RUMBO A MARTE

Quienes estén un poco familiarizados con la cultura humana sabrán que Marte siempre ha ejercido una especial fascinación sobre ellos. Tanto como para imaginar las cosas más estrafalarias, como que el planeta está habitado por hombrecillos verdes cuya mayor ambición en la vida es destruir a los humanos (una pena que sólo sea una fantasía), o que alguna raza largamente olvidada se dedicaba a construir enormes caras humanas sobre el suelo para que pudieran ser vistas desde la Tierra (porque, por supuesto, los humanos siempre son el único interés y centro de atención de las razas largamente olvidadas, los visitantes de otros mundos y entidades similares).

Hace tiempo que los humanos han dejado de imaginar hombrecillos verdes trotando por las llanuras marcianas. Lo que se imaginan ahora son humanos trotando por las llanuras marcianas. Y es que por fin están empezando a asumir que lo que le han hecho a la Tierra tiene difícil solución, así que cada vez dedican más tiempo a pensar en un plan de huida para el momento en el que no se pueda vivir en ella. De modo que las fantasías concernientes a Marte de hoy día se centran en cómo conquistar y poblar el planeta.

Pero, por supuesto, esto es más fácil de decir que de hacer. De momento se conforman con mandar sondas y robots exploradores, y con intentar desarrollar un vehículo tripulado que vaya hasta Marte y luego vuelva. Sabiendo que ya hace bastante tiempo que consiguieron llegar a la luna (o eso dicen ellos), parece lógico pensar que lo de volar a Marte no debería suponerles muchas más complicaciones. Pero las apariencias engañan. Marte puede encontrarse, dependiendo del momento, a una distancia de entre 58 y 402 millones de kilómetros de la Tierra, mientras que el apogeo de la luna se encuentra «sólo» a unos 405.700 kilómetros.

Suponiendo que el viaje se hiciera en las condiciones más favorables, aún habría que invertir mucho tiempo y mucha energía para llegar hasta Marte. En el hipotético caso de un viaje tripulado de un año de duración, las opciones de propulsión que hay disponibles en estos momentos no permiten demasiado optimismo, al menos a corto plazo. Con los motores de propulsión química de toda la vida harían falta unas ¡3000 toneladas! de combustible, y 47 lanzamientos para construirlo en órbita… no demasiado factible. Un sistema mixto solar/químico mejoraría bastante estas cifras, pero no lo suficiente. La propulsión nuclear térmica podría cumplir la misión con sólo 685 toneladas de masa inicial y 23 lanzamientos, lo que hace que sea la solución más factible a corto plazo.

Aun así, un año en el espacio interplanetario es demasiado tiempo para cualquier humano (o chorlito), por dos problemas principalmente: la ausencia de gravedad y la radiación. Si bien Valery Polyakov demostró, tras una permanencia en la estación espacial MIR de 437 días, que un humano puede trabajar en el espacio y sobrevivir sin gravedad durante bastante tiempo, el tema de la radiación sigue siendo peliagudo. Todas las misiones espaciales tripuladas hasta la fecha se han realizado en el entorno cercano de la Tierra, donde la propia Tierra y su campo magnético actúan como un escudo muy eficaz frente a las distintas radiaciones perjudiciales que inundan el espacio. Un viaje a Marte supondría exponer el vehículo a niveles muy altos de radiación.

El Cohete de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable (VASIMR), aún en desarrollo, podría proporcionar una solución tanto al problema de la radiación como al de la duración del viaje. El plasma es el cuarto estado de la materia, un gas a una temperatura tan alta que los átomos pierden su estructura, y la sustancia en cuestión se transforma en una especie de «sopa» de partículas cargadas eléctricamente a una temperatura de decenas de miles –e incluso millones– de grados, con carga total neutra. Ningún material conocido puede contener un flujo de plasma, aunque, afortunadamente, un campo magnético sí que puede hacerlo.

El VASIMR utiliza un campo eléctrico para ionizar y acelerar el combustible (hidrógeno o deuterio), convirtiéndolo en plasma, que a su vez se dirige en la dirección correcta con la ayuda de un campo magnético, proporcionando empuje. Para un viaje largo, como una misión a Marte, sería necesario equipar este sistema con un generador nuclear que proporcionara la energía necesaria para crear dichos campos. Para otras aplicaciones menos exigentes, unos paneles solares serían suficientes.

