domingo, 29 de agosto de 2010

Como Tarzan

Muchos recordarán la muy innovadora forma de locomoción desarrollada por Tarzan para ir del punto A al punto B en la selva. Este consistía en colgarse de las lianas de los arboles y dejar que la gravedad hiciera lo suyo mientras la fuerza centrífuga y la tensión en la cuerda (liana) lo dirigían, todo mientras emitía un peculiar grito cuyo propósito nunca entendí. En este caso se trata de una aplicación de baja tecnología para mover una masa, pero existen propuestas de tecnología un poco mas avanzada que utilizan básicamente los mismos principios, es decir, amarrar una masa a una cuerda y darle un movimiento giratorio. En particular una propuesta para mover masas en el espacio basada en el uso de un sistema de dos masas unidas por una cuerda.


Ejemplo de aplicación de un sistema para elevar un satélite de una órbita baja a otra mas alta por medio de un sistema simple de dos masas y una cuerda conductora.

En el caso de las aplicaciones espaciales, se trata de una propuesta que aún esta en la mesa de diseño, en estas aplicaciones la cuerda ha de ser de algún material conductor de la electricidad y que sea suficientemente fuerte como para aguantar la tensión de las masas y sin embargo sea suficientemente ligera como para ponerla en órbita.

La propuesta es colocar dos cargas útiles (desde satélites, a unidades habitacionales) unidas por esa cuerda. El objetivo de que sea de un material conductor es para aprovechar un efecto que surge por las leyes de la electrodinámica. Para entender esto hablemos un poco del efecto de mover un material conductor por un campo magnético.


Ejemplo de interacción entre el campo magnético terrestre y el sistema de cuerda conductora al subir o bajar de órbita. Con una órbita suficientemente elevada se podría alcanzar velocidad de escape, es decir se podría impulsar una misión interplanetaria con este sistema.

Recordaran que los generadores eléctricos contienen imanes, estos cumplen la función de crear un campo magnético dentro del cual se moverá una bobina de alambre (por lo general de cobre) y al hacerlo se induce una corriente en dicho conductor, corriente que luego que se puede canalizar por un circuito para aprovecharse. De la misma manera se puede tiene un arreglo similar al generador en un motor eléctrico, pero el orden es inverso, en este caso se aplica una corriente y se ocasiona que la bobina se mueva, lo cual se puede utilizar si se acopla la bobina a un eje para que se mueva.

Otra cosa a considerar es que nuestro planeta, tal como algunos otros cuerpos del sistema solar están rodeados de fuertes campos magnéticos que ocurren naturalmente, llamados magnetosferas. Por lo tanto, si colocamos algo que se comporte como un alambre dentro de ese campo y lo datos de una carga, lo veremos interactuar con el campo. Así si en este sistema, las masas atadas a los extremos de la cuerda la pueden dotar de una corriente, se tendrá una fuerza similar a la que hace moverse los electrones para originar la corriente en el generador eléctrico, pero en este caso actuará no solo sobre los electrones en la cuerda sino sobre la cuerda misma, y por lo tanto en las masas. De esta forma se podría "empujar" el sistema a orbitas mas altas o mas bajas.


Ejemplo un potencial viaja a la Luna por medio de el sistema mencionado en el texto. Todas las maniobras son realizadas con energía eléctrica producida por celdas solares.

Las aplicaciones de este tipo de sistemas son varias. Se podría utilizar un sistema para "atrapar" un satélite en órbita baja (donde es barato colocarlos) y lanzarlos a órbitas mas altas (a donde es caro llegar) utilizando la energía de una corriente eléctrica generada con celdas solares (muy barato). O se puede utilizar el sistema para generar energía que sea mandad a la Tierra, e inclusive se puede equipar a los satélites nuevos para que al terminar su vida útil desplieguen una masa atada con una cuerda y así se genera una fuerza de resistencia que reduzca la altura de la órbita para caiga a la atmósfera y se desintegre rápidamente en lugar de que pase siglos orbitando siendo un pedazo mas de basura espacial.

Son muchas las potenciales aplicaciones y grandes las ventajas de este sistema, pero las dificultades técnicas son considerables. Ya se han hecho algunos experimentos, pero el problema de controlar la intensa carga que se acumula en el conductor aun no se resuelve del todo.


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