Una vez en órbita las naves pueden aprovechar el impulso inercial-a la forma de un proyectil lanzado por una honda- que les da el propio movimiento en torno a la Tierra para impulsarse en dirección al espacio profundo, sea hacia la Luna, los otros planetas o bien fuera del Sistema Solar.
En su forma básica los cohetes destinados a la astronáutica responden al siguiente diseño: una forma aproximadamente cilíndrica que tiene en su interior, por regla general, 2 contenedores en que se hallan los propergoles a reaccionar: el de combustible (p.ej: hidrógeno líquido) y el de comburente(p.ej: oxígeno líquido).
Los dos se ponen en contacto en el instante del encendido en una cámara de ignición inferior; los gases provocados en la combustión son eyectados al exterior través de una tobera.
Gracias al comienzo de acción y reacción la eyección del gas en un sentido provoca el movimiento de la nave en el sentido opuesto.
La velocidad de la nave, si solo se toma en cuenta la fuerza de empuje proporcionada por los cohetes, va a depender de la velocidad de eyección de los gases, y ésta aumentará en tanto que se calienten y reduzcan su densidad.
Forma de propulsión
Los comburentes más utilizados son la hidrazina, el queroseno, el hidrógeno líquido, el amoníaco líquido. Los oxidantes más utilizados son el oxígeno líquido, el peróxido de ázoe, el peróxido de hidrógeno.
El género de propulsante que emplean las astronaves hoy en día, tanto para despegar para navegar en el espacio, es el constituido por los comburentes químicos, así sean en estado líquido o bien sólido, si bien tienen el inconveniente que sirven solo para cortos períodos de aceleración, puesto que se agotan de forma rápida una vez producida la ignición.
Un futuro prometedor tiene la aplicación de propulsión iónica, la que deja largos períodos de aceleración en viajes de mayor distancia, con un costo parcialmente bajo y con la posibilidad teórica de lograr altas velocidades.
Otros sistemas de propulsión en investigación teórica
Está la propulsión luminosa (la aceleración se conseguiría a través de la proyección de rayos lumínicos).
La propulsión a través de candelas solares (la aceleración se conseguiría a través de la captación del viento solar).
La propulsión nuclear (la aceleración se conseguiría a través de una serie de explotes nucleares controladas). Esta última ha sido prohibida por tratados internacionales, poniendo fin a viejos proyectos, como el Orión, consistente en una nave interestelar capaz de lograr, en teoría, velocidades prácticamente luminosas.
Todos estos proyectos tienen como complejidad práctica el que las aceleraciones logradas son muy progresivas, lo que implica complejidad en su aplicación en los espacios próximos a la Tierra, estando más bien diseñados para vuelos en el espacio profundo.
Estructura
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| Fuente: solidrocket |
Toda nave espacial, independiente de la utilidad que tenga, está estructurada basándonos en los próximos sistemas operativos básicos:
Propulsión
Navegación
Sistemas de Energía (almacenaje, acumulación y distribución de la energía eléctrica)
Comunicación.
La propulsión acostumbra a conseguirse a través del uso de los sistemas de cohetes; la navegación a través del uso de complejos sistemas computacionales, giroscópicos y direccionales y de alarma; la administración de la electricidad a través de baterías, paneles solares, transformadores, etc.; la comunicación, a través de un sistema de radio y antenas en especial orientadas.
Consecuencias de la ingravidez
-Fuerza al cuerpo humano a reacondicionar sus sistemas, especialmente, el cardiovascular, el óseo y el muscular.
-Provoca, a lo largo de los recorridos largos, la pérdida de tejido óseo y muscular, lo que afecta aún al corazón.
Estos efectos negativos son combatidos a través de estrictas rutinas de ejercicio, lo que contrarresta en parte la pérdida de tejido.
-La ingravidez causa que las funciones más básicas, como alimentarse y tomar líquidos, sean experiencias complejas; las partículas y los líquidos tienden a flotar con libertad por el interior de la nave, lo que puede causar desperfectos.
-Otra aventura es la evacuación de los desechos orgánicos del cuerpo, los que acostumbran a ser procesados, guardados y sellados para un siguiente análisis.
Radiaciones
Además contamos con las radiaciones a las que están expuestos los astronautas. Un estudio reciente llevado a cabo por la escuela de Medicina de la Universidad de California, Estados Unidos, concluye que los rayos cósmicos pueden provocar daños cerebrales permanentes en los astronautas.
La exposición prolongada a las partículas latamente energéticas que están continuamente bombardeando a los astronautas durante los viajes espaciales, provocan daños en el sistema nervioso central, dando lugar al deterioro cognitivo, lo cual redunda en problemas de memoria, pérdida de conciencia, disminución del rendimiento cognitivo y pérdida de atención.
El experimento fue probado en ratones y los resultados evidencian que la exposición a estas partículas dio lugar a la inflamación en los cerebros de los roedores. También se dio cuenta de que estas partículas de alta energía provocaban la rotura de las dendritas, una circunstancia asociada a enfermedades como el alzheimer.
Fases de la ignición
Una vez terminada la cuenta empieza la ignición de la primera fase del sistema de cohetes. Este instante recubre singular dramatismo, de forma especial para las tripulaciones que pueden encontrarse a bordo.
La nave es elevada progresivamente, acelerando de manera continua. Las fuertes tensiones-el estruendo y los movimientos- que produce el empuje prueban la resistencia de los materiales y el adiestramiento de los astronautas.
Una vez alcanzadas las capas superiores de la atmósfera el roce de la nave reduce, tal como el estruendo y el movimiento. Las diferentes secciones de la nave se marchan desprendiendo una a una y la nave entra en la órbita asignada.
Otras técnicas
La aceleración de las naves a través de largas rampas de lanzamiento, aplicando el principio del electromagnetismo, como un "cañón espacial"; la construcción de un elevador espacial, a través de un sistema de anclaje puesto en órbita. La propuesta más viable es la construcción de una lanzadera que despegue a forma de un aeroplano usual, o bien que sea lanzada a una órbita baja por un transporte aéreo de gran altura.
E-Vela
La E-vela, o vela eléctrica por viento solar, es una novedosa tecnología de propulsión para vuelos espaciales que fue inventada en Finlandia en 2006. La E-vela utiliza largas correas electrodinámicas para convertir el flujo natural de impulso del viento solar en empuje para naves espaciales.
Según una investigación dirigida por Pekka Janhunen, del Instituto Meteorológico Finlandés, la E-vela podría hacer factible la minería de asteroides, proporcionando logística prácticamente gratuita en el sistema solar externo a la magnetosfera de la Tierra, que haría posibles los viajes tripulados de ida y vuelta a Marte.
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| E-vela |
La E-vela utiliza la presión dinámica del viento solar como fuente de impulso, mediante un campo eléctrico que desvía los protones del viento solar y extrae su momento o impulso. Tiene poco en común con la vela solar tradicional. La E-vela recibe su impulso de los iones del viento solar, mientras que una vela fotónica es impulsada por los fotones.
En la E-vela, lo que hace de vela son las correas conductoras (cables) que se colocan radialmente alrededor de la nave. Los cables están eléctricamente cargados y por lo tanto se crea un campo eléctrico alrededor de los cables, que se extiende hasta unas decenas de metros hacia el viento solar circundante.
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| E-vela |
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