Según sus diseñadores, este motor permitiría realizar un viaje a Marte de menos de tres meses de duración. Además, el hidrógeno líquido funciona muy bien como escudo contra las radiaciones, así que los propios tanques de combustible podrían proteger a la tripulación. Otra ventaja de este motor es que, a diferencia de los de propulsante líquido convencionales, que sólo producen empuje durante cortos períodos de tiempo, el VASIMR podría proporcionar aceleración continua (tiene un consumo muy bajo), de modo que habría algo así como un sistema de gravedad artificial a bordo (aunque la aceleración sería baja: para un empuje de 100N en una nave de 800kg, produciría una «gravedad» de 0,0127 g’s). También, como su propio nombre indica, puede variar el empuje y el impulso específico producidos (a potencia constante) en función de las exigencias de la misión; una enorme ventaja frente al resto de motores cohete, ya que permite un mejor aprovechamiento de la energía.

El VX-200, un prototipo a escala real, será probado el próximo enero, y, si todo va bien, se desarrollará el VF-200, una versión de vuelo que trabajará en la ISS para ayudar a mantenerla en órbita.

Asumiendo que el VASIMR u otra cosa parecida saliera adelante, y que los humanos pudieran viajar hasta Marte, una vez allí aún tendrían otro problema grave: ¿cómo volver a la Tierra (que, por desgracia, querrán hacerlo)? Las posibilidades que se barajan son varias, pero casi todas se basan en utilizar los recursos del propio Marte para hacerlo, ya que ahorraría tener que transportar lo necesario desde la Tierra. Y, desgraciadamente, aunque la gravedad en Marte es una tercera parte de la de la Tierra, siguen necesitándose motores de gran empuje para escapar de ella. Esto reduce el campo de maniobra únicamente a motores cohete químicos o nucleares. Como posibles combustibles se plantean el CO2 (la atmósfera de Marte está compuesta en un 95,7% de este gas) y el metano (no tan abundante, pero obtenible a partir de CO2).

Como veis, los humanos llevan trabajando en el tema del viaje a Marte desde antes de poner un pie en la luna (los rusos comenzaron a planteárselo cuando vieron que los americanos iban a llegar a la luna antes que ellos). Conociéndoles lo conseguirán tarde o temprano… probablemente más tarde que temprano, porque en estas cosas la política siempre está por medio, y aunque anteriormente la guerra fría benefició bastante a la carrera espacial, hoy en día parece que la tendencia es totalmente contraria. Aunque, quién sabe, siempre puede ocurrir que Estados Unidos se pique con China (comunistas y camino de convertirse en una gran potencia… una amenaza palpable para la forma de vida estadounidense, como todos sabemos), y que se embarquen en otra guerra fría o algo parecido. Yo tendré preparadas las palomitas, por si acaso.

Agradecimientos: al profesor D. J.J. Salvá Monfort, de la ETSIA, por la información sobre las opciones del viaje tripulado a Marte y los recursos utilizables para el regreso.

VELAS SOLARESy otros artilugios curiosos para viajar por el espacio

Ya hemos hablado alguna vez, chorlitos, sobre las dificultades de viajar por el espacio exterior. Uno tiene que poder empujar contra algo para poder moverse (tercera ley de Newton), y en el vacío no hay nada contra lo que empujar. De modo que, si quieres moverte, debes empujar contra ti mismo. Pero, según la segunda ley de Newton (un humano un poco fastidioso, este Newton), sólo con las fuerzas internas que uno puede ejercer es imposible mover el centro de masas propio, así que la única solución es lanzar parte de lo que lleves encima en dirección contraria a la que quieres seguir, de forma que, aunque el centro de masas del sistema uno-mismo/cacho-de-uno-mismo permanezca en el mismo sitio, el cacho y uno mismo sean capaces de moverse por el espacio. Éste es el principio que utilizan la mayoría de los sistemas de propulsión espacial actuales.

Cuando el empuje necesario es muy grande, como en los despegues, no queda más remedio -con la tecnología actual- que utilizar motores cohete de combustión química (los más típicos, de los que ya hemos hablado), que son los que más consumen. Hasta el momento no se ha encontrado un sistema de propulsión que pueda sustituirlos. Así que, para salir de la atmósfera, lo que hay que hacer es, básicamente, montarse en un tanque enorme de combustible y prenderle fuego.

