Astronáutica

6.1

Primeros satélites artificiales

El Sputnik 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y 83 kg. Tardaba 96,2 minutos en dar la vuelta a la Tierra. Describía una órbita elíptica y alcanzaba su apogeo a una altura de 946 km, y su perigeo a 227 km. Contaba con instrumentos que durante 21 días enviaron información a la Tierra sobre radiación cósmica, meteoroides y sobre la densidad y la temperatura de las capas superiores de la atmósfera. Al cabo de 57 días el satélite entró en la atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido al rozamiento aerodinámico.

El segundo satélite artificial fue también un vehículo espacial soviético, de nombre Sputnik 2. Fue lanzado el 3 de noviembre de 1957 y llevaba a bordo un animal, la perra Laika. Realizó las primeras mediciones biomédicas en el espacio. Este satélite entró en la atmósfera terrestre destruyéndose después de 162 días de vuelo.

Mientras el Sputnik 2 todavía se encontraba en órbita, Estados Unidos lanzó con éxito su primer satélite, el Explorer 1, desde la base de cabo Cañaveral (llamado cabo Kennedy entre 1963 y 1973), en Florida, el 31 de enero de 1958. Era una nave cilíndrica de 14 kg, 15 cm de diámetro y 203 cm de longitud, que estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica y micrometeoritos durante 112 días, y aportó los primeros datos desde un satélite que llevaron al descubrimiento de los cinturones de radiación de van Allen.

El 17 de marzo de 1958, Estados Unidos lanzó su segundo satélite, el Vanguard 2. Un estudio preciso de las variaciones de su órbita reveló que la Tierra estaba algo achatada por los polos. Utilizando energía solar, el satélite estuvo transmitiendo señales durante más de 6 años. Al Vanguard 2 le siguió el satélite estadounidense Explorer 3, lanzado el 26 de marzo de 1958, y el soviético Sputnik 3, lanzado el 15 de mayo de ese mismo año. Este último, de 1.327 kg, efectuó mediciones de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos magnéticos y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en abril de 1960.

6.2

Misiones lunares no tripuladas

Por ser el astro más cercano a la Tierra, la Luna ha sido el objetivo de numerosas misiones espaciales. En 1958 fracasaron las primeras sondas lunares enviadas por Estados Unidos y la URSS. La nave rusa Luna 2, lanzada el 12 de septiembre de 1959, alcanzó la superficie lunar 36 horas más tarde. Desde entonces, ambos países efectuaron lanzamientos con resultados diferentes. Las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna fueron tomadas por el Luna 3, enviado al espacio por la URSS el 4 de octubre de 1959. Uno de las misiones más espectaculares fue la realizada por el Ranger 7, enviado al espacio por Estados Unidos el 28 de julio de 1964. Antes de estrellarse contra la superficie de la cara visible de la Luna, llegó a transmitir 4.316 imágenes por televisión, desde altitudes entre 1.800 km y 300 m, proporcionando a la humanidad las primeras imágenes detalladas del satélite.

El 31 de enero de 1966 la URSS lanzó el Luna 9, que consiguió realizar el primer aterrizaje sobre la Luna sin ser destruido por el impacto. Le siguió la nave estadounidense Surveyor 1, el 30 de mayo de ese año, que también realizó un aterrizaje suave en la superficie lunar, y envió a la Tierra 11.150 fotografías del satélite.

Además de la información científica recogida, gran parte del interés del programa espacial de Estados Unidos se centraba en desembarcar un hombre en la Luna. Con este propósito se llevaron a cabo varios vuelos posteriores no tripulados, como los realizados por el Surveyor 3 y Surveyor 5 en 1967. Ambas naves, después de un vuelo de dos días, enviaron a la Tierra un gran número de imágenes de televisión de la superficie lunar. El Surveyor 3 tomó muestras del suelo de la Luna que fueron examinadas por cámaras de televisión. El Surveyor 5 realizó análisis químicos de la superficie lunar, utilizando técnicas de dispersión de partículas alfa; éste fue el primer análisis sobre el terreno de un cuerpo extraterrestre.

Otros satélites lanzados para preparar el alunizaje fueron los del programa Lunar Orbiter. Entre 1966 y 1967, cinco de estos satélites dieron vueltas alrededor de la Luna obteniendo miles de fotografías. Con este material se fueron seleccionando los lugares de alunizaje previstos en el programa Apolo.

La URSS proyectó misiones lunares no tripuladas que alcanzaron la Luna y trajeron muestras de vuelta a la Tierra. La nave Luna 16, lanzada el 12 de septiembre de 1970, introdujo unos 113 g de suelo lunar en un recipiente sellado, que fue lanzado de vuelta a la Tierra y recuperado por los soviéticos. El Luna 17, lanzado el 10 de noviembre de 1970, alunizó suavemente y desplegó un vehículo automático de exploración lunar, el Lunokhod 1, que iba equipado con una cámara de televisión y baterías solares. Durante diez días lunares, este artefacto controlado desde la Tierra recorrió 10,5 km de la superficie lunar, transmitiendo imágenes por televisión y datos científicos. En febrero de 1972 el Luna 20 regresó a la Tierra con muestras lunares. El Luna 21, en enero de 1973, colocó en la Luna el vehículo Lunokhod 2. En agosto de 1976, con el Luna 24, finalizó esta serie de exploraciones lunares.

La sonda Clementine, lