible (reductor)-comburente (oxidante) utilizado en los motores cohete se denomina propergol. El más antiguo es la pólvora: azufre, carbón (reductor) y nitrato potásico o salitre (oxidante). Goddard, en 1926, hizo volar el primer cohete con propergol líquido (gasolina y oxígeno líquido). A partir de entonces, los propergoles de los cohetes serían sólidos o líquidos dependiendo del tipo de misión. Los propergoles sólidos actuales son básicamente mezclas prensadas de un combustible (resinas sintéticas, polibutadieno o caucho artificial), y un oxidante (nitratos y percloratos), a los que se añade un plastificante, aditivos para aumentar el rendimiento y estabilizantes para reducir la velocidad de la combustión. Se llaman monoergoles cuando combustible y comburente se encuentran combinados en la misma molécula (nitrocelulosa), y compuestos, cuando combustible y comburente son sustancias diferentes aunque íntimamente mezcladas.
Los propergoles líquidos son más variados, gracias a las menores dificultades del proceso de fabricación. En los monopropulsantes, el combustible reacciona por efecto del calor o por catálisis. Los bipropulsantes se componen del combustible (gasolina, alcohol, amoníaco, hidrógeno, anilina, hidracinas), y el oxidante (peróxido de hidrógeno, oxígeno líquido, ácido nítrico, flúor). La ventaja de los propergoles líquidos respecto a los sólidos es su mayor empuje por unidad de peso de propergol consumido por segundo, es decir, menor masa consumida para alcanzar la misma velocidad, así como mayor grado de control, pero plantean problemas como la necesidad de temperaturas muy bajas (-182ºC para el oxígeno líquido, -253ºC para el hidrógeno líquido), corrosiones, toxicidad, dificultades de almacenamiento y seguridad. Los propergoles sólidos son más sencillos de fabricar, son más seguros, pero tienen menor velocidad de eyección y dificultad para regular o detener su combustión. Los propergoles híbridos o litergoles, aún en período experimental, parecen reunir las ventajas de los sólidos y los líquidos. Se componen de un núcleo perforado de combustible sólido a través del cual se inyecta un oxidante líquido.
COHETES
Al referirse a cohete, debe distinguirse entre motor cohete y vehículo inyector, lanzador o simplemente cohete. El motor cohete es un motor utilizado por los vehículos espaciales, que deben funcionar en ausencia de aire. El motor cohete se basa en la tercera ley de Newton de la Dinámica, el principio de la acción y la reacción. Este principio es el que aplican los motores a reacción de los aviones: la combustión de una sustancia (gasolina o queroseno), produce gases a presión que al escapar por la tobera del motor a alta velocidad, originan una fuerza de reacción que se transforma en el empuje necesario para desplazar todo el aparato. La diferencia con el motor cohete es que la combustión en el avión tiene lugar gracias al aire tomado directamente de la atmósfera (el combustible sería la gasolina o queroseno y el oxidante o comburente el oxígeno del aire), mientras que en el motor cohete, el sistema ha de transportar todo el propergol, o sea el combustible y el oxidante, para producir el jet o chorro de gases origen del impulso.
El vehículo inyector, lanzador, o simplemente cohete, es el vehículo capaz de comunicar a la nave la energía necesaria para que se inyecte en órbita, una vez le haya subido a la altura precisa; entonces su misión concluye y posteriormente es destruido, no es recuperable: de aquí su diferencia con el Shuttle o transbordador espacial. Dado que una parte importante de la energía del cohete se emplea en vencer la atracción terrestre para ascender al punto de inyección y en vencer la resistencia aerodinámica (rozamiento), importante en las zonas bajas de la atmósfera, un solo escalón de propulsión no permite alcanzar la velocidad necesaria para la inyección en órbita. En consecuencia, son necesarias varias fases de propulsión, generalmente tres, desechables después de terminar su combustión, que comuniquen sucesivos incrementos de velocidad al cohete, cada vez menos voluminoso, y finalmente, a la carga útil o nave a inyectar. Los escalones o fases se superponen según el eje del cohete, con diámetros decrecientes hacia la proa, situándose la carga útil, satélite o sonda, en la parte superior, con sus elementos extensibles plegados.
El sistema de mando o de guiado debe permitir el giro del cohete alrededor de su centro de gravedad según tres ejes: balanceo, cabeceo y guiñada. El sistema de guiado puede ser de trayectoria programada, radioeléctrico o de telemando e inercial. El sistema de telemando utiliza medios de tierra (radar) para conocer la posición y la velocidad del cohete y una vez cotejadas con las previstas, enviar las órdenes oportunas, como rotaciones sobre los tres ejes o interrupción de la combustión de las fases, mediante señales radioeléctricas. Este sistema necesita de estaciones de seguimiento situadas a gran distancia de la base de lanzamiento.
A lo largo de la historia de la Astronáutica, el diseño de los cohetes se ha ido haciendo cada vez más sofisticado. Por su implicación en misiones importantes, pueden destacarse los cohetes Scout, Diamant, Kosmos, N, Delta, Atlas-Centauro, Ariane, Soyuz, Titán o Saturno. El Saturno V puso al Apolo 11 en órbita lunar, y fue designado por la NASA en 1963 como el vehículo inyector ideal para la misión. Consta de tres escalones de propulsión; el primero, con cinco motores alimentados con oxígeno líquido y queroseno; el segundo, con cinco motores alimentados por oxígeno e hidrógeno líquidos y el tercero con un solo motor con capacidad de reencendido en el espacio, utilizado para la inyección de la nave Apolo hacia la Luna. El peso total del Saturno V es de 2960 toneladas, longitud 110 m, y máximo diámetro 10 m.
La familia de los cohetes Delta norteamericanos comienza con el Delta de 1960 y 45 kg hasta el Delta 3920/PAM, de 1982 1312 kg y 35 m de altura. La familia de los Atlas, en su origen misil balístico, se transforma en lanzador SLV-3 como primer miembro, siendo la última versión el Atlas G/Centauro, que permite situar 2360 kg en órbita, siendo la altura del cohete de 42 m y su peso 163 toneladas. La familia de lanzadores Titán comenzó como misil balístico, lanzado en 1962. El Titán III/Centauro es esencialmente un lanzador de misiones militares, no utilizado para misiones científicas. Las familias de cohetes soviéticos más importantes son los A-2 o lanzaSoyuz, los Protón, los A-2 E (lanzador de las Luna, Venera, Mars), los B-1 (Cosmos, misiones científicas y militares, los C-1, los D-1 (Saljut), D-1e (Venera), D-1e (Zond), F-1r (Cosmos), etc. Las familias europeas son los Diamant, el Black Arrow, y los Ariane. El 24 de diciembre de 1979, el Ariane I despegaba para su primer vuelo, con éxito, desde la base de Kourou. El Ariane V puede situar hasta 15 toneladas en órbita baja y hasta 7 toneladas en órbita geoestacionaria. El modelo Ariane V configuración Hermes lleva en la proa el avión espacial Hermes, que no tendrá por misión lanzar satélites, pues resulta más económico la utilización de un cohete convencional. Sin embargo, todas las expectativas y los multimillonarios presupuestos invertidos en el Ariane V se vinieron abajo en unos instantes: pocos segundos después de su primer lanzamiento desde la base de Kourou, en la Guyana francesa, con el objetivo de poner en órbita los satélites Cluster, el cohete estallaba en el aire, poniendo fin al sueño europeo de sobrepasar a los americanos en la rentabilidad de los lanzadores.
A las dos y media de la tarde, hora española, del 4 de Junio de 1996, se daba la orden de ignición, y el motor de la etapa criogénica del Ariane V se puso en marcha. Unos instantes después se encendieron los dos aceleradores y el cohete despegó; apenas 30 segundos después, cuando el vehículo había superado los 4000 m de altitud y cuando el director de vuelo aseguraba que todos los parámetros eran normales, sucedió lo inesperado: estalló en el aire, lanzando en todas direcciones los restos del aparato y de los satélites. El cohete había dejado de ascender verticalmente, inclinándose ligeramente, y había aparecido una nube oscura cerca del morro del cohete, como si la etapa superior se hubiese colapsado; fuera de control, el Ariane se hizo explotar desde tierra, cayendo los restos dentro de una zona de seguridad. Tanto la ESA como la CNES (Agencia francesa) comunicaron la apertura de una investigación para aclarar las causas del fracaso, retrasándose el próximo lanzamiento, que estaba previsto para Septiembre de 1996.
En la actualidad, los Ariane ponen en órbita más de un 50% de los satélites de todo el planeta. El Proyecto Ariane ha cumplido más de 20 años. El primer lanzamiento de Ariane-1, lanzado en diciembre de 1979, era un vector con 4 motores, masa de 210 Tm, de las que 140 Tm eran propergoles y era capaz de situar 1.800 kg en la órbita estacionaria. Los Ariane-1 fueron un éxito, excepto el segundo y el quinto que se perdieron. Cuatro años más tarde entró en servicio el Ariane-2, más grande que el 1 pero sin significativas modificaciones. Con el Ariane-3, de 237 Tm, se crearon los primeros motores criogénicos, en los que la mezcla de combustible y comburente se realiza a más baja temperatura. Los Ariane-4, mayores, tampoco presentan grandes diferencias con sus antecesores. Es el Ariane-5 el que rompe con el modelo tradicional y se asemeja mucho al mayor cohete ruso lanzado, el Energía, con una masa de 1.000 Tm. Es menos complicado que sus antecesores, lleva cohetes auxiliares de combustible sólido, el lanzador sólo lleva dos etapas, el control de calidad es diez veces más intenso. A pesar del fracaso de su primer lanzamiento, es más barato que el Ariane-4 y en teoría más fiable, y más económico. Teniendo en cuenta que llevar una masa al espacio tiene un costo superior a su peso en oro, hay que seguir confiando en el Ariane-5.
SATELITES ARTIFICIALES
Son ingenios en órbita terrestre con misiones científicas o de aplicación muy específica. Cuando se colocan en órbitas no terrestres se denominan sondas. Constan de estructura, carga útil o conjunto de instrumentos y sistemas de apoyo para el funcionamiento de la carga útil. La estructura y la carga útil varía según la misión del satélite, pero los sistemas de apoyo son bastante comunes. Son, fundamentalmente, los siguientes: sistema de alimentación basado en la transformación de energía solar en eléctrica mediante células dispuestas en la superficie del satélite o en paneles desplegables cuando está en órbita; el sistema se completa con baterías recargables a utilizar cuando el satélite no recibe directamente luz solar. Si se requiere más potencia de alimentación, se utilizan generadores nucleares.
El sistema de telemedida se utiliza para la transmisión de datos a tierra. El sistema de telemando se utiliza para la transmisión de órdenes, como despliegue de elementos extensibles, conexión o desconexión de instrumentos, maniobras, etc. El sistema controlador de temperatura asegura que los instrumentos se mantengan en condiciones; se utilizan materiales que absorben o reflejan radiación o conducciones de líquidos. El sistema de estabilización garantiza la orientación del satélite o de algunos de sus elementos, como antenas, paneles solares, instrumentos astronómicos , etc. Este sistema utiliza chorros de gas que producen rotaciones, sistemas pasivos tipo efecto giroscópico, o ruedas de inercia, que al girar en un sentido producen la rotación del satélite en el sentido inverso por la ley de acción y reacción.
Las aplicaciones de los satélites son muy numerosas: investigaciones relacionadas con los fenómenos físicos que experimenta el planeta, campo magnético terrestre, intensidad de la radiación solar, radiación cósmica, geodesia, cartografía, teledetección, levantamiento de mapas, ayuda a la navegación, detección de plagas, descubrimiento de yacimientos, actividades volcánicas, oceanografía, investigaciones arqueológicas, etc. y sobre todo, comunicaciones y meteorología. En el aspecto militar juegan un importante papel, en sistemas de reconocimiento y alerta. El brillo de un satélite artificial depende de varios factores; la magnitud aparente se puede calcular aplicando la fórmula:
m = 10 - 5 log(l/h)
siendo l la longitud del satélite en metros y h la distancia al observador en km. La estación Mir, por ejemplo, tiene un l = 10 m y un h = 400 km. Esta expresión es sólo aproximada y se ha deducido suponiendo que el objeto envía, por reflexión difusa, el 0,5% del flujo de luz incidente. Cuando hay reflexión especular, m crece espectacularmente, hasta 10 magnitudes. Así, un espejo perfecto de 20 m de diámetro a 350 km. de altura, reflejando la luz especularmente hacia el observador, tendría m = -15.