Pero en órbita la cosa cambia, ya que cobra importancia el impulso específico, que mide la eficiencia del motor. La cantidad de combustible que se puede llevar al espacio está muy limitada (ya sabéis que los humanos prefieren no gastarse un duro si pueden), así que son necesarios motores que con poco consumo de combustible produzcan mucho empuje. O mejor, sistemas que ni siquiera necesiten combustible. Fue por esto que a algún humano especialmente inspirado se le ocurrió la idea de la vela solar.

Las velas solares se basan en el principio de que la presión de radiación producida por la luz cuando incide y se refleja en una superficie (que, al estilo típicamente humano, es la forma fina de decir: «la fuerza que producen los fotones cuando rebotan a mogollón contra una superficie») es suficiente para que esa superficie se mueva, aunque sólo sea un poquito (nada que ver, ojo, con el viento solar, que es otra cosa distinta). Y como en el espacio no hay fuerzas de fricción que se opongan al movimiento, con una superficie reflectante (en chorlito, un espejo) lo suficientemente grande, una fuente de luz y un poco (mucho) de paciencia, se pueden alcanzar velocidades bastante elevadas (porque la velocidad aumenta despacio, pero sin pausa). Y cuanto mayor sea la vela, mayor será el empuje (también será mayor cuanto más cerca se encuentre de la fuente de luz, o cuanto más perpendicularmente incida la luz sobre la vela). El principal inconveniente es que la vela debe viajar plegada dentro del vehículo hasta que sea necesaria, y además debe pesar poco. Los problemas de almacenaje y despliegue derivados son bastante serios (dos animaciones muy chulas de la NASA: aquí y aquí). Los humanos incluso se plantean fabricarlas y montarlas directamente en el espacio para evitarse esos problemas, aunque por el momento hacer eso está lejos de su alcance. Así que este invento se utiliza más bien poco, aunque el pricipio sí que se aplica en los satélites para control de actitud, utilizando los paneles solares a modo de vela para corregir errores de orientación.

El vídeo sobre estas líneas, aunque está en inglés y es un poco largo, merece la pena. Habla de un concepto bastante curioso, el heliogiro, que fue abandonado debido a problemas de estabilidad, pero que no deja de ser una idea muy interesante. Su funcionamiento es muy parecido al de un helicóptero.

El único proyecto de vela solar en ser construido y lanzado fue el Cosmos-1 (colaboración de Rusia y Estados Unidos -os recomiendo que visitéis la página-), enviado al espacio en junio del 2005. Por desgracia, el cohete que debía colocarlo en órbita falló y la vela solar nunca pudo desplegarse.

Hay más sistemas curiosos. Como supongo que la mayoría de los chorlitos son un poco frikis, asumo que no hará falta que dé muchas explicaciones sobre lo que es un TIE Fighter. Las siglas «TIE» vienen del inglés «Twin Ion Engine», o motores gemelos de iones. Ciertamente, los motores de iones de verdad no pueden hacer las maniobras que hace un TIE (eso es ciencia-ficción, al menos de momento), pero son motores de muy alto impulso específico, aunque las aceleraciones que pueden proporcionar son bajas, al igual que ocurre con las velas solares. Estos motores aceleran un flujo de iones (partículas cargadas eléctricamente) a muy altas velocidades. De esta manera, aunque la masa expulsada sea pequeña, como su velocidad es muy grande, la reacción que impulsa al vehículo es apreciable y el consumo de combustible muy bajo. De este tipo son también los motores de plasma. La diferencia es que en el caso de un motor de iones, como sólo acelera partículas de carga positiva, se hace necesario introducir un flujo de electrones en la salida para mantener neutra la carga eléctrica del satélite; mientras que el motor de plasma, que acelera tanto partículas positivas como negativas, no necesita neutralización. El VASIMR, otro motor que funciona con el mismo principio, podría ofrecer una alternativa a los anteriores, ya que es capaz de trabajar tanto en régimen de alto empuje/bajo impulso específico como en régimen de bajo empuje/alto impulso específico.

Por supuesto, los cohetes de propulsión química también se utilizan en órbita, aunque su vida es bastante limitada porque también lo es la cantidad de combustible que un satélite puede llevar. Por ello suelen utilizarse sólo puntualmente a lo largo de la vida útil del satélite. Los motores nucleares, que también pueden prescindir de la atmósfera para funcionar, son otra solución muy comúnmente utilizada en el espacio (y en submarinos, por exactamente la misma razón).

Hay más formas de moverse, aunque ya no sirven para viajes interplanetarios. Son principalmente sistemas de control de actitud que ayudan al satélite a cumplir su misión con la precisión requerida: volantes de inercia y ruedas de momento, par magnético y gravitatorio, etc. Casi todos estos sistemas funcionan con energía eléctrica, así que los paneles solares son siempre un elemento imprescindible en cualquier satélite.

Los humanos trabajan incansablemente para encontrar el modo de viajar grandes distancias en poco tiempo, de unos planetas a otros y más allá. Sueñan con, algún día, poder salir del sistema solar y conquistar otros mundos, extendiéndose por el resto del Universo como lo han hecho por la Tierra.

La verdad; mejor que sigan soñando y que se dejen de historias raras, que con un planeta lleno de humanos el Universo tiene más que suficiente.

CUANDO LOS MOTORES PARECEN ESTRELLAS

Seguro que todos los chorlitos, unos más y otros menos, tenéis una idea de cómo funciona el motor de un coche. Se mete gasolina por un agujero para que aquello se mueva y haga ruido, y luego salen gases y porquerías por un tubo como resultado, ¿cierto? Algunos incluso podréis hablarme de émbolos, cilindros y válvulas, y estaréis pensando: “no hay nada nuevo que Juan nos pueda contar sobre el tema”. Bien, puede que no. Aunque también es posible que veáis alguna cosa poco convencional.

No todos los aviones funcionan con motores de combustión continua. Al principio, antes del desarrollo de los aerorreactores, utilizaban motores de explosión; e incluso hoy en día, para las avionetas pequeñas, sigue siendo más rentable volar de esta manera. Aquí debo hacer un inciso para explicar sucintamente cómo funciona un motor de explosión normal y corriente, como el de los coches, y sí: hablaros un poco de émbolos, cilindros y válvulas. Lo haremos con la ayuda de la siguiente imagen.

Éste es un motor de cuatro tiempos de gasolina (de ciclo Otto, si queréis quedar como expertos cuando habléis del tema): admisión (1), compresión (2), explosión (3) y escape (4). En la admisión entra el combustible (en azul en el dibujo) por la válvula correspondiente. El émbolo sube en el segundo tiempo, empujado por la biela, y hace que el combustible se comprima en el interior del cilindro. Cuando está comprimido, una chispa que produce la bujía provoca la reacción de combustión, en forma de explosión, que hace que el émbolo salga disparado hacia abajo impulsando la biela. La biela está unida al cigüeñal, que es el eje al que el émbolo transmite toda la energía y el que en última instancia se encargará de hacer el trabajo (ya sea mover las ruedas de un coche o la hélice de un avión). Los gases producidos en la combustión (en marrón) son expulsados por la válvula de escape en el cuarto tiempo, y luego todo el ciclo se repite.

En aviación, como ya hemos comentado, el motor de explosión viene utilizándose desde los inicios. El Wright Flyer llevaba un motor de cuatro cilindros de aluminio diseñado especialmente para la ocasión.

El número de cilindros de un motor tiene una relación directa con su potencia, de modo que, como seguro que ya habréis imaginado, a los humanos les entró de repente la fiebre por los motores con muchos cilindros. Y claro, el problema de tener muchos cilindros es cómo colocarlos para que funcionen y además quepan todos dentro del avión. Antes del primer vuelo de los hermanos Wright, alguien ya había tenido la idea de que si los cilindros se colocaban en forma de V se reducía el peso del motor y el espacio que ocupaba. Éste es un diseño bastante común tanto en aviones como en coches.

Pero claro, ahí no quedó la cosa (y seguro que eso tampoco os sorprende). Según iba aumentando el número de cilindros, los motores se hacían también más complejos de mantener y más propensos a los fallos. Y entonces apareció el motor radial o en estrella. Este motor presenta algunas ventajas frente al motor en línea que lo hacen especialmente útil en aviación. Tiene una mecánica más sencilla y menos componentes, por lo que es más ligero. Y además, como puede colocarse en el morro del avión de manera que llegue aire a todos los cilindros y los enfríe, no necesita un circuito de líquido refrigerante como los motores convencionales, lo que lo hace más ligero todavía. Y ya sabéis que el peso es un factor determinante en aeronáutica. A cambio aumenta el área frontal del avión y su resistencia aerodinámica, aunque eso puede resolverse con un carenado adecuado.

