Cohetes y lanzamientos de cohetes información y hechos.

Desde la invención de la pólvora en China hace más de siete siglos, los humanos han lanzado cilindros a los cielos con la ayuda de explosiones controladas. Estas naves y sus motores, llamados cohetes, han asumido muchas funciones como fuegos artificiales, señales de bengala y armas de guerra.

Pero desde la década de 1950, los cohetes también nos han permitido enviar robots, animales y personas a la órbita alrededor de la Tierra, e incluso más allá.

¿Cómo funcionan los cohetes?

Por muy tentadora que pueda ser la lógica, los cohetes no funcionan “empujando contra el aire”, ya que también funcionan en el vacío del espacio. En cambio, los cohetes aprovechan el impulso, o la cantidad de energía que tiene un objeto en movimiento.

Si no actúan fuerzas externas sobre un grupo de objetos, el momento combinado del grupo debe permanecer constante a lo largo del tiempo. Imagínese parado en una patineta con una pelota de baloncesto en sus manos. Si lanzas la pelota de baloncesto en una dirección, tú y la patineta rodarán en la dirección opuesta para conservar el impulso. Cuanto más rápido lanzas la pelota, más rápido rueda hacia atrás.

Los cohetes funcionan expulsando gases calientes que actúan de la misma forma que la pelota de baloncesto. Las moléculas de gas de escape no pesan mucho individualmente, pero salen de la tobera del cohete muy rápido, dándoles mucho impulso. Como resultado, el cohete se mueve en dirección opuesta al escape con el mismo empuje total.

Los cohetes producen gases de escape quemando combustible en un motor de cohete. A diferencia de los motores a reacción de los aviones, los cohetes están diseñados para funcionar en el espacio: no tienen tomas de aire y traen consigo sus propios oxidantes, sustancias que desempeñan el papel del oxígeno en la quema de combustible. El combustible y el oxidante de un cohete, llamados propulsores, pueden ser sólidos o líquidos. Los propulsores laterales del transbordador espacial usaban propulsores sólidos, mientras que muchos cohetes modernos usan propulsores líquidos.

¿Cuáles son las etapas del lanzamiento de un cohete?

Los grandes cohetes espaciales actuales constan de al menos dos etapas, secciones apiladas en un caparazón cilíndrico compartido. Cada etapa tiene sus propios motores, que pueden variar en número. La primera etapa del cohete Falcon 9 de SpaceX tiene nueve motores, mientras que la primera etapa del cohete Antares de Northrop Grumman tiene dos.

La primera etapa de un cohete saca el cohete de la atmósfera inferior, a veces con la ayuda de propulsores laterales adicionales. Debido a que la primera etapa debe levantar todo el cohete, su carga (o carga útil) y cualquier combustible no utilizado, es la sección más grande y poderosa.

Cuanto más rápido va un cohete, más resistencia del aire encuentra. Pero cuanto más alto va el cohete, más delgada se vuelve la atmósfera. Combinados, estos dos factores significan que la tensión en un cohete aumenta y luego disminuye durante un lanzamiento, alcanzando un máximo a una presión conocida como max q. Para SpaceX Falcon 9 y United Launch Alliance Atlas V, el q máximo ocurre entre 80 y 90 segundos después del despegue, en altitudes entre siete y nueve millas.

Una vez que la primera etapa ha hecho su trabajo, el cohete deja caer esa porción y enciende su segunda etapa. La segunda etapa tiene mucho menos que transportar y no tiene que luchar a través de la espesa atmósfera inferior, por lo que generalmente tiene un solo motor. En este punto, los cohetes también sueltan sus carenados, la tapa puntiaguda en la punta del cohete que protege lo que transporta el cohete, su carga útil, durante la primera fase del lanzamiento.

Históricamente, la mayoría de las piezas descartadas de un cohete se dejaban caer a la Tierra y quemarse en la atmósfera. Pero a partir de la década de 1980 con el transbordador espacial de la NASA, los ingenieros diseñaron piezas de cohetes que podrían recuperarse y reutilizarse. Las empresas privadas, incluidas SpaceX y Blue Origin, incluso están construyendo cohetes con primeras etapas que regresan a la Tierra y aterrizan ellos mismos. Cuanto más se puedan reutilizar las piezas de un cohete, más baratos serán los lanzamientos de cohetes.

¿Cuáles son los diferentes tipos de cohetes?

Así como los automóviles vienen en muchas formas y tamaños, los cohetes varían según el trabajo que realizan.

Los cohetes sonoros se lanzan alto en el aire en arcos balísticos, curvándose en el espacio durante cinco a 20 minutos antes de chocar contra la Tierra. Se utilizan con mayor frecuencia para experimentos científicos que no necesitan mucho tiempo en el espacio. Por ejemplo, la NASA usó un cohete de sondeo en septiembre de 2018 para probar los paracaídas para futuras misiones a Marte. (¿Dónde está exactamente el borde del espacio? La respuesta es sorprendentemente compleja).