La velocidad conque se mueve un satélite viene dada, de manera aproximada, por la siguiente fórmula:
v = 2.272.509/(h + 6.378)e(1/2)
LA ESTACION ESPACIAL
Una estación espacial se puede considerar como un gran satélite permanente, suficientemente grande como para albergar, durante bastante tiempo, a varios astronautas, con fines científicos o militares. Su construcción está resuelta por medio de los ensamblajes en órbita, dependiendo de una serie de citas espaciales que acoplen los elementos de la estructura y transporten a las tripulaciones. La primera estación espacial fue la Saljut-Soyuz. El Saljut 1, sin tripulación, fue puesto en órbita, en Abril de 1971, a 200 km. de altura, y cinco días más tarde se acoplaba el Soyuz 10 con tres cosmonautas a bordo. Ambas naves unidas conformaban una estación orbital de 20 m de longitud por 4 m de diámetro y un volumen interior de 100 metros cúbicos. La estación fue perfeccionándose, hasta la Saljut 6, a la que se acoplaron hasta finales de 1980, y sucesivamente, 26 naves, 9 de ellas naves Progress de carga que la reabastecieron de combustible. Tres veces salieron los cosmonautas al espacio para revisarla o repararla. Los objetivos del programa Saljut 6 fueron sentar las bases astronáuticas de proyectos de exploración interplanetaria y de bases en suelo lunar, obtener récords de permanencia humana en el espacio, la observación y experimentación científica y astronómica y la colaboración internacional en la exploración del espacio, como el histórico experimento Apolo-Soyuz de 1975. La Saljut 7 toma el relevo, con importantes mejoras, hasta que queda fuera de servicio después de un fallo en el panel solar, y finaliza la etapa de estaciones espaciales de segunda generación, tomando el relevo la MIR, de tercera generación, lanzada el 20 de febrero de 1986 por un cohete lanzador Protón.
La estación espacial orbital MIR, (paz en ruso), ha terminado ya su periplo en el espacio. Dotada de un nuevo sistema de acoplamiento, podía recibir naves Soyuz TM pilotadas, cargueros Progress y módulos equipados con aparatos científicos. El compartimento de trabajo y el de atraque se comunicaban por una esclusa y no estaban presurizados. El tercer compartimento albergaba dos motores para maniobrar la estación durante el cambio de órbita, y 32 motores para las evoluciones de cabeceo, balanceo y guiñada, así como depósitos de combustible, equipos de regulación térmica y sistemas de atraque. Una antena dirigida permitía el enlace con la Tierra vía un satélite relé. Buques especiales, situados en diferentes regiones oceánicas, aseguraban el relé. La energía de la estación estaba suministrada por un sistema de paneles solares de 76 metros cuadrados, orientados perpendicularmente a los rayos solares. En 1987 se acopló en la parte delantera de la MIR un módulo observatorio de astrofísica destinado a permanecer dos años. Las visitas a la MIR han continuado hasta hace poco tiempo en un marco de cooperación internacional, obligado por las dificultades económicas de la CEI, heredera de la URSS. Ultimamente se realizaron experimentos para construir pequeñas estructuras en el espacio, paseos espaciales y la colocación de un reflector en el espacio para iluminar ciertas regiones de Rusia durante la noche (enero de 1993).
La MIR estuvo abierta a misiones conjuntas, tanto con la ESA como con la NASA. Así, la misión EuroMir 94, con la llegada en Noviembre de 1994 del astronauta alemán Ulf Merbold a la estación, para estudiar la importancia de la ingravidez en los sistemas cardiovascular, neurosensorial y muscular del hombre. El encuentro entre la lanzadera americana Discovery y la MIR permitió a cinco astronautas americanos convivir durante un tiempo con sus colegas rusos. En Marzo de 1996, la lanzadera Atlantis se acopló a la MIR, que ya se encontraba en su décimo año de órbita. El módulo Kristall del Atlantis permitió la sujeción a la escotilla de la MIR y seis astronautas americanos pasaron a la estación rusa, donde se encontraban los cosmonautas Yuri Onufrienko y Yuri Usachov. Entre los norteamericanos se encontraba la bioquímica Shannon Lucid, de 53 años.
El proyecto de la estación espacial americana nació durante el discurso del presidente Reagan sobre el estado de la Unión en 1984. Se trata de un programa civil, aunque el Departamento de Defensa podría utilizarla en determinadas condiciones. Serviría de laboratorio en el espacio, observatorio permanente, instalación de montaje, laboratorio de fabricación, unidad de almacén y estación de servicio, nudo de transportes y base relé. Abrirá nuevas posibilidades a empresas comerciales, y será una estructura evolutiva capaz de desarrollarse y modificarse en función de las necesidades de sus usuarios. Tras el accidente del Challenger y el recorte presupuestario, el programa ha sido revisado en varias ocasiones, integregrándose en el proyecto de la estación espacial internacional, en colaboración con Europa y Japón.
El laboratorio orbital Skylab, nacido de la necesidad de conocer las aptitudes del hombre para vivir en el espacio, fue lanzado en mayo de 1973, y su forma deriva del material del Gemini y el Apolo. Al poco de ser lanzado, se le desprendió el escudo antimeteoritos, aunque fue reparado por la tripulación. Cinco años más tarde no pudo ser salvado por el transbordador espacial, y se quemó al entrar en la atmósfera. Su mayor éxito fue demostrar que el hombre puede vivir en el espacio durante períodos prolongados y puede trabajar allíí eficazmente, lo mismo en el interior del laboratorio como en el exterior. Además proporcionó información sobre los procesos físicos del Sol y sus erupciones y puso las bases para concebir las estaciones espaciales del futuro. Los primeros hombres que viajaron para ocupar el Skylab, Bean, Garriott y Lousma, salieron 11 días después del lanzamiento del laboratorio.
El Spacelab es un laboratorio espacial, situado en la bodega del orbiter del transbordador espacial, de forma que la tripulación del transbordador no pasa al laboratorio espacial más que para trabajar. El conjunto orbiter- laboratorio se puede considerar como una estación espacial para cortas jornadas. El Spacelab no sólo agranda el volumen habitable del transbordador, sino que ofrece al investigador muchos equipos científicos, y es reutilizable, como el propio transbordador, pudiéndose poner en órbita 50 veces. Ha sido desarrollado en Europa por la ESA y financiado por sus estados miembros. La primera misión, la SL-1 comenzó en noviembre de 1983, duró 10 días y fue un éxito completo. La segunda, la SL-2, comenzó el 29 de julio de 1985, a bordo del transbordador espacial Challenger y duró 7 días. El proyecto de la plataforma Eureca (European retrievable carrier) nació en 1982, con una resolución de la ESA para el lanzamiento y puesta en órbita en el transcurso de los años noventa.
Nueve naciones participan en el programa, incluída Espada con una aportación del 2,8%, y no es tripulada aunque sí puede ser visitada, pero mejora al Spacelab en cuanto a duración activa en órbita y potencia. Tiene una duración de 5 misiones o 10 años y es puesta en órbita por un transbordador y recuperada por otro. La carga útil, destinada a experimentos, puede llegar a 1000 kg. Lleva dos paneles solares y 4 baterías, el sistema de regulación térmica deriva del Spacelab y tiene una estabilidad garantizada a fin de no perturbar los experimentos. Eureca salió al espacio por primera vez en agosto de 1992, a bordo del transbordador estadounidense Atlantis. Otras plataformas son la Spas alemana, y la Spartan americana, destruída en vuelo en el accidente del Challenger.