Lo curioso de este motor es que sólo una de las bielas, la llamada biela maestra, está conectada directamente al eje. El resto está sujeto a la biela maestra, y los cilindros trabajan sincronizados en secuencia. El movimiento resultante es una especie de bailoteo muy gracioso:

Pero 7 u 8 cilindros seguían siendo pocos. Los humanos querían aviones grandes y potentes, y aún no se les había ocurrido cómo hacer un aerorreactor. Por lo que la única manera que tenían de aumentar la potencia era poner aún más cilindros en los motores. Y así fue como llegaron a bichos como éste: el Wasp Major, de 28 cilindros (en 4 estrellas en paralelo). 4300 caballos.

O como éste: el Napier Sabre, de 4000 caballos, 24 cilindros y dos cigüeñales.

Y menos mal que inventaron los motores a reacción. No puedo ni imaginar cómo habría evolucionado la cosa si no lo hubieran hecho.

Nota: La imagen del Napier Sabre está hecha por el genial Makoto Ouchi. La animación del motor V8 es propiedad de Fredrik Glöckner.

VOLANDO A REACCIÓN

Poco después de conseguir que sus aviones volaran, los humanos se plantearon aprovechar aquella nueva habilidad para hacer lo que su instinto siempre les está pidiendo que hagan: ganar dinero. Fue así como nacieron las primeras líneas aéreas. En aquellos años los aviones no tenían demasiado alcance ni eran muy rápidos, de modo que los viajes eran largos, tediosos e incómodos, con muchas escalas, mucho ruido y mucho traqueteo.

Como ya sabéis, los humanos siempre quieren más de lo que tienen, así que, siendo que aquello no les bastaba, hicieron que los aviones fueran más grandes y más rápidos y de mayor alcance. Pero seguía habiendo mucho traqueteo.

Ya hemos explicado que el traqueteo está causado por turbulencias en el aire. Estas turbulencias son producidas por corrientes de convección en toda la troposfera, así que los humanos pensaron que si volaban por encima de ella (a unos 10.000 metros) podrían esquivarlas. Pero volar tan alto tiene sus inconvenientes.

Para empezar, según el modelo ISA, a 10.000 metros la densidad del aire es de 0,413 kg/m^3 (al nivel del mar es de 1,225 kg/m^3), lo que hace que respirar sea imposible para los humanos (por supuesto, hay aves que no tienen ningún problema en alcanzar o incluso superar esas altitudes, a pulmón libre y tan a gusto... hasta que llega un avión y se las traga, como le pasó a un pobre buitre de Rueppell al que se le ocurrió volar a 11.550 metros, y que ostenta -póstumamente- el récord de vuelo a mayor altitud).

La baja densidad del aire les obligó a presurizar los aviones. Pero se encontraron además con otro gran inconveniente: debido a esa baja densidad, los motores alternativos de hélice no funcionan bien a tanta altitud. Esto, junto con otras limitaciones (la hélice pierde eficiencia cuando la punta de pala alcanza la velocidad del sonido), llevó al desarrollo de los motores a reacción.

Vamos a responder ahora a esa pregunta sin resolver que tiene en vilo a la mayoría de los chorlitos: ¿cómo funciona un aerorreactor?

Diferenciemos primero entre motores alternativos y motores de combustión continua. El motor alternativo es el que llevan los coches, las motos y, en realidad, la mayoría de las cosas que se mueven hoy en día. Funciona con explosiones sincronizadas que mueven uno o varios pistones (en el interior de sendos cilindros), que por medio de bielas hacen girar un eje. La combustión se produce en el momento de la explosión. En cambio, un motor de combustión continua utiliza un flujo ininterrumpido de combustible para obtener empuje (por el principio de acción y reacción). Los cohetes y los turborreactores son motores de este tipo.

