Las curiosas rutas en el espacio
Una de las mayores sorpresas con que uno se encuentra a medida que comienza a indagar respecto a los viajes espaciales es todo lo referente a las rutas (órbitas, para ser más precisos) que configuran las naves a lo largo de sus trayectorias. Para darnos una idea de todo lo subyacente a esta temática fascinante, comencemos con un simple ejemplo. Supongamos que deseamos desplazarnos de un lugar a otro dentro de una misma ciudad. Y supongamos también que, de manera aproximada, esta se encuentra en un mismo plano (debemos realizar esta suposición ya que en realidad, como bien sabemos, la superficie de la Tierra no es plana, y por lo tanto, estaremos sobre una “superficie curvada”). Está más que claro que en nuestra ciudad de “Planolandia”, las rutas más cortas serán las rectas.
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Pero todo, absolutamente todo cambia cuando viajamos en el espacio. Allí, Planolandia deja de tener sentido y comienzan a jugar otros protagonistas estelares, como ser, la gravedad. Sin duda alguna, en pocos años seremos testigos de la más grandiosa aventura que haya emprendido la humanidad en toda su historia: el viaje tripulado a Marte. Pensemos entonces en la ruta que seguirán nuestros privilegiados representantes en unos 15 o 20 años. Es más, dicha ruta es la misma que han realizado y seguirán realizando todas nuestras naves semiautomáticas. Observemos entonces la figura; allí existen dos sectores (izquierdo y derecho). En la parte izquierda se configura un viaje imposible de realizar. El realizable es el de la derecha.
Pero, ¿por qué? ¿Qué significan estas figuras? Si deseásemos enviar una nave a Marte, como primera opción podríamos pensar en lanzarla en el momento en que el planeta rojo se encuentre lo más cercano posible a la Tierra (figura 1). Aparecen aquí dos grandes problemas. Por un lado, por más que pudiésemos lanzar la nave con una gran velocidad hacia Marte, la fuerza de gravedad del Sol (las flechas representan las atracciones gravitatorias del Sol sobre los cuerpos del sistema Solar) harían que tal esfuerzo fuese inútil. Lanzaríamos la nave y requeriríamos de una enorme energía para contrarrestar la fuerza de gravedad solar. A su vez, la segunda cuestión es que, cuando la nave llegue a la órbita marciana, Marte ya no se encontrará allí, sino que por hallarse orbitando alrededor del Sol, estará ubicado a millones de kilómetros de lo que lo estaba al momento del lanzamiento ya que durante todo el tiempo de viaje, el planeta lógicamente se estuvo desplazando. Por consiguiente, podría pensarse entonces en lanzar la nave meses antes de que Marte se encuentre en la zona de “llegada”, algo así como el famoso juego de “apuntarle al patito” en las quermeses de décadas pasadas (figura 2). Pero aun así, de todas maneras, no podremos evitar de ninguna manera el insalvable inconveniente de la gravedad solar, lo que hará frenar considerablemente una vez más a nuestra nave.
¿Qué otras opciones tenemos entonces? La alternativa se encuentra en aprovechar justamente la gravedad solar. Si un objeto está afectado por la gravedad de otro cuerpo con muchísima más masa que él, el primero se acelerará considerablemente sobre el segundo. Si yo sostengo una piedra con mi mano y la suelto, la Tierra acelerará la piedra en dirección al suelo. Pues bien, si yo pudiese hacer que la gravedad del Sol acelerase mi nave hacia Marte, ¡tendría el problema resuelto! Y eso es justamente lo que se hace en mecánica celeste, o lo que comúnmente llamamos la mecánica orbital de los viajes espaciales. La idea es la que se muestra en las figuras 3 y 4. Al momento de lanzar la nave, la Tierra se encuentra “retrasada” respecto de Marte en sus respectivas órbitas alrededor del Sol.
Se lanza la nave hacia Marte en dirección perpendicular a la dirección Sol-Tierra y en el sentido del movimiento orbital de los planetas. Teniendo en cuenta la velocidad que le imprimimos con el cohete más la fuerza gravitatoria solar, la nave describe una especie de arco (esa es la forma de su ruta de viaje), llegando unos 8 o 9 meses después al planeta rojo. En otras palabras, la nave “cae” literalmente sobre Marte a lo largo de todo su viaje. Y aquí es donde reside una de las más interesantes curiosidades de los viajes espaciales: las rutas más eficientes en el espacio, no son rectas ¡sino curvas! ¡Buen viaje!
* Director de Gestión Planetario Ciudad de La Plata
Licenciado en economía de la Universidad de Buenos Aires y Doctor en Economía (Ph.D.) por la Universidad de Michigan (EE.UU.). Director del Instituto de Economía de la Unicen. Profesor full-time en la UTDT y director del Centro de Investigación en Finanzas (CIF) - UTDT.
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