Por otra parte, la ESA tiene el proyecto de la estación espacial Columbus, aunque es posible que al integrarse en la Internacional abandone dicho proyecto. La estación espacial internacional ALFA es el proyecto más ambicioso y de mayor futuro actualmente. Se comenzó a construir en noviembre de 1997: Estados Unidos, Rusia, Canadá , Japón y Europa levantarán una pequeña ciudad de 106,5 m de largo, 84 m de ancho y 440 Tm de peso, desplazándose con una velocidad orbital de 29.000 km./h, en una órbita situada a 51,6º respecto al ecuador terrestre, y a una altura inicial de 350 km. en la primera fase hasta llegar a los 460 km, cuando finalice su construcción. Los astronautas, que en principio serán 2, luego 6, realizarán los trabajos de ensamblaje de los distintos módulos, pues la estación se irá acoplando por módulos como un gigantesco mecano espacial, como los paneles fotovoltaicos, los radiadores solares, la estructura central, el laboratorio japonés, el transbordador espacial, el laboratorio norteamericano, el laboratorio europeo, la vivienda de la tripulación, la nave Soyuz de emergencia, el laboratorio ruso, el módulo logístico y la zona de atraque de naves rusas. La vivienda de la tripulación tendrá ventanas al exterior, mesa plegable, TV y vídeo, camas adosadas a la pared, frigorífico, microondas y minihospital. Entre 3 y 5 meses la tripulación será relevada de la estación orbital. La función del módulo logístico es organizar el ciclo de aprovisionamiento entre la Tierra y ALFA, como complemento a los módulos laboratorio y vivienda.
LA EXPLORACION DEL SISTEMA SOLAR
MERCURIO
La misión Mariner 10, cuyo objetivo fue la exploración de Mercurio, se considera excepcional por ser la primera vez que una sonda sobrevolaba dos planetas y se aprovechaba del campo gravitatorio de uno para llegar al otro, por usar una vela solar, sobrevolar varias veces el mismo planeta y ser la única sonda que visitó Mercurio sin que esté prevista otra misión al planeta veloz: todo lo que se sabe hoy de Mercurio es debido a los 504 kg de la sonda Mariner-10, de los cuales 80 kg eran de instrumentación científica La sonda fue lanzada el 3 de noviembre de 1973 en dirección a Venus por un cohete Atlas-Centaur, que colocó a la sonda en una órbita terrestre de aparcamiento de 188 km.; horas más tarde los motores de la tercera fase del cohete inyectaron a la sonda en órbita solar. Sobrevoló Venus el 5 de febrero de 1974, pasando a 5000 km. de la superficie y tomando 3000 fotografías. Sondas tipo Mariner habían sido utilizadas en misiones al planeta Marte, y se decidió constituir el equipo Mariner-10 en 1969, dirigido por Bruce Murray, con un presupuesto de 98 millones de dólares. Se embarcaron 5 experimentos: radiometría infrarroja para determinar las temperaturas superficiales de Mercurio, espectroscopia ultravioleta para medir la posible atmósfera, su presión y composición química, un magnetómetro para medir el campo magnético, dos detectores de partículas para estudiar el viento solar y cinturones de radiación y dos cámaras de televisión.
La sonda, en órbita solar, sobrevolaba Mercurio cada 176 días (lo sobrevoló 3 veces). El 24 de marzo de 1975, agotadas las reservas de nitrógeno, dejó de ser maniobrable, la temperatura interna se elevó y la electrónica se destruyó, por lo que la sonda había "muerto", transformándose en un planeta artificial que giraba alrededor del Sol con un período de 176 días.
VENUS
MISIONES SOVIETICAS. El programa de exploración de Venus por los soviéticos empieza en 1967 con la sonda Venera-4, que con un módulo de descenso que llevaba realizó in situ las primeras mediciones de la composición química, presión y temperatura de la atmósfera. Siguieron las Venera 5, 6 y 7 y con la Venera-8 comienza el estudio del suelo de Venus, que continúa hasta la Venera-16; cada sonda Venera comprende dos partes que se separan unos días antes del encuentro con Venus, una, esférica, con el módulo de descenso y la otra, que sirve de relé‚ de comunicaciones, continúa su ruta o se deja en órbita alrededor del planeta. En Junio de 1985, las sondas Vega, también con módulos de aterrizaje, depositaron en la atmósfera de Venus dos globos equipados de aparatos científicos, a una altitud de 54 km. Los módulos de aterrizaje, en principio, fueron de impacto, y a partir de la Venera-6, de aterrizaje suave, aunque dadas las extremas condiciones de la superficie de Venus, sus transmisiones con las observaciones realizadas duraban poco. La última Venera, la 16, llegó a Venus el 14 de octubre de 1983 y la Vega-2 el 15 de junio de 1985.
MISIONES AMERICANAS. El 27 de agosto de 1962, el cohete lanzador Atlas D-179/Agena B-6902, despegó de Cabo Cañaveral llevando la sonda Mariner-2, que reemplazó a la Mariner-1, destruida por un error en el programa de guiado. La Mariner-2 pesaba 213 kg, de los cuales 23 kg eran de carga útil científica. El 14 de diciembre de 1962, en su órbita solar, se aproximó a 34.632 km. de Venus. El 14 de junio de 1967, un cohete Atlas SLV-3/Agena despegó de Cabo Kennedy transportando la Mariner-5 hacia Venus; el 19 de octubre pasó, en su órbita solar, a 4.000 km. de Venus, habiendo sido seleccionada la trayectoria para que proporcionase el encuentro durante la conjunción inferior.
La Mariner-10 no tuvo como única misión el planeta Venus, como las anteriores. Su lanzamiento fue el 2 de noviembre de 1973, con un lanzador Atlas SLV-3D/Centauro D1-A, desde Cabo Kennedy; su encuentro con el planeta fue el 5 de febrero de 1974, y su distancia más próxima a la superficie fue de 5.785 km. Después de transmitir toda una cosecha de datos sobre el planeta inhóspito, continuó su vuelo en dirección a Mercurio. Las naves espaciales Pioneer Venus-1 y Pioneer Venus-2 fueron lanzadas separadamente por los cohetes Atlas-Centaur el 20 de mayo y 8 de agosto de 1978, pero se encontraron con Venus sólo con 5 días de intervalo. Antes que éstas, el planeta había sido ya visitado por 13 naves, 3 americanas y 10 soviéticas. La Pioneer Venus-1 fue la primera sonda alrededor de Venus, y la 2 la primera que penetró en la atmósfera, estando formada por una gran sonda y 3 pequeñas.