Un turborreactor necesita aire para funcionar (es la principal diferencia con los motores cohete). Su forma básica es la de un tubo a través del cual fluye una corriente de aire, que es manipulada en varias etapas:

1. Nada más entrar en el tubo, el aire se encuentra con un compresor (anillos de álabes que giran alrededor de un eje), que, como su propio nombre indica, comprime el aire y eleva su temperatura (es decir, aporta energía al fluido).
2. Pasado el compresor está la cámara de combustión, donde se introduce el combustible, que se quema al entrar en contacto con el aire comprimido y caliente que sale del compresor, aumentando aún más su energía.
3. Los gases calientes y a alta presión producidos en la combustión llegan después a la turbina, que es muy parecida al compresor (anillos de álabes que giran en torno a un eje), pero que funciona justo al revés: obtiene energía del flujo de gases, disminuyendo su temperatura y su presión y produciendo potencia. Esta potencia se emplea en su mayoría para mover el compresor al comienzo del ciclo, mediante un eje que lo conecta con la turbina (la potencia sobrante puede servir, entre otras cosas, para generar energía para los sistemas eléctricos del avión).
4. Finalmente el flujo de gases sale al exterior a través de una tobera, con menos energía que en la cámara de combustión, pero aun así muy caliente y a gran velocidad en comparación con la atmósfera, lo que proporciona un empuje considerable por reacción.

Lo curioso de este sistema es que hemos entrado en otra recursión, esta vez energética. El compresor proporciona al aire energía para mover la turbina, y la turbina a su vez mueve el compresor, así que no hay forma de que el ciclo comience por sí solo. Es necesaria una fuente externa de energía para arrancar el compresor.

Los aviones comerciales modernos llevan turbofanes, que son iguales que el motor descrito más arriba, pero con un fan, o compresor de baja presión, en la toma de aire (que también es movido por la turbina). En este tipo de motor el flujo de aire se divide en dos (primario y secundario). El flujo primario atraviesa el ciclo antes descrito, y el secundario va directamente desde el fan a la tobera. Estos motores son más silenciosos y eficientes que los anteriores (hay que ahorrar combustible y procurar no molestar a los vecinos, ya se sabe; normas del buen ciudadano).

Hay muchos más tipos de reactores, en función de las condiciones de operación y las características del ciclo de combustión, aunque los más utilizados son el turborreactor y el turbofán. Para aumentar la potencia producida por el ciclo puede incluirse un postcombustor tras la turbina, donde se introduce más combustible y se produce una segunda combustión que incrementa la energía del flujo de gases antes de salir por la tobera. Es un proceso poco eficiente (consume mucho combustible), pero es necesario, por ejemplo, para alcanzar velocidades de vuelo supersónicas.

Los humanos han satisfecho muchas de sus ambiciones con este invento (les entusiasma batir récords de velocidad). Incluso se da el caso de individuos que han acoplado un reactor a su coche, sin que realmente les importen las consecuencias de estamparse contra un muro a esas velocidades. Es sorprendente que se hayan extendido tanto por la superficie del planeta con esas tendencias tan claramente suicidas. Se trata, sin duda, de uno de los mayores enigmas de la evolución.

COHETES ESPACIALES

Buenos días, queridos chorlitos. Hoy vamos a hablar de una de las burradas más grandes que han inventado los humanos: los cohetes espaciales.

¿Qué les llevó a diseñar estos aparatos? No hay que remontarse mucho en el tiempo para observar sus primeros pasos en esa dirección, ya que tuvieron que aprender a volar primero, y eso les costó un triunfo, como todos sabemos. Pero cuando lo consiguieron, y como no saben dónde parar cuando consiguen algo, decidieron que querían llegar más lejos y más rápido. E inventaron los cohetes (aunque allá por el lejano oriente ya hacía siglos que alguien había tenido la misma idea).

En realidad fue cosa de unos humanos que querían matar mucho a otros humanos que estaban muy lejos, así que decidieron que en lugar de ir ellos mismos a matarlos, por si acaso no se morían del todo y luego querían la revancha, les matarían sin moverse de sus casas. Y cuando los humanos que iban a ser el objetivo se enteraron (porque los miembros de esa especie no saben guardar un secreto ni aunque les paguen por ello), decidieron que ellos también iban a intentarlo. Y así se pasaron mucho tiempo, cada bando tratando de hacer el cohete que matara más y mejor a los del bando contrario.

