Podcast Hágalo usted mismo de la NASA: Ciencia espacial | NASA

La ciencia espacial se basa en conceptos científicos básicos como las Leyes del movimiento de Newton. Comience su investigación aquí con la información de fondo de Rocket Science. More About Rocket Science tiene enlaces a otras páginas de la NASA que explican los cohetes y la ciencia espacial.

Este módulo tiene clips de audio o video de

Un científico espacial que explica los conceptos básicos y la seguridad de la ciencia espacial. Lanzamientos de diferentes tipos de cohetes.

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¿Has escuchado el dicho, "No es ciencia espacial?" Algunas personas piensan que la ciencia espacial es un tema difícil de entender. Cuando alguien dice: "No es ciencia espacial", quiere decir que algo no es demasiado difícil. Los científicos espaciales son personas brillantes, pero la ciencia espacial se basa en conceptos que probablemente ya entiendas. Los mismos conceptos y leyes básicos de la ciencia funcionan tanto en los enormes cohetes de la NASA como en los pequeños de papel.

Partes de un cohete No importa el tamaño, todos los cohetes deben tener un cuerpo, un cono de morro, aletas y un sistema propulsor. El cuerpo es la sección principal del cohete. Esta sección contiene muchos de los componentes electrónicos necesarios para controlar grandes cohetes. La forma aerodinámica del cono de la nariz ayuda a evitar que el aire frene el cohete. Las aletas ayudan a guiar el cohete para que vuele en línea recta. Finalmente, el sistema propulsor incluye una mezcla de combustible y un químico llamado "oxidante" que emite oxígeno. El combustible y el oxidante se queman juntos para lanzar el cohete desde el suelo. Fuerzas sobre un cohete Cuando un cohete está en vuelo, cuatro fuerzas actúan sobre él: peso, empuje y las dos fuerzas aerodinámicas, sustentación y arrastre. La cantidad del peso depende de la masa de todas las partes del cohete. El empuje funciona de manera opuesta al peso. El sistema de propulsión del cohete genera empuje. La aerodinámica es la rama de la ciencia que explica el movimiento del aire y las fuerzas sobre los cuerpos que se mueven por el aire. La sustentación es la fuerza aerodinámica que trabaja en un ángulo de 90 grados con respecto a la dirección del vuelo. La sustentación no es una fuerza tan significativa en un cohete como lo es en un avión. El arrastre es la fuerza aerodinámica que trabaja contra el movimiento ascendente del cohete. Entonces, ¿cuál es la ciencia detrás de los cohetes? Leyes de Newton Las leyes de movimiento de Newton son importantes para la ciencia espacial.

Leyes de Newton

También conocido como

Descripción

Primera ley del movimiento

Ley de inercia Los objetos en reposo permanecerán en reposo y los objetos en movimiento permanecerán en movimiento en línea recta, a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre ellos.

Segunda ley del movimiento

F=maLa fuerza de un objeto es igual a su masa por su aceleración.

Tercera ley del movimiento

Ley de acción y reacción Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Estas tres leyes se aplican a los cohetes. Primera ley: Un cohete permanecerá en la plataforma de lanzamiento hasta que una fuerza lo despegue. Una vez en el espacio, un cohete continuará moviéndose a menos que se disparen retrocohetes para reducir la velocidad del cohete. Segunda ley: Las fuerzas principales que actúan sobre un cohete en vuelo son el peso del cohete, el empuje de los motores del cohete y la resistencia del cohete se mueve por el aire. En cualquier momento, la suma de estas fuerzas es igual a la masa actual del cohete por la aceleración actual del cohete, o F=ma. La razón por la que decimos "masa actual" es porque a medida que un cohete quema su combustible, la masa del cohete disminuirá. Tercera ley: un cohete puede despegar de una plataforma de lanzamiento solo cuando expulsa gas de su motor. El cohete empuja contra el gas y el gas a su vez empuja contra el cohete. El empuje es la fuerza que hace que el cohete se eleve. En el espacio, los motores de cohetes suelen llamarse motores de reacción porque la ley de reacción hace que la nave espacial se mueva en una dirección opuesta a la dirección de la columna de empuje del motor, que es el gas en expansión que proviene de la parte posterior del cohete. Centro de gravedad y Centro de presión Para que un cohete vuele en línea recta hacia su destino, el cohete debe permanecer estable durante el vuelo. Un cohete estable es aquel que vuela en una dirección suave y uniforme. Un cohete inestable vuela por un camino torcido, a veces dando tumbos o cambiando de dirección. Los cohetes inestables son peligrosos porque no es posible predecir hacia dónde irán. Incluso pueden voltearse y regresar repentinamente directamente a la plataforma de lanzamiento. Cuando un cohete vuela, gira alrededor de un punto llamado centro de gravedad o centro de masa. El centro de gravedad es el punto donde un objeto puede estar perfectamente equilibrado. Prueba esto: Sostén un lápiz en la punta de tu dedo. Encuentra el punto donde el lápiz está equilibrado y no se tambalea. Ese punto es el centro de gravedad. Es la ubicación promedio del peso de un objeto. El centro de presión es la ubicación promedio de las fuerzas de arrastre. Debido a que la resistencia es una fuerza aerodinámica, el centro de presión solo existe cuando el aire pasa por un cohete en vuelo. Para que un cohete sea estable, el centro de presión debe estar detrás del centro de gravedad. Para un modelo de cohete, puede hacer ajustes para que su cohete sea más estable. Una forma de hacer que su cohete sea más estable es aumentar el tamaño de las aletas o mover las aletas más hacia la parte trasera del cohete. Estas acciones moverán el centro de presión hacia atrás. Otra forma de mejorar la estabilidad del cohete es agregar peso al cono de la nariz, lo que moverá el centro de gravedad hacia el extremo frontal del cohete. Ambos métodos funcionan porque aumentan la distancia entre el centro de gravedad y el centro de presión. Los cohetes profesionales más grandes tienen sistemas de control para ayudarlos a mantenerse estables. Pero la ciencia espacial es básicamente la misma para todos los cohetes. Los principios utilizados para construir un modelo de cohete, un cohete de papel o un cohete de botella de plástico son los mismos que utiliza la NASA para construir cohetes que transportan humanos y carga al espacio.