lunes, 21 de octubre de 2013

¿Por qué los astronautas flotan?

¿Por qué los satélites no se caen?

A simple vista, la respuesta parece evidente: porque no hay gravedad. Está claro. Pero esto no es correcto. El motivo es otro bien distinto.
Con motivo del estreno de la película "Gravity" nos adentramos en el mundo espacial.


EXPLICACIÓN DE POR QUÉ LOS ASTRONAUTAS (Y SATÉLITES) NO TIENEN GRAVEDAD

Primero de todo, puntualizar que en las distancias en que se sitúan dichos objetos (la Estación Espacial Internacional se encuentra a 370 kilómetros) hay casi la misma gravedad que en la superficie de la Tierra.
Si a nivel del mar, la gravedad es de 9,81 m/s2, en la Estación Espacial es de 8,68 m/s2.
Como referencia, decir que la Luna tiene una gravedad de 1,62 m/s2, y aun así los astronautas son atraídos hacia el suelo.
Por ello, la explicación debe ser otra que la falta de gravedad.

Cuando vemos un lanzamiento de un satélite o trasbordador espacial, observamos cómo es propulsado por un cohete a gran velocidad. Los astronautas se encuentran pegados a los asientos por la fuerza de la gravedad hasta que salen al espacio. Entonces comienzan a flotar como por arte de magia.
Nada más lejos de la realidad. Lo que sucede es que dejan de ascender y comienzan a caer. Como el modulo y el astronauta caen a la misma velocidad, se produce la sensación de ingravidez.
Si a ello sumamos que no hay aire, cuando el astronauta sale al exterior, no se queda atrás como sucedería en la tierra debido al rozamiento.
Así pues, a pesar de tener casi la misma gravedad que nosotros, el astronauta flota en el espacio, tanto dentro como fuera de los módulos, porque se mueve a la misma velocidad que dichos objetos y además en el exterior no hay aire que lo frene.
Pero, si se están cayendo, ¿por qué no se caen de verdad? ¿Por qué permanecen en órbita?

¿QUÉ SIGNIFICA QUE LA ESTACIÓN ESPACIAL ESTA EN CAÍDA LIBRE?

Si lanzamos un objeto desde un cañón situado en una montaña, caerá en A. Si lo lanzamos un poco mas fuerte llegaría a B. Si lo lanzamos un poco mas fuerte aun, llegara a C. y si lo lanzamos con más fuerza dará una vuelta al mundo.
Si lo lanzáramos más fuerte todavía, daría una vuelta y llegaría hasta A de nuevo, más fuerte y daría dos vueltas.
Bien, si lo lanzáramos a X velocidad llegaría un momento que la curva de caída del objeto seria semejante a la curvatura de la tierra, por lo que estaría cayendo con el mismo ángulo que se curva la superficie, de tal modo que nunca llegaría a caer. Es decir, diríamos que esta orbitando.

Como veréis esta explicación nada tiene que ver con la típica imagen de tranquilidad y paz espacial donde todo se mueve lentamente. Un astronauta en esas condiciones se mueve muy deprisa (exactamente a 10.900 kilómetros por hora) y se encuentra en caída libre. En esta situación no es de extrañar que sufra el "Síndrome de adaptación al espacio" cuyos síntomas son mareos, vómitos y mal estar general.

¿POR QUÉ LOS SATÉLITES NO SE CAEN?

Respecto a los satélites que se encuentran fijos en un lugar determinado (los meteorológicos y de comunicación, llamados geoestacionarios) como podréis imaginar a estas alturas, en realidad tampoco se encuentran quietos (y por supuesto, también sufren los efectos de la gravedad).
Lo que sucede es que se encuentran más alto, por lo que yendo a la misma velocidad que la Estación Espacial y otros módulos, tienen que recorrer más distancia para dar una órbita alrededor de la Tierra.
En concreto, están a una distancia donde tardan exactamente veinticuatro horas en darla, o lo que es lo mismo, siempre se encuentran sobre el mismo punto de la superficie, dando la ilusión de que no se mueven.

Como puede verse en la animación, el punto verde se encuentra en órbita geoestacionaria y apesar de moverse a gran velocidad parece que esta fijo respecto el punto amarillo.

Este es un artículo de divulgación y no tienen carácter científico.
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