Pero luego llegó otro grupo de humanos -a los que les gustaban mucho las palomas- que no querían que los cohetes se usaran para matar. En general, nadie les hizo ningún caso, como es lo normal en los humanos cuando alguien dice cosas sensatas. Pero a algunos aquello les dio la idea de intentar llegar todavía más lejos y más rápido para poder salir del planeta, probablemente porque ya no aguantaban más las estupideces de los demás humanos. Y así es como nacieron los cohetes espaciales modernos.

Tras esta pequeña reseña histórica, que una vez más demuestra que los humanos no son tan listos como nos quieren hacer creer, pasemos a lo realmente interesante:

¿CÓMO CONSTRUIR UN COHETE?

Intentaré exponerlo brevemente en varios pasos:

PASO 1. Lo primero que necesitamos es una carcasa o estructura. No es necesario que sea de ningún material extraño si no queremos recuperar el cohete después de que haya estado en el espacio, aunque debe ser ligera. El aluminio sería una buena opción. Debe tener más o menos la forma de un supositorio, aunque más grande y con toberas en la parte trasera.

PASO 2. El siguiente paso, y el más importante, son los motores. Podemos optar por varios tipos, dependiendo del combustible a utilizar: de combustible sólido, líquido o híbridos. Nos centraremos en el motor de combustible líquido, porque es el más apropiado para una misión de lanzamiento. Necesitaremos dos depósitos, un par de bombas y otro de turbinas, tuberías, y una tobera (cuyo tamaño tendremos que calcular según el empuje deseado).

PASO 3. Disponemos todos los elementos anteriores como se muestra en la figura. Normalmente se hace que las tuberías de combustible rodeen la tobera para refrigerarla, porque en ella se alcanzarán temperaturas de varios miles de grados.

PASO 4. Los combustibles son un elemento muy importante también, y suelen utilizarse combinaciones de un líquido oxidante y otro reductor. En los motores que estamos acostumbrados a ver, diseñados para funcionar en la atmósfera terrestre, la combustión puede realizarse sin necesidad de aportar un oxidante, ya que el aire actúa como tal. Pero un motor cohete debe ser capaz de funcionar en el vacío, donde no hay aire que utilizar en la combustión, por lo que se hace necesario sustituirlo de alguna manera. En nuestro caso, intentaremos conseguir oxígeno como oxidante e hidrógeno como reductor. Y deben estar en estado líquido, así que no se os ocurra meter el pico dentro, porque podríais lamentarlo después.

Y ya tenemos el motor montado. Las bombas se encargarán de distribuir los dos líquidos por todo el circuito, y serán a su vez accionadas por las turbinas (en conjunto, el dispositivo se denomina turbobomba). Después de pasar por el circuito de refrigeración, el hidrógeno se encontrará ya en estado gaseoso y podrá mover las turbinas, y lo único que habrá que hacer será inyectarlo junto con el oxígeno en la cámara de combustión. Ahí se producirá la reacción química que hará que la tobera expulse gases (vapor de agua) a muy alta velocidad, proporcionando potencia suficiente para elevar el cohete, por reacción, con el impulso requerido por la misión (el único producto de la combustión del hidrógeno y el oxígeno es el agua, así que nuestro cohete no contamina). Los cohetes que funcionan según este ciclo se denominan cohetes de ciclo expansor.

Hay muchos más tipos de motores cohete: nucleares, eléctricos, de iones, de plasma… Los humanos están intentando desarrollar la tecnología que les permita viajar en el espacio, cada vez más lejos. Con un poco de suerte, podrán buscarse otro planeta que destrozar y nos dejarán solos y tranquilos en éste de una vez por todas. Aunque probablemente tenga que pasar mucho tiempo antes de eso, ya que las distancias son muy considerables: para llegar, por ejemplo, a Alfa-Centauro, nuestra estrella vecina, en un viaje de 50 años, sería necesario un impulso de 30.000 km/s, que actualmente está muy lejos de sus posibilidades (para escapar del campo gravitatorio terrestre desde la superficie es necesario un impulso de 11,2 km/s). Se piensa que sólo la fusión o la antimateria podrían proporcionar la energía necesaria para conseguirlo, y ambas tecnologías están aún en pañales.

En fin... la esperanza es lo último que se pierde, ¿no?