La 1 recogió datos de Venus hasta mediados de 1992, fecha en la cual entró en la atmósfera superior de Venus y se destruyó. El 9 de diciembre de 1978 las 4 sondas Pioneer Venus-2 penetraron en la atmósfera de Venus y efectuaron un descenso de una hora hasta la superficie, donde se destruyeron en el momento del impacto. La mayor de las sondas fue frenada por un paracaídas para ralentizar su descenso a través de las nubes de Venus. Contrariamente a los soviéticos, que han utilizado los resultados de las misiones Pioneer Venus para las misiones Venera-11 a Venera- 16, Estados Unidos no ha lanzado otras sondas a Venus. La misión Magallanes, lanzada en 1989, ha completado los resultados de las Pioneer, obteniendo detalles de la superficie mucho más precisos. Esta sonda despegó el 4 de mayo de 1989 en la bodega del transbordador Atlantis. Tras viajar a lo largo de una trayectoria que la acercó al Sol, llegó en agosto de 1990 hasta la órbita de Venus, alrededor del cual completa una órbita cada 189 minutos. Esta órbita es muy elíptica, llegando en el periastro a 248 km. de la superficie del planeta, enviando gran cantidad de información a las estaciones de seguimiento de Goldstone (California), Camberra (Australia) y Robledo de Chavela, como la existencia de simas más profundas que el Cañón de Colorado, así como los montes Maxwell, de 11 km. de altura y el Maat, de 8 km.
MARTE
Desde los comienzos de la Era Espacial, Marte ha sido uno de los objetivos prioritarios de la exploración planetaria. La primera sonda lanzada fue la Marte-1 soviética, el 1 de noviembre de 1962, que fracasó, y la Mariner-3 americana, que también fracasó. El primer gran éxito lo consiguió la Mariner-4, que el 14 de julio pasó a 9.780 km. de la superficie marciana. El vuelo sobre el planeta duró 30 minutos, alejándose rápidamente y perdiendo contacto por radio el 1 de octubre. Pasó a la historia por obtener las primeras imágenes de la superficie de Marte, que revelaban un gran número de cráteres de meteoritos. La Mariner-6 se lanzó el 24 de febrero de 1969 con un cohete Atlas-Centaur, y la Mariner-7 un mes más tarde. El sobrevuelo de la Mariner-6 fue el 31 de julio, a 3.431 km. de la superficie; en ese momento cesó de forma imprevista su transmisión de señales a la Tierra, aunque se recobró pero deformada, debido a que la sonda se movía desordenadamente. Con maniobras teledirigidas desde la Tierra se volvió a orientar la sonda respecto a la estrella Canopus, cesando entonces los movimientos desordenados. La Mariner-8 fue lanzada el 9 de mayo de 1971, pero la segunda fase del cohete Atlas-Centaur no funcionó y el conjunto cayó al océano. La Mariner-9 se lanzó con éxito el 30 de mayo de 1971. A 2.740 km. de Marte, la Mariner-9 fue orientada y los retrocohetes encendidos durante 915 s a fin de frenar la sonda y colocarla en órbita marciana. Transmitió gran cantidad de información, obteniendo las mejores imágenes para la elección de los futuros lugares de aterrizaje de las Viking. La misión terminó en octubre de 1972, tras 698 órbitas alrededor del planeta rojo; las últimas órdenes desde la Tierra fueron cortar los sistemas de transmisión para evitar interferencias con futuras misiones.
Por parte soviética, se lanzaron las sondas Marte, tres en 1971 y cuatro en 1973. Las Marte 2 y 3, antes de colocarse en órbita marciana, lanzaron sondas de aterrizaje, que utilizaban paracaídas y retrocohetes para la parte final del descenso. La sonda de aterrizaje de la Marte-3 transmitió una señal durante 20 s y después cesó por razones desconocidas, quizá arrastrada por los fuertes vientos del planeta. Los soviéticos intentaron hacer aterrizar directamente las sondas Marte 6 y 7. La 7 falló en su intento y la 6 consiguió descender suavemente al nordeste de la cuenca de Argyre, pero 0,3 s antes de tocar la superficie, se interrumpió el contacto de radio con la sonda. La Marte-7 fue la última sonda lanzada por los soviéticos hacia Marte.
Paralelamente, los norteamericanos habían lanzado el PROGRAMA VIKING, concebido en 1968, 3 años antes del lanzamiento de la Mariner-9. La misión Viking comprendía dos conjuntos idénticos, constituídos cada uno de ellos por una sonda orbital y una sonda de aterrizaje. Cada conjunto fue lanzado separadamente por un cohete Titán III/Centauro, el 20 de agosto y el 9 de septiembre de 1975. Viking-1 llegó a Marte el 19 de junio de 1976 y Viking-2 el 7 de julio, las dos sondas fueron colocadas en órbita alrededor del planeta, obteniendo imágenes de muy alta resolución de la superficie, y observando los satélites Fobos y Deimos. La sonda de aterrizaje VL-1 (Viking Lander-1), se posó el 20 de julio de 1976 en la región Chryse Planitia y la VL-2 aterrizó el 3 de septiembre en Utopia Planitia. Ya en el suelo, cada sonda había sido prevista para funcionar al menos 60 días; la misión duró mucho más tiempo y se tradujo en una extraordinaria cosecha de datos.
PLANETAS GIGANTES
La exploración de los planetas gigantes fue realizada por dos programas espaciales americanos, Pioneer y Voyager, comprendiendo cada uno dos sondas: Pioneer-10 y Pioneer-11 y Voyager-1 y Voyager-2. La Pioneer-10 se dedicó a la investigación del cinturón de asteroides y el entorno de Júpiter, y la Pioneer-11 de Júpiter y Saturno. Las dos sondas Pioneer eran idénticas, y fueron lanzadas desde Cabo Cañaveral el 2 de marzo y el 5 de abril. La 10 cruzó Júpiter a 130.000 km. de distancia por encima de las nubes el 3 de diciembre de 1973, y la 11 a 43.000 km. el 2 de diciembre de 1974. En la Pioneer-10 se fijó una placa para el caso de una interceptación eventual con extraterrestres, teniendo por objeto indicar el sitio y el momento del lanzamiento de la sonda. También se representan un hombre y una mujer de tamaño proporcional al tamaño de la sonda, con la mano del hombre levantada en señal de bienvenida. A la izquierda se representan 14 líneas que especifican 14 púlsares con relación al Sol, símbolos representando las frecuencias de estos pulsars en la fecha del lanzamiento de la sonda; en la parte inferior se representa el Sol y los planetas con la trayectoria de la sonda, que parte de la Tierra y se dirige a los confines del Sistema Solar después de haber pasado cerca de Júpiter. Propulsadas por cohetes Atlas-Centaur, las sondas alcanzaron una velocidad de crucero de 51.500 km./h, consiguiendo una trayectoria curva alrededor del Sol entre las órbitas de la Tierra y Júpiter.
