No espazo á bolina

Irazabalbeitia, Inaki

kimikaria eta zientzia-dibulgatzailea

Elhuyar Fundazioa

O planeta dos monos é una película coñecida e, estariamos a ver una ou as dúas versións. Eu, posto a elixir, teño máis lento ao protagonista de Charlton Heston que o dirixido por Tim Burton. Con todo, ambas as películas non son do todo fieis á súa novela orixinal, A Planete deas Singes * (1964), de Pierre Boulle. En dous filmes, os astronautas do exército protagonizan a civilización dos tupusts monos, mentres que na novela a protagonista é una parella que realiza unha luxosa viaxe de vacacións no espazo. Boa cara! A falta de fidelidade á versión orixinal non só responde o carácter dos protagonistas, senón tamén á propulsión do foguete de viaxes que máis nos interesa. O envase descríbese como: “una especie de esfera rodeada dun caparazón fino e fino que se move a través do espazo pola presión da luz solar”. O barco de naufrágoos planetario utiliza a forza da luz nunha especie de vela e non a propulsión dos foguetes! Ciencia ficción! En certa medida non estades lonxe da verdade, pero esa idea que naceu como ficción converteuse en realidade o 1 de marzo deste ano, cando o veleiro solar Kosmos 1 tomou o camiño cara ao espazo.

Veleiro solar?

M. Carroll / The Planetary Society

As naves espaciais convencionais son impulsadas polo combustible que se queima nun motor de combustión interna, traballo que realiza a luz do Sol nos veleiros solares.

A luz non é pura onda, lembra de Broglie! Os fotóns tamén actúan como partículas. Por tanto, cando a luz incide sobre unha superficie de carácter espello, os fotóns reflíctense no modo en que a pelota actúa sobre a parede do frontón. Neste proceso os fotóns transfiren una cantidade de movemento á superficie. É extremadamente pequeno, pero debido ao infinito choque de fotóns, a superficie comeza a moverse cara adiante. Esta superficie, en definitiva, compórtase como una vea.

Una das velas de Kosmos 1. En total terá oito. A vela ten forma triangular e 15 metros de lonxitude. Está fabricado en polímero mylar reforzado en aluminio. O espesor da vela é de 5 micras, equivalente ao cuarto dunha bolsa de lixo. Mylarra é un poliéster, concretamente poli(etilen tereftalato). (Foto: L. Friedman / The Planetary Society).

Por tanto, se fornecemos una cápsula paira levar a carga cun sistema de vela adecuado, poderemos viaxar no espazo barato e sen necesidade de gasolineira. De feito, do mesmo xeito que no caso dos veleiros que navegan polos océanos, é posible controlar a velocidade e dirección do buque mediante unha adecuada orientación da vela respecto da fonte de luz. E a facer regatas!

Non todo é un hayedo. A luz solar proporciona ao envase una aceleración moi baixa. Por exemplo, una vea de 600.000 metros cadrados, equivalente a uns 60 campos de fútbol, só alcanzaría una velocidade dun milímetro por segundo no espazo interplanetario. Por exemplo, a aceleración dunha misión en Marte pode ser de 59 metros por segundo cando lanzan foguetes Delta II: 59.000 veces máis grande! Con todo, a aceleración da luz solar é continua e a do foguete dura uns minutos, mentres dura o combustible, até alcanzar a velocidade de cruzamento do camiño. A velocidade da vela descrita sería de 310 quilómetros por hora nun día e de 3.700 quilómetros por hora en 12 días.

Como o de Kosmos 1, Volna foi lanzada cun foguete.
The Planetary Society

Por outra banda, as sondas convencionais e as naves espaciais teñen que levar combustible paira realizar manobras espaciais, como gañar a altitude orbitaria ou cambiar de dirección. Isto resta espazo ao envase paira a carga ou paira o transporte de instrumentos científicos. Isto non ocorrería no caso dun veleiro, xa que sería a forza da luz a que sería o ‘combustible’ paira estas manobras, o que permitiría una maior capacidade de carga co mesmo peso.

Cosmos 1

Espaciado de Kosmos 1.
D. Fano / Fonte: The Planetary Society

Esta misión é un proxecto promovido e impulsado pola Asociación The Planetary Society (www.planetary.org) que pretende demostrar a viabilidade dos veleiros solares. Esta asociación buscou o financiamento necesario e colaborou con diversas institucións científicas rusas.

