El uso de vehículos espaciales

TREINTA años han pasado desde el lanzamiento al espacio del Sputnik 1, el que inicia la era espacial. Desde esta fecha han sido lanzados al espacio más de 3 000 satélites y naves espaciales que, equipados con instrumentos, realizaron innumerables misiones.

De allí surgen las preguntas sobre qué importancia tiene el uso de vehículos espaciales, qué misiones se han realizado hasta la fecha y qué ventajas ofrece la era espacial al mundo y en particular a los países cómo los nuestros.

Es un hecho que la era espacial abrió al hombre dos nuevas perspectivas: una nueva visión de la Tierra y una nueva visión del Universo.

Como lo veremos, los descubrimientos producidos en la era espacial revolucionaron tanto a las ciencias básicas como a las aplicadas y a las sociales. Así, se abrieron nuevos rumbos para la geofísica, la astronomía, la física del Sistema Solar, la climatología y las comunicaciones; e incluso se abrieron nuevas disciplinas satelitarias como la cometología, la telecomunicación y el derecho espacial, entre otras.

Cabe señalar que, como sabemos, mientras los satélites giran alrededor de una órbita fija, las naves espaciales suelen adentrarse en el espacio. Algunas de estas naves están destinadas a abandonar nuestro Sistema Solar y a seguir su camino a través de la Vía Láctea.

Para entrar al mundo de las misiones espaciales debemos mencionar que en la explotación espacial se utilizan básicamente dos métodos. Uno, la detección "in situ", que consiste en la exploración directa con instrumentos, ya sea a lo largo de la trayectoria del vehículo espacial o mientras éste explora los cuerpos o espacios de interés. Dos, lateledetección, es decir, la detección a grandes distancias.

Para terminar esta breve introducción, debemos confesar que nuestro propósito es ante todo dirigir la atención de nuestros investigadores y —¿por qué no?— de los estudiantes, hacia las diferentes disciplinas espaciales, para uso y exploración del espacio con nuestros propios fines.

Nos parece urgente la formación de cuadros y recursos humanos, tanto en ciencias básicas y aplicadas espaciales, como en tecnologías de este tipo, no sólo porque representa uno de los quehaceres científicos y tecnológicos de vanguardia sino, además, porque conllevan implicaciones económico-sociales de gran trascendencia. No podemos olvidar que el siglo XXI está acercándose a pasos agigantados.

DESCUBRIMIENTO DEL DOMINIO TERRESTRE: UN NUEVO CONCEPTO SOBRE NUESTRO PLANETA

Como dijimos en la introducción de este artículo la era espacial ha traído consigo cambios revolucionarios sobre los conceptos que teníamos con respecto al espacio que rodeaba la Tierra. Para poder entender a fondo este cambio tenemos que retroceden en el tiempo.

Antes de la era espacial se creía que el espacio interplanetario1 era una región de quietud y vacío, alterada sólo durante las perturbaciones solares.

Como lo muestra la figura 1, se pensaba también que nuestro planeta ocupaba en el Sistema Solar un espacio del dominio terrestre de forma esférica de aproximadamente 7 870 km de radio. Se creía que este espacio estaba supuestamente constituido por la Tierra y las capas atmosféricas que la rodeaban donde la exósfera era la capa externa y fronteriza.

Al margen de este concepto se creía también que las líneas cerradas del campo magnético terrestre rebasaban esta frontera y que se iban extendiendo —cada vez más tenues— a través del medio interplanetario (Figura 2).

Las exploraciones mediante satélites, entre 1958 y 1961 mostraron la falacia de estos conceptos y dieron origen a la geofísica exterior.

Lo que quisiéramos señalar de antemano es que encima de las capas atmosféricas existen otras de fundamental importancia, y que el campo geomagnético no penetra al espacio interplanetario, sino que actúa como un centinela fronterizo del dominio terrestre.

Entre los descubrimientos de mayor trascendencia figura "el viento solar" compuesto de partículas tales como los electrones, protones y iones, que emanan continuamente del Sol y que se propagan a través del espacio interplanetario a una velocidad de 400 km por segundo.

Figura 1. La atmósfera terrestre confinada en una cáscara esférica

de aproximadamente 1 500 km de grosor.

Figura 2. La imagen preespacial del espacio circumterrestre.

La población de estas partículas, que se conocen como plasma, es tan escasa que entre ellas no ocurre colisión alguna. También se descubrió la magnetósfera —la región externa del dominio terrestre— que se encuentra embebida en las líneas del campo magnético de la Tierra.

La magnetósfera va acompañada de la magnetopausa, que es la línea fronteriza. Esta línea fronteriza es el resultado de la lucha que libra continuamente la fuerza del campo magnético contra la fuerza del "viento solar". Se conforma así un centinela fronterizo que inhibe la penetración del viento solar al dominio terrestre, separándolo del espacio interplanetario.

Sin embargo como lo muestra la figura 3 la presión que ejerce el viento solar logra limitar el dominio terrestre situándolo en una cavidad en forma de cometa.

El viento solar comprime parcialmente del lado día las líneas del campo magnético dejando un espacio de sólo 64 000 kilómetros de ancho. En cambio del lado noche, el viento solar se desliza a lo largo de la magnetopausa. Ésta transmite la presión al interior del dominio terrestre induciendo así —del lado noche— un estiramiento de las líneas del campo magnético terrestre. Estas líneas son las que se ven envueltas en una cola magnetosférica de unos 3 millones de kilómetros de largo.

Además, durante las exploraciones mediante satélites, aún anteriores a las ya descritas, se descubrió una zona de partículas ionizadas, altamente energéticas —conocidas como Anillos de Radiación o Anillos de Van Allen— que están confinadas por el campo magnético terrestre en forma de una dona y que se encuentran entre 700 y 48 000 kilómetros encima de la superficie terrestre. Esta población, relativamente densa, es letal. Por ello se debe evitar la permanencia de los astronautas —aun siendo de pocos días— en esta región, (Figura 3).

Actualmente se afirma que los Anillos de Van Allen son producto de subtormentas magnetosféricas que energetizan y desplazan partículas de origen ionosférico, normalmente de baja energía. Asimismo se señala que son el resultado de un bombardeo

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