“Llenando el tanque” en el espacio

 O. de Melo

Desde el viernes pasado todos los terrícolas andamos un poco más lento.

Pues si, resulta que ese día una sonda espacial llamada Rosetta sobrevoló, como parte de un largo viaje, el océano índico a una altura de 2480 km y a una velocidad de 13.5 kilómetros por segundo. El objetivo principal de este sobrevuelo fue tomar un poco de la energía del movimiento de nuestro planeta para incrementar su velocidad en unos 3 kilómetros por segundo. Pudiera decirse que esta sonda nos usó como servicentro espacial y se sirvió unos cuantos litros de “combustible gravitatorio”. Por extraño que le pueda parecer a los lectores, ella fue lanzada hace cinco años de la Guayana Francesa y ya ha sobrevolado la tierra en dos ocasiones con el mismo propósito. También sobrevoló el planeta Marte pero a este lo usó sólo para cambiar la dirección de su trayectoria a la vez que se frenaba un poco.

Se prevé que el viaje de esta sonda termine en mayo de 2014 cuando se posará sobre la superficie de un distante cometa de nuestro sistema solar. Pero, ¿por qué no se fue la sonda directamente al cometa en vez de estar dando tantas vueltas entre La Tierra y Marte? Pues esencialmente y por raro que suene, lo hizo para ahorrar energía, ¿que les parece?. Es que para viajar directamente la sonda debería haber salido de la tierra con una velocidad muchísimo más grande que con la que lo hizo hace cinco años. Pero para esto debería haber cargado con algunas decenas de toneladas de combustible más.

Efecto Tirapiedras

Este procedimiento (algunas veces llamado efecto “tirapiedras”) es usado comúnmente por las sondas espaciales. El mecanismo se basa en gran medida en una de las leyes de la mecánica, la ley de acción y reacción, publicada por Isaac Newton en 1687 en su famoso “Principia”.   Según esta, cuando la sonda pasa por detrás del planeta (o sea por la región que el planeta va dejando atrás en su movimiento) ambos, planeta y sonda, se atraen mutuamente y la sonda trata por esto de ponerse a orbitarlo. Entonces la velocidad de la sonda cambia un poco de dirección, y al mismo tiempo (¡y este es el punto importante!) aumenta su valor considerablemente, como si fuera arrastrada por el movimiento del planeta. Si en cambio, la sonda sobrevuela al planeta por delante, entonces lo que sucede es que se frena un poco; esto último fue lo que hizo Rosetta al pasar cerca de Marte.

Hay que considerar que este efecto “tirapiedras” que alimenta de energía a las sondas espaciales puede ser muy grande debido a la gran velocidad y masa de los planetas. Por ejemplo la velocidad media de rotación de la tierra en su órbita alrededor del sol es de unos 30 kilómetros por segundo mientras que su masa es expresada en kilogramos puede escribirse como un 6 seguido de 24 ceros.

En el pasado otras sondas han realizado largos vuelos espaciales utilizando este efecto. Actualmente, la sonda más alejada es la Voyager I, lanzada en 1977 y que se encuentra ahora tres veces más lejos que Plutón, ya fuera del sistema solar. En 1997 fue lanzada la sonda Cassini cuyo destino era Saturno. Para alcanzar la velocidad necesaria esta sonda aprovechó el “efecto tirapiedras” con varios planetas entre los que se encuentran Venus, La Tierra y Júpiter.

¿A costa de qué?

Como mas o menos intuimos todos, tengamos o no conocimiento de la ley de conservación de la energía, no hay nada gratis en este mundo. Por eso es de esperar que en este proceso de ganancia de velocidad de la sonda alguien debiera haber perdido algo. Y ese alguien es la tierra que durante el sobrevuelo de la sonda efectivamente perdió un poco de la suya. Por eso decía al principio que vamos un poco más lentos.

Pero no hay que asustarse, no sentiremos nada extraño por eso ya que según otra ley de conservación de la física, la de la cantidad de movimiento, la pérdida de velocidad de la tierra el viernes pasado como consecuencia del sobrevuelo, fue mucho pero que muchísimo más pequeña que la ganancia de velocidad de la sonda. Y esto se debe a que como vimos arriba, la masa de la tierra es infinitamente más grande que la masa de la sonda. Para fijar ideas pudiéramos decir que la alteración de la velocidad de La Tierra en el “efecto tirapiedras” es todavía más pequeña  que la de, digamos, un ómnibus articulado de la línea principal de La Habana (incluso bien lleno) como consecuencia del choque con un  mosquito.

Bueno, que no hay problemas, y podemos seguir por mucho tiempo dándole un poquito de combustible gravitatorio a las sondas, para que puedan viajar por el Universo remoto y revelarnos sus misterios.

Sonda espacial: dispositivo que se envía al espacio para estudiar planetas, satélites, asteroides o cometas ya sea fuera o dentro del sistema solar. Se diferencian de los satélites artificiales en que no están destinadas a describir órbitas estacionarias sino que se dirigen hacia algún objeto específico.

Efecto “tirapiedras”: cuando la sonda espacial sobrevuela el planeta, la dirección de su trayectoria  se modifica un poco, y al mismo tiempo su rapidez con respecto al sol  aumenta considerablemente debido a la atracción del planeta.