Kosmos 1 foi lanzado o 1 de marzo desde un submarino ruso no mar de Barents a través dun foguete Volna. Ao principio atópase fronte ao Pacífico a 825 quilómetros de altitude. Utilizará a forza das baterías paira obter enerxía e mentres tanto abrirá paneis solares paira a captación de enerxía. Durante os primeiros días, o noso pioneiro levará as velas recollidas, mentres os sistemas funcionen correctamente.

Os voos de proba do proxecto Kosmos 1 realizáronse en 2001.
Babakin space center / The Planetary Society

Entón a hora H chegará cando Kosmos 1 orbite polo par Moscova. Comeza a despregarse un conxunto de catro velas triangulares. Se todo vai ben, abrirase tamén o segundo grupo. É posible que quen están a controlar a misión decidan ampliar o segundo grupo na seguinte órbita. Entón e só entón converterase nun veleiro Kosmos 1. Os primeiros días as velas deixaranse nunha posición fixa, non virarán paira cambiar de velocidade ou dirección. Pasados uns días, as velas comezarán a moverse e, tomando un ángulo apropiado, aumentarán a velocidade do envase paira transferir a unha órbita máis alta.

O que ocorrerá despois non está claro, os técnicos non o saben exactamente. O plástico metalizado que forma a vela comeza a degradarse nun mes. Para entón é posible que a Terra alcance una órbita de bastante altitude paira perpetuarse, pero probablemente a altitude da órbita irase perdendo e, convertida nunha bóla de lume, como una estrela fugaz, queimarase a través da atmosfera. Quen o ve?

As datas previstas tras o envío da revista á imprenta poderían sufrir modificacións.

Navegación Solar

Cando a luz do Sol golpea a superficie en forma de espello, transfire ao recipiente una cantidade de movemento. A dirección da forza aplicada depende do ángulo formado pola vela e a luz do Sol.
L. Friedman S.B. Smith / The Planetary Society

Como gobernar o veleiro solar? No mar, os veleiros gobérnanse combinando a forza do vento sobre a vela e a fricción da auga sobre o casco. Pois no espazo, de maneira similar, a luz do Sol exerce a acción do vento e a velocidade orbital do recipiente da auga. Por tanto, gobernarase cambiando o ángulo da vela solar respecto da luz. Ao cambiar o ángulo, o barco exerce una forza perpendicular á vela, cambiando a súa velocidade e dirección. Se a velocidade aumenta, o barco sairá cara ao exterior, pero si diminúe cara ao interior.

A diferenza dos recipientes con foguetes, o cambio de dirección non é un proceso brusco, senón continuo. O percorrido, en lugar de ter un aspecto elíptico, é un espiral. Trátase dunha sucesión de elipses en constante cambio.


Regatas espaciais

PLATAFORMA

Como moitas outras ideas, Arthur C. Clark foi o encargado de dar as vexigas aos veleiros solares. Non foi o primeiro en levar veas solares ao mundo da ficción, xa que Cordwainer Smith mencionou antes The lady Who Sailored The Soul na súa novela abreviada, pero a regata de iates solares desde a órbita da Terra até a Lúa e os sorprendentes detalles sobre a navegación sorprajeron a imaxinación dos lectores ( Sunjammer, 19642). Outro gran escritor de ciencia ficción, Poul Anderson, utilizou nunha historia os barcos solares paira traer produtos químicos á Terra do cinto de asteroides (tamén chamado Sunjammer).

Con todo, Xullo Verne suxeriu que a forza da luz podía ser utilizada paira navegar polo espazo a través dun personaxe da coñecida novela Da Terra á Lúa (1865).

Os primeiros en chegar a Seiroski foron Konstantin Tsiolkovski, un físico ruso pioneiro en moitos outros campos da exploración espacial, e o seu axudante foi o letónico Fridrih Arturovitx Tsander. As súas ideas, a diferenza dos foguetes de combustible líquido, non tiveron eco.

Paradoxalmente, emitiuse nunha revista de ciencia ficción. Primeira aproximación seria aos veos solares da posguerra mundial. Na revista Astoundig Science Fiction, nun artigo de non ficción, un enxeñeiro chamado Clipper Ships of Space, Russell Saunders, cun pseudónimo, explicou con detalle como se podían formar as velas en órbita e usalas paira navegar. Foi en 1951.


  1. A dama que viaxou en ‘A alma ’, Nova Dimensión, 22. nº 1971.
  2. O vento do sol. Relatos da era espacial, Alianza ed., 1987.
  3. O orixinal foi publicado en Analósis Science Fact/ Science Fiction en abril de 1964. Non atopei ningunha versión en castelán nin en francés.
Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila