domingo, 19 de julio de 2009

Todo un clásico

Se cumplen 40 años de la llegada del hombre a la Luna. Y como ya es tradición, se tratará en este blog algo al respecto. En particular me gustaría hablar sobre lo que implico la misión Apollo, no desde un punto de vista astronaútico, o social, o con respecto a la competencia entre las dos super potencias, me gustaría hablar de los que implico físicamente. Es decir, ver la misión Apollo como una aplicación de la física.


Imagen de los cohetes Saturno V de las diversas misiones Apollo y la sucesora Skylab.

En primer lugar pensemos en lo necesario par aun viaje espacial. Claro, propulsión, mucha, mucha propulsión, para resolver esto, lo clásico han sido los cohetes químicos (ahora se usan ocasionalmente los motores iónicos y se están diseñando cohetes nucleares y velas solares) que aportan una enorme fuerza durante un periodo de tiempo reducido. Adicionalmente los cohetes químicos funcionan bajo el principio de hacer explotar "algo" y arrojar ese "algo" con la misma fuerza de la exploción, por lo que se debe cargar mucho de ese "algo" abordo, en el caso del proyecto Apollo, el "algo" es decir el combustible fue oxigeno, hidrógeno y compuestos derivados del keroseno.


Separación de la primer etapa del Saturno V, ya sin combustible no hay razón para seguir llevándolo.

La necesidad de transportar tanto combustible explica las extrañas proporciones de los cohetes y practicamente todas las naves espaciales actuales, casi todo el volumen inicial de la nave esta compuesto de tanques de combustible, los cuales se van desechando conforme se vacían.

Pero aparte de propulsión y de los muy obvios sistemas de soporte de vida, se requiere de algo que es vital, control. Sin la habilidad de control la nave, todo el combustible y capacidad de soporte de vida son inútiles. Y aquí es donde nos a de llamar la atención la tecnología del Apollo. El componente principal para controlar una nave es la computadora de abordo, y en el caso del Apollo esta fue de capacidad muy limitada, aunque en su tiempo fue todo un logro tecnológico.


Evolución del Saturno-Apollo, cada nuevo modelo cargaba mas combustible y lo explotaba mas rápido, generando mayor potencia.

Construida bajo pedido especial en el MIT (Massachusets Institude of Technology), el aparatito de 35 kilos y que gastaba 70 watts tenía una velocidad de 2 MHz (si, leyó bien), una RAM de 2 KB (también leyó bien) y una memoria fija (ROM) de 36K (¿que quieren? eran los 60´s). Entonces uno se pregunta, ¿como se las arreglaron para hacer todos los cálculos necesarios considerando que dependían mucho en resultados exactos?


Computadora de guía y control del Apollo 11. Todo un logro tecnológico en su época.

Ya habíamos hablado de los triunfos y limitantes de la física clásica y su tendencia determinista. Y el viaje del Apollo fue uno de los mejores ejemplos de triunfos. La forma en que se navegó, fue planeada desde antes del lanzamiento del cohete. Todo el trayecto estaba ya predestinado, no era como en el caso de un viaje en avión donde el piloto tiene que hacer constantes ajustes y tomar decisiones para resolver situaciones inesperadas. En los vuelos espaciales, al no estar sujetos a efectos de fricción o cualquier otra cosa que no sea la gravedad, se "maneja" usando únicamente la gravedad. Por lo que todo consiste en saber cuando y desde donde lanzar el cohete.

Por lo tanto, si uno tiene una computadora limitada a unas cuantas operaciones por minuto, se ha de limitar el uso de tal maquina a correcciones menores. En sí toda la trayectoria del Apollo estaba ya determinada desde el momento del lanzamiento, la tripulación solo se tenía que encargar de activar la computadora en los momentos adecuados para que esta a su vez disparara los motores de forma correcta.


Trayectoria de la nace Apollo 11, regulada por la interacción gravitatoria entre la nave, la Tierra y la Luna.

El viaje entero fue un ejemplo de aplicación de física clásica en todo su explendor ( tendrá siglos de antiguedad, pero funciona muy bién ), así que en cierto sentido es cierto lo que se dijo en la misión Apollo 13, "el Sr. Isaac Newton esta en el asiento del chofer".



Si creen que una trayectoria a la Luna regulada por la gravedad es compleja, vean esta a un par de cometas.


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