La Pioneer-10, después de su encuentro con Júpiter, se dirigió hacia los confines del Sistema Solar, mientras que la 11 se dirigió a Saturno utilizando la gravedad de Júpiter, llegando al planeta de los anillos el 1 de septiembre de 1979, después de 6 años de vuelo; posteriormente tomó un camino que también la llevaría fuera del Sistema Solar. Recientemente se han detectado señales provenientes de la Pioneer-10: sigue “viva”, navegando por el espacio más allá del Sistema Solar. Las sondas Voyager son más sofisticadas y más automáticas que las Pioneer. Sus masas son de 815 kg y el ritmo de llegada de los datos enviados, 115.200 bits por segundo, 100 veces mayor que el de las Pioneer. Fueron lanzadas al espacio por cohetes Titán-Centaur; en una primera etapa, la fase Titán propulsó el conjunto Voyager-Centaur a una órbita terrestre baja y posteriormente, el Centauro y un pequeño cohete proporcionaron la energía necesaria para que las Voyager dejasen estas órbitas y comenzasen su viaje a Júpiter. Tardaron 9 meses en atravesar el cinturón de asteroides, y el 4 de enero de 1979, la Voyager-1 empezó la fase de observación del planeta, cuando aún se encontraba a una distancia de 60 millones de km. El encuentro con Júpiter se efectuó el 5 de marzo de 1979 por la Voyager-1, a 280.000 km. del planeta. El encuentro de la Voyager-2 se efectuó el 9 de septiembre de 1979, a 655.000 km. Después del encuentro, las dos sondas utilizaron la gravedad de Júpiter para propulsarse hacia Saturno, que la Voyager-1 alcanzó el 12 de noviembre de 1980, al pasar a 140.000 km. por debajo del polo sur de Saturno. La 2 alcanzó el planeta el 22 de agosto de 1981, y fue sometida a una modificación de trayectoria, y aprovechando la gravedad de Saturno, fue dirigida hacia Urano, que alcanzó el 24 de enero de 1986, sobrevolándolo a 81.000 km. por encima del nivel de las nubes.
Después de 4 años de silencio, la sonda volvió a mandar a los científicos preciosas informaciones sobre este mundo extraño, que atravesó a 75.000 km./h, con Neptuno como siguiente objetivo para el año 1989. Los principales instrumentos científicos de las Voyager fueron el detector de rayos cósmicos, cámaras de televisión, interferómetro y espectrómetro de infrarrojos, detectores de partículas cargadas de baja energía, magnetómetros, fotopolarímetro para detectar composiciones de las atmósferas, superficie de satélites y anillos de Saturno, antena de radioastronomía planetaria, detector de plasma para estudiar el espectro de energía de iones y electrones del viento solar y del hidrógeno interestelar ionizado, emisor de radio y espectrómetro ultravioleta.
COMETAS
Al paso del Halley en 1986, se lanzó una flotilla de 5 sondas espaciales para estudiar de cerca el cometa. Las soviéticas Vega-1 y Vega-2, las japonesas Suisei y Sakigake, y la europea Giotto, proyecto coordinado por la ESA, la NASA, el Consejo Intercosmos soviético y el ISAS japonés. Aunque los lanzamientos fueron en fechas diferentes, entre diciembre de 1984 y agosto de 1985, las cinco sondas sobrevolaron el cometa Halley en un lapso de tiempo de una semana. La Giotto fue la primera misión interplanetaria de la ESA, y la sonda el primer vehículo lanzado por el Ariane; fue la sonda de más riesgo, pues debía pasar a 605 km. del núcleo del cometa el 14 de marzo de 1986. 14 segundos antes del paso, la Giotto recibió el impacto de un grueso meteorito desprendido del cometa, dañándose algunos experimentos. Los japoneses, para esta misión, realizaron sus primeras sondas interplanetarias; fueron lanzadas desde el centro espacial de Kagoshima, el 8 de enero y el 18 de agosto de 1985, con el lanzador M-3 S II. Además de las 5 sondas, otros vehículos contribuyeron a la observación del Halley, como el ICE de la NASA, desplazado de su órbita para sobrevolar el Halley, el espectrómetro ultravioleta de la Pioneer Venus en órbita del planeta inhóspito, el satélite IUE, el SMM de la NASA en misión solar, el Comet, instrumento francés instalado a bordo de la estación soviética Saljut-7...el Astro-1, en la bodega del Challenger, estaba también previsto para la observación del Halley.
LA LUNA (MISIONES AUTOMATICAS)
La NASA se creó el 1 de octubre de 1958, y ya antes, la Luna era un objetivo prioritario de los Estados Unidos, aprobando el presidente Eisenhower, en marzo de 1958, el programa de sondas lunares. Las principales misiones americanas fueron las siguientes: Cuatro Pioneer, del 1 al 4, todas fallidas (el Pioneer-1 se lanzó el 11 de octubre de 1958), nueve Ranger; el Ranger-7 fue el primero en tener éxito, impactando como estaba previsto; cinco Lunar-Orbiter, todas con éxito e impactando sobre la superficie lunar; siete Surveyor: la 1 se posó el 2 de junio de 1966 en el océano de las Tempestades y la 7 se posó el 9 de enero de 1968 en el cráter Tycho. El Proyecto Prospector, que consistía en sondas de aterrizaje con autonomía para desplazarse por la superficie selenita en un radio de 48 km., fue cancelado por falta de presupuesto. Los programas soviéticos fueron los siguientes:Veinticuatro sondas Luna; la Luna-9 fue la primera que realizó un alunizaje suave, siendo lanzada el 31 de enero de 1966; la Luna-10 fue la primera en orbitar la Luna; la Luna-16 alunizó suavemente en el mar de las Lluvias; la Luna-17 tenía por objetivo depositar sobre la superficie lunar el primer laboratorio científico móvil de la historia de la Astronáutica, el Lunajod-1, de 756 kg de peso. Durante su periplo por el suelo lunar, el Lunajod-1 recorrió 10.00 km. cuadrados, desde el 17 de noviembre de 1970 al 19 de enero de 1971. Transmitió a la Tierra 210 panorámicas y 20.000 fotografías, estudiando propiedades físico-mecánicas del suelo lunar en 500 puntos diferentes, y análisis de la composición química en 25 puntos.
La Luna-21, tras alunizar en el mar de la Serenidad, depositó el vehículo Lunojod-2, que durante 4 meses recorrió 37 km. de suelo lunar tomando fotografías y obteniendo datos científicos; la Luna-24, lanzada el 9 de agosto de 1976, alunizó en el mar de las Crisis y después de perforar el suelo lunar, retornó muestras a la Tierra. El otro programa soviético fue el Zond: cinco Zond, del 3 al 8. El Zond-3, lanzado el 18 de julio de 1965, fotografió la cara oculta de la Luna; todos los Zond orbitaron la Luna, tomando fotografías, y regresaron a Tierra.
SONDAS Y SATELITES ACTUALES Y FUTUROS
En las dos próximas décadas, la exploración del Sistema Solar apunta hacia un doble objetivo científico: completar la descripción del Sistema Solar por la observación in situ de los objetos a los que ninguna sonda solar se ha acercado nunca, y profundizar en el conocimiento de planetas ya explorados. En septiembre de 1985, el cometa Giacobini-Zinner fue observado por la sonda americana I.C.E., que lanzada en 1978, fue desviada para estudiar la cola del cometa. Dentro del programa Fobos, de la URSS, se lanzaron en julio de 1988 dos sondas que sobrevolaron, a 100 m de la superficie, el satélite marciano. El programa Vesta, de la URSS, lanzó en 1994 dos sondas para sobrevolar tres asteroides y un núcleo cometario.
La segunda estrategia es la colocación de una sonda en órbita asteroidal o cometaria, alrededor del objeto al que seguirá constantemente en su trayectoria. La NASA utilizará el Mariner Mark II, para orbitar, dependiendo de la fecha de lanzamiento, los cometas Temple II, Kopff o el Wild II. La tercera estrategia consiste en tomar muestras del núcleo del cometa y traerlas a la Tierra. En la estrategia rusa de exploración de Marte, se pondrán en órbita varios módulos que desplegarán globos, lanzarán penetradores y soltarán vehículos rodantes en la superficie. La NASA fracasó en su intento de explorar Marte con la sonda Mars Observer, que debía orbitar a baja altura el planeta rojo.
La misión Galileo, lanzada el 18 de octubre de 1989, observa Júpiter, sus anillos y sus principales satélites, habiéndose lanzado con éxito en agosto de 1995 una sonda suicida que penetró en la atmósfera joviana analizando las distintas capas. El 11 de Octubre de 1995, el magnetófono que graba las imágenes del planeta se averió y hubo que pararlo desde Tierra y suspender las grabaciones previstas, aunque el 20 de Octubre los técincos de la misión comprobaron, para su alivio, que de nuevo funcionaba bien y la cinta no se había roto. El 7 de Diciembre la sonda suicida entró en la atmósfera joviana, transmitiendo información durante cerca de 1 hora antes de destruírse, al mismo tiempo que la Galileo se insertaba en la órbita de Júpiter. La sonda ha encontrado menos agua en la atmósfera joviana de la esperada, pero tres veces más cantidad de helio y carbono de lo que se creía, así como ha detectado vientos de hasta 400 millas por hora.
Otro de los objetivos de la misión es el estudio de la luna Europa, satélite en el cual podría existir vida, ya que es posible la existencia de un océano de agua bajo la capa de hielo del satélite joviano. La Galileo ha sido la protagonista de un viaje alucinante: desde que fuera lanzada en 1989, se ha cruzado con asteroides a los que ha sacado fotos, entre ellos Ida, de 58 km. de diámetro, ha sido testigo del choque del cometa Shoemaker-Levy contra Júpiter, sacando imágenes del suceso que dejó en el gigante una señal del tamaño de la Tierra, lanzó lo sonda suicida y estudiar Júpiter y sus lunas. A finales de 1997, la Galileo murió electrónicamente, aunque su cuerpo seguirá orbitando Júpiter, al menos, los próximos mil años.
El proyecto Cassini se refiere al estudio de Saturno y de su sistema, y es una colaboración NASA-ESA. Lleva una sonda orbital destinada al estudio de Saturno, de sus anillos y satélites, con excepción de Titán, a cuya exploración se dedicará una sonda específica. Fue lanzada por el cohete Titán IV Centauro en octubre de 1997. Antes de llegar a Saturno, sobrevoló dos veces Venus, una la Tierra y otra Júpiter para conseguir de esta forma el impulso gravitatorio suficiente que la empuje hasta su destino, cuya llegada está prevista para junio del 2004.
El hombre volverá muy probablemente a la Luna en el próximo siglo, a fin de ver la posibilidad de instalarse allí definitivamente y fundar colonias. Teniendo en cuenta que la masa lunar tiene un 40% de oxígeno, sería rentable extraerlo de las rocas lunares como comburente para el aprovisionamiento de las naves espaciales con destino a los planetas lejanos. Además se colocarán telescopios y radiotelescopios y se investigarán las tecnologías de supervivencia en medios cerrados. Los estudios complementarios requeridos por la NASA han mostrado que es concebible imaginar una población selenita de 1.000 personas hacia el año 2040.
En cuanto a Marte, en el mismo momento en el que el programa Apolo llegaba a su cénit, von Braun ya proponía enviar una tripulación al planeta rojo, pero teniendo en cuenta su elevado costo, el proyecto Nerva fue abandonado. Una nave tripulada interplanetaria a Marte se construirá en una órbita terrestre a partir de 3 módulos. Paralelamente, una sonda no tripulada se lanzará a Marte, llevando dos cargueros de aterrizaje conteniendo las cargas útiles antes de crear la primera base en Marte. Un año y medio después de la partida de la primera nave, una segunda nave idéntica y ensamblada en órbita terrestre será lanzada hacia Marte con un equipo de relevo. Cerca del planeta, la segunda nave soltará sus tres transbordadores tripulados. Cada dos años, esta primera instalación se ampliará y naves más perfeccionadas desembarcarán en el planeta rojo.
El satélite ISO, lanzado en 1995 por la ESA, lleva a bordo el telescopio espacial de infrarrojos y tiene como punto de mira el nacimiento de estrellas en medio de nubes de polvo interestelar, la búsqueda de planetas fuera del Sistema Solar y la formación de galaxias en los confines del Universo. Esta sonda de 2400 kg. de peso incluye dos cámaras y dos detectores enfriados a 270ºC bajo cero. El ISO ha supuesto el desarrollo de un avanzado sistema de refrigeración por helio líquido que limita su vida útil a dos años.
El satélite SOHO es un observatorio solar lanzado por la ESA en 1995 y situada entre la Tierra y el Sol, en un punto donde hay equilibrio gravitatorio entre ambos astros, llamado punto de Lagrange-1. España ha colaborado en tres de los doce instrumentos del SOHO, que también cuenta con participación norteamericana. Entre toda la información que este observatorio deberá mandar se encuentran datos sobre el mecanismo del calentamiento del Sol, el viento solar que emite, su atmósfera y su interior opaco. A bordo del satélite alemán ROSAT, lanzado en 1990, se encuentran los detectores de radiación X, radiación que no llega a atravesar la atmósfera y que, por lo tanto, es imprescindible detectarla desde el exterior. Su nombre alude a Roentgen, descubridor de los rayos X y Sat de satélite. La sonda ULYSES, lanzada también en 1990, comenzó a explorar los polos del Sol en 1995, cinco años después de ser lanzada por el Discovery, para llevar a cabo un largo periplo. Viajó durante dos años hasta llegar a las proximidades de Júpiter, de cuya fuerza gravitacional se sirvió para ser catapultada hasta el plano de la eclíptica. Se espera que ayude a comprender el viento solar y el campo magnético del astro rey.
