Veleros Interplanetarios

Este super e interesante tema es gracias al aporte del doctor en física, Leonardo Izaurieta, del querido país de Chile, diviertanse!

"En el post anterior hablamos sobre la importancia de la colonización espacial para nuestra especie. Cuando pensamos en viaje espacial solemos pensar en cohetes, poderosas máquinas voladoras del tamaño de edificios. Pero estos gigantescos tamaños no pretenden impresionar, simplemente son necesarios para contener las enormes cantidades de combustible que emplean.

 Un simple cálculo muestra que un cohete que permitiera viajar a la estrella más cercana en el plazo de un par de vidas humanas –o sea que al destino final llegarían los hijos o nietos de los viajeros originales– debería contener ¡más combustible que toda la materia del Universo conocido!

 Claramente el cohete es una solución de fuerza bruta, que nos ha resultado útil hasta ahora, pero debemos pensar en otros medios más ingeniosos incluso para explorar los mundos cercanos dentro del sistema solar.

 Uno de los medios de transporte más hermosos y elegantes es el velero. Basta con cerrar los ojos e imaginar la brisa contra el rostro y contra nuestras velas, cruzando el mar en forma tranquila, eficiente y silenciosa. El aire en movimiento posee momentum (cantidad de movimiento) el cual es traspasado a las velas y el barco. No utilizamos combustible, sólo debemos tener el ingenio necesario para permitir que las fuerzas de la naturaleza nos impulsen hacia donde queremos llegar.

 Sería fantástico si pudiéramos utilizar veleros en el espacio. Pero en el espacio no hay aire ni brisas, sólo el frío vacío a 269°C bajo cero. El espacio parece hostil y nos podríamos desanimar… si no conocemos las leyes de la Física. Si bien no hay aire, sí existe luz, mucha luz proveniente del Sol. Esta luz está constituida por fotones, pequeñas partículas que no poseen masa, pero que sí tienen energía y momentum. Esto significa que cuando abrimos la ventana en la mañana y los rayos del Sol chocan contra nosotros, la luz nos empuja hacia atrás. Lamentablemente no percibimos este interesante efecto: el momentum que lleva cada fotón es pequeñísimo, nuestra masa es demasiado grande y nuestra superficie demasiado pequeña.
Sin embargo, ninguno de esos gigantescos obstáculos detuvo a la JAXA, (Agencia Japonesa de Exploración Espacial) para crear una máquina delicada, ingeniosa y rapidísima, un velero solar llamado Ikaros (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun).

 El pasado lunes 17 de mayo, este velero fue puesto en órbita por un cohete Mitsubishi que despegó desde la isla de Tanegashima, al suroeste de Japón. Sus plateadas velas son delgadísimas, tienen tan sólo 7 micrómetros de espesor, menos de la mitad del espesor de un cabello humano. Sin embargo cubren una gran superficie: una vez desplegadas ¡forman un cuadrado de 14 m de lado! Algo así como la altura de un edificio de 6 pisos.

Las velas están construidas de poliimida –un polímero extraordinariamente liviano, resistente y flexible– y están dobladas cuidadosamente dentro del cohete como en un origami. Este velero espacial no posee mástiles, pues serían muy aparatosos y pesados. En lugar de ello, para desplegar las velas y mantenerlas tersas, Ikaros girará sobre sí mismo una vez cada tres segundos, en forma muy similar a como un chef extiende la masa de una pizza girándola en el aire.

Pero eso no es todo. La superficie del velero está cubierta en parte con sofisticadas celdas fotovoltaicas, más delgadas que un papel, las cuales le proveen de electricidad. Ésta es utilizada para comunicaciones por radio con la base en Tierra, tomar datos y fotografías, alimentar el computador a bordo y encender un motor iónico. Este último es una ingeniosa máquina desarrollada en la Unión Soviética durante la década de los setenta, en la que se ionizan los átomos de un gas y, posteriormente, se les acelera a través de campos electromagnéticos hasta velocidades altísimas. Un motor iónico utiliza muy poco gas y puede funcionar en forma continua durante años. Provee a la nave un empuje pequeño, pero durante tiempos tan prolongados que finalmente se alcanzan velocidades fantásticas.

Esta máquina es tan rápida que se espera que dentro de seis meses llegue a Venus. El clima venusiano es sumamente interesante y su estudio constituye uno de los objetivos principales de esta misión. Allí el efecto invernadero alcanzó escalas fuera de toda proporción. Su atmósfera contiene tanto CO2 que su temperatura superficial alcanza los 460°C, mucho más que en cualquier horno de cocina y más que suficiente para derretir el plomo. La presión atmosférica es aproximadamente 90 veces la de la superficie terrestre y lo cubren espesas nubes de ácido sulfúrico.

Lo curioso del caso es que Venus es un mundo muy cercano y casi del mismo tamaño que la Tierra. En el pasado, ambos fueron casi idénticos. El cómo un mundo tan similar a la Tierra acabó convirtiéndose en un infierno, en lugar de desarrollar océanos y vida, es uno de los grandes misterios que planea dilucidar esta misión. Posteriormente, el velero seguirá rumbo al lado opuesto del Sol, donde llegará dentro de tres años.

Si todo sale bien, éste será el primero de una serie de veleros solares. Si Ikaros tiene éxito la JAXA planea lanzar otro velero solar del doble de tamaño dentro de 10 años para estudiar Júpiter y los Asteroides Troyanos.

Si deseas aprender más de esta misión a Venus y ver cómo se izan velas en el espacio, puedes visitar la página de la JAXA en http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/ikaros.html o ver su video en su canal de YouTube en http://www.youtube.com/watch?v=7_6HOqBkP2o

“Navíos o veleros adaptados a las brisas del espacio serán construidos.

Y también habrá quienes no se amedrentarán ni siquiera frente a la vastedad del vacío”

(Carta de Johannes Kepler a Galileo Galilei – 19 de abril de 1610)

Fernando Izaurieta

Doctor en Ciencias Físicas, Universidad de Concepción,

Investigador y Académico de la Universidad Católica de la Ssma. Concepción.
fizaurie@ucsc.cl "

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