Los cohetes suborbitales como el New Shepard de Blue Origin son lo suficientemente fuertes como para ingresar temporalmente al espacio, ya sea para experimentos científicos o turismo espacial. Los cohetes de clase orbital son lo suficientemente potentes como para lanzar objetos en órbita alrededor de la Tierra. Según el tamaño de la carga útil, también pueden enviar objetos más allá de la Tierra, como sondas científicas (o autos deportivos).

Transportar satélites a la órbita o más allá requiere una gran potencia. Para que un satélite permanezca en una órbita circular a 500 millas sobre la superficie de la Tierra, debe acelerarse a más de 16,600 millas por hora. El cohete Saturno V, el más poderoso jamás construido, llevó más de 300 000 libras de carga útil a la órbita terrestre baja durante las misiones Apolo.

Por ahora, el Falcon Heavy de SpaceX y el Delta IV Heavy de United Launch Alliance son los cohetes más poderosos del mundo, pero están por llegar otros aún más grandes. Una vez que el Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA supere los retrasos y los sobrecostos, será el cohete más poderoso jamás construido. Mientras tanto, SpaceX está construyendo una versión de prueba de su Starship, el enorme cohete anteriormente conocido como BFR (Big Falcon Rocket). Rusia también ha anunciado su objetivo de lanzar un cohete de "elevación superpesada" en 2028.

A medida que algunos fabricantes de cohetes se vuelven grandes, otros se vuelven pequeños para dar servicio al creciente auge de satélites baratos de construir, no más grandes que refrigeradores. El cohete Electron de Rocket Labs puede elevar solo unos cientos de libras a la órbita terrestre baja, pero para los pequeños satélites que transporta, esa es toda la potencia que necesita.

¿Qué es una plataforma de lanzamiento?

Una plataforma de lanzamiento es una plataforma desde la que se lanza un cohete y se encuentran en instalaciones llamadas complejos de lanzamiento o puertos espaciales. (Explore un mapa de los puertos espaciales activos del mundo).

Una plataforma de lanzamiento típica consta de una plataforma y una montura de lanzamiento, una estructura metálica que soporta el cohete vertical antes de que se lance. Los cables umbilicales del soporte de lanzamiento proporcionan al cohete energía, líquidos refrigerantes y propulsor de recarga antes del lanzamiento. La estructura también ayuda a proteger el cohete de los rayos.

Los diferentes complejos de lanzamiento tienen diferentes formas de colocar cohetes en las plataformas de lanzamiento. En el Centro Espacial Kennedy de la NASA, el transbordador espacial se ensambló verticalmente y se trasladó a la plataforma de lanzamiento en un vehículo similar a un tanque llamado oruga. El programa espacial ruso transporta sus cohetes horizontalmente en tren a la plataforma de lanzamiento, donde luego se levantan en posición vertical.

Las plataformas de lanzamiento también tienen características que minimizan el daño del lanzamiento del cohete. Cuando un cohete se enciende por primera vez, las válvulas que recubren la plataforma de lanzamiento rocían cientos de miles de galones de agua en el aire alrededor del escape, lo que ayuda a disminuir el rugido ensordecedor del cohete. Las trincheras debajo de la plataforma de lanzamiento también dirigen el escape del cohete hacia afuera y lejos de la nave, de modo que las llamas no puedan volver a subir y engullir el propio cohete.

¿Dónde se lanzan los cohetes?

Hay muchos sitios de lanzamiento en todo el mundo, cada uno con diferentes ventajas y desventajas. En general, cuanto más cerca esté un sitio de lanzamiento del ecuador, más eficiente será. Eso se debe a que el ecuador se mueve más rápido que los polos de la Tierra a medida que el planeta gira, como el borde exterior de un disco giratorio. Los sitios de lanzamiento en latitudes más altas colocan más fácilmente los satélites en órbitas que pasan sobre los polos.

Entre 1957 y 2017, 29 puertos espaciales enviaron satélites o seres humanos a la órbita. Muchos de los sitios todavía están activos, incluidas las únicas tres instalaciones que han puesto humanos en órbita. Más puertos espaciales están en camino, tanto públicos como privados. En 2018, la empresa estadounidense y neozelandesa Rocket Labs puso en órbita satélites desde su propia plataforma de lanzamiento privada en la península de Mahia en Nueva Zelanda.

¿Dónde puedo ver el lanzamiento de un cohete?

En los Estados Unidos, el Centro Espacial Kennedy de la NASA ofrece regularmente acceso a los visitantes. La instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia también permite ver el lanzamiento desde su centro de visitantes. El puerto espacial de la Agencia Espacial Europea en la Guayana Francesa está abierto a los visitantes, pero la agencia alienta a los viajeros a planificar con anticipación. Los turistas pueden visitar el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán, el hogar histórico de los programas espaciales soviético y ruso, pero solo reservando un tour. La instalación permanece estrechamente vigilada. (Vea fotos de los pueblos cerca del cosmódromo de Plesetsk en Rusia, donde recuperar cohetes desechados es una forma de vida).

Si no puede visitar un puerto espacial en persona, no tema: muchas agencias espaciales públicas y empresas privadas ofrecen transmisiones en vivo en línea de sus lanzamientos.