En 1991, el telescopio del satélite COBE detectó algunas pequeñas irregularidades, pequeñas variaciones de temperatura de la radiación de microondas de fondo, la huella del Big Bang. Estas arrugas cósmicas podrían confirmar la teoría del Big Bang y explicar por qué las galaxias se reparten en el Universo de modo desigual.
El 25 de Abril de 1990, el Discovery despegó por fin con el telescopio más potente jamás construído, llamado a revolucionar la Cosmología: el HUBBLE. Sin embargo, un defecto de fabricación en su espejo principal hizo que naciera miope y las primeras imágenes enviadas a la Tierra fueron borrosas. Tras una laboriosa reparación, llevada a cabo por los astronautas de la NASA, el HUBBLE logró convertirse en el mejor ojo del ser humano en el espacio. Hoy sigue sorprendiendo con sus fotografías, que pueden servir para desvelar algunos de los mayores misterios de la Astronomía.
El ORFEO es un satélite portador de un telescopio dedicado a captar la radiación ultravioleta. Fue montado en 1993 en la plataforma reutilizable de investigación ASTROPAS y transportado ese mismo año hasta el espacio por el transbordador espacial de la NASA. Durante seis días, el telescopio estuvo observando determinadas fuentes de rayos ultravioleta. El ORFEO explora zonas muy calientes y muy frías, con el propósito de entender mejor los ciclos vitales de las estrellas. También el EUVE, lanzado en 1992, explora la radiación ultravioleta, habiendo ya detectado 500 fuentes. En base a un rastreo cartográfico sistemático, cada semana los cuatro telescopios del EUVE se encargan de poner de dos a cuatro fuentes u objetos ultravioleta bajo su lupa. Suelen ser galaxias activas, remanentes de supernovas o estrellas moribundas, como enanas blancas.
En 1999 se lanzó el XMM, desarrollado por la ESA, el telescopio de rayos X más potente del mundo. Durante los diez años que estará en activo, salvará las lagunas que haya podido tener el ROSAT. Dotado de tres sistemas de espejos y varios sensores ultrasensibles a bordo, el XMM es 10 veces más potente que el Observatorio Einstein, que estuvo en funcionamiento desde 1979 hasta 1981. La NASA lanzó ese mismo año otro satélite de rayos X, el AXAF.
CENTROS ESPACIALES
La más prestigiosa institución nacional consagrada al espacio es americana, creada el 1 de octubre de 1958 para responder al desafío que constituía el lanzamiento por parte de la URSS del primer satélite artificial, el 4 de octubre de 1957. La característica esencial de la National Aeronautics and Pace Administration, NASA, reside en el carácter civil y pacífico de sus actividades, mientras que la actividad espacial de naturaleza militar pasa a la competencia del D.O.D., Departament of Defense. La URSS no ha publicado nunca el esquema de su organización espacial. La agencia espacial japonesa es la S.A.C., Space Activities Commission, creada en 1968. China ha realizado progresos considerables en el desarrollo de su programa espacial, siendo el organismo responsable el M.O.A., Ministerio de Astronáutica. En la India, desde 1965, existe el I.S.R.O., Indian Space Research Organisation, siendo el primer ministro el máximo responsable. El C.N.E.S. francés, Centre National d'Etudes Spatiales, fue creado en 1961, para la realización de sus propios programas y los relacionados con la E.S.A., siendo la agencia más importante europea a nivel nacional. La D.F.V.L.R. alemana se financia con fondos públicos, aunque tiene autonomía de gestión. La B.N.S.C. inglesa, creada en 1985, la S.S.C. sueca, la A.S.S.A. austríaca, el C.D.T.I. español que se encarga de coordinar la actividades espaciales españolas, el I.N.T.A. español, Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, que desarrolla gran parte de las actividades espaciales españolas, el C.N.I.E. argentino, el L.A.P.A.N. de Pakistán, Indonesia, etc. son otras agencias nacionales de temas aeroespaciales. La E.S.A., Agencia Europea del Espacio, fue creada en París el 30 de mayo de 1975 por 11 estados de Europa occidental, y tiene por finalidad el desarrollo de la cooperación espacial entre los Estados miembros, con fines exclusivamente pacíficos, así como la realización de un programa que permita a Europa ser la tercera potencia mundial, tras Estados Unidos y Rusia.
En cuanto a los conjuntos de lanzamiento, y por naciones, conviene resaltar los siguientes:
ESTADOS UNIDOS. La NASA y el Pentágono son los propietarios de los complejos de lanzamiento, que, al igual que en Rusia, son tres. Cabo Cañaveral se inauguró el 24 de julio de 1950, en la costa oeste, con 6.000 hectáreas de terreno. El Kennedy Space Center o Moonpart data de 1962. La Vanderberg Air Force es un centro de vocación militar, implantado en las colinas a orillas del Pacífico a mitad de camino entre los Angeles y San Francisco. La Wallops Flight Facility, en Virginia, de menor importancia, cierra los complejos americanos.
RUSIA. El Cosmódromo de Baikonur, al sur de Kazajstán, a 2.000 km de Moscú, cerca de la aldea de Tyuratam, en la región desértica de Kzyl-Ardinskaya, es el complejo de lanzamiento mas grande del mundo. El Cosmódromo de Volgograd, cerca de Kapustin Yar, en las colinas del Volga, es la base mas antigua de los soviéticos. El Cosmódromo de Pleseck es el más activo y el más secreto de los tres rusos.
JAPON. Dos organismos públicos comparten la responsabilidad de las actividades espaciales: el ISAS y la NASDA. El Centro espacial de Kagoshima, cerca de Uchinura, de 71 hectáreas, se extiende en un lugar verde y accidentado. El Centro espacial de Tanegashima, abarca 860 hectáreas en una isla de 43.000 habitantes, situada a 1.000 km. de Tokio.
EUROPA. Francia disponía del CIEES, la base situada en Hammaguir, en el Sahara, que tras los acuerdos franco- argelinos, tuvo que evacuar el 1 de julio de 1967, para instalarse en América del Sur, en el departamento de la Upravlienia Poliotom), en Kaliningrado, a 50 km. de Moscú.
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