La falacia de la microgravedad
Me resulta chocante que se utilice el término “microgravedad” o de “gravedad cero” para referirse a los experimentos que tienen lugar en la estación espacial internacional (ISS), un gran laboratorio que orbita a unos 400 km de altitud.
Es cierto que las imágenes de TV nos muestran a los astronautas flotando en la nave, pero no nos engañemos: la situación física es similar a la que se produciría en el interior de un ascensor herméticamente cerrado) que cae libremente. Si en el ascensor hay una persona sobre una báscula, al romperse el cable del ascensor todo el sistema cae libremente, de modo que la balanza marca 0. es decir, el peso relativo de la persona es nulo. Y si hubiera una cámara en el interior de la cabina podríamos ver al pasajero flotando libremente o haciendo cabriolas en el aire. Si llevara un libro en la mano, podríamos ver que queda suspendido en el aire frente a él, y si derramara un vaso de agua, formaría divertidas esferas en el aire. Pero todo es consecuencia de que el individuo, el agua, el libro, la balanza y el propio aire de la cabina caen aceleradamente bajo la misma acción de g, en caída libre. Dudo que la explicación de que flota en ausencia de gravedad resultara muy tranquilizadora para el ocupante, que sabe que en pocos segundos se estrellará contra el suelo.
Naturalmente, dentro del ascensor loas cosas ocurren de forma diferente. Por ejemplo, la forma de una llama será distinta, porque al caer aceleradamente la vela y el aire que la rodea, la combustión se producirá en una esfera y no adoptará la forma cónica habitual. Pero nadie aceptaría que en el ascensor que cae libremente los experimentos se realizan en ausencia de gravedad, y lo mismo ocurre en la ISS. Dicha estación espacial describe una órbita a unos 400 km de altura de la superficie terrestre. Si se aplican unos sencillos cálculos se verá que la aceleración d la gravedad a esa distancia es de aproximadamente 8,7 m/s2, es decir, no muy diferente de la terrestre y bastante más elevada que la gravedad en la superficie lunar, que solo alcanza 1,6 m/s2. Por tanto, no es correcto referirse a la “ausencia de gravedad” como suele decir la prensa y muchos libros, ni siquiera a la microgravedad. Es una gravedad elevada. Entonces, ¿por qué flotan los astronautas, giran libremente en el aire y los líquidos forman esferas? Pues sencillamente por la misma razón que lo harían en un ascensor en caída libre.
Pero, ¿cómo es posible entender que la ISS experimenta una caída libre? Para entenderlo, pensemos en el lanzamiento de un proyectil. Si mantenemos el ángulo de tiro, el alcance (y la altura máxima) crecerán a medida que lo haga la velocidad inicial. La trayectoria descrita será una parábola, de modo que finalmente el proyectil caerá al suelo. Pero, qué ocurriría si el alcance fuera superior a, por ejemplo, el diámetro terrestre? Pues que el proyectil en su caída no llegaría nunca a tocar la superficie, de modo que “caería” permanentemente en el espacio. Y así ocurre realmente. Para que el proyectil no caiga a la superficie terrestre, su velocidad tangencial debe ser de unos 28000 km/h. Si la velocidad es menor, caerá sobre la tierra y si es mucho mayor, escapará hacia el espacio exterior. Precisamente, la velocidad de la ISS es de unos 28000 km/h. Esta velocidad permite que la gran estación ISS esté en permanente caída libre alrededor de la Tierra., pero bajo una aceleración de la gravedad nada desdeñable, del orden de 8,7 m/s2.
Es cierto que las imágenes de TV nos muestran a los astronautas flotando en la nave, pero no nos engañemos: la situación física es similar a la que se produciría en el interior de un ascensor herméticamente cerrado) que cae libremente. Si en el ascensor hay una persona sobre una báscula, al romperse el cable del ascensor todo el sistema cae libremente, de modo que la balanza marca 0. es decir, el peso relativo de la persona es nulo. Y si hubiera una cámara en el interior de la cabina podríamos ver al pasajero flotando libremente o haciendo cabriolas en el aire. Si llevara un libro en la mano, podríamos ver que queda suspendido en el aire frente a él, y si derramara un vaso de agua, formaría divertidas esferas en el aire. Pero todo es consecuencia de que el individuo, el agua, el libro, la balanza y el propio aire de la cabina caen aceleradamente bajo la misma acción de g, en caída libre. Dudo que la explicación de que flota en ausencia de gravedad resultara muy tranquilizadora para el ocupante, que sabe que en pocos segundos se estrellará contra el suelo.
Naturalmente, dentro del ascensor loas cosas ocurren de forma diferente. Por ejemplo, la forma de una llama será distinta, porque al caer aceleradamente la vela y el aire que la rodea, la combustión se producirá en una esfera y no adoptará la forma cónica habitual. Pero nadie aceptaría que en el ascensor que cae libremente los experimentos se realizan en ausencia de gravedad, y lo mismo ocurre en la ISS. Dicha estación espacial describe una órbita a unos 400 km de altura de la superficie terrestre. Si se aplican unos sencillos cálculos se verá que la aceleración d la gravedad a esa distancia es de aproximadamente 8,7 m/s2, es decir, no muy diferente de la terrestre y bastante más elevada que la gravedad en la superficie lunar, que solo alcanza 1,6 m/s2. Por tanto, no es correcto referirse a la “ausencia de gravedad” como suele decir la prensa y muchos libros, ni siquiera a la microgravedad. Es una gravedad elevada. Entonces, ¿por qué flotan los astronautas, giran libremente en el aire y los líquidos forman esferas? Pues sencillamente por la misma razón que lo harían en un ascensor en caída libre.
Pero, ¿cómo es posible entender que la ISS experimenta una caída libre? Para entenderlo, pensemos en el lanzamiento de un proyectil. Si mantenemos el ángulo de tiro, el alcance (y la altura máxima) crecerán a medida que lo haga la velocidad inicial. La trayectoria descrita será una parábola, de modo que finalmente el proyectil caerá al suelo. Pero, qué ocurriría si el alcance fuera superior a, por ejemplo, el diámetro terrestre? Pues que el proyectil en su caída no llegaría nunca a tocar la superficie, de modo que “caería” permanentemente en el espacio. Y así ocurre realmente. Para que el proyectil no caiga a la superficie terrestre, su velocidad tangencial debe ser de unos 28000 km/h. Si la velocidad es menor, caerá sobre la tierra y si es mucho mayor, escapará hacia el espacio exterior. Precisamente, la velocidad de la ISS es de unos 28000 km/h. Esta velocidad permite que la gran estación ISS esté en permanente caída libre alrededor de la Tierra., pero bajo una aceleración de la gravedad nada desdeñable, del orden de 8,7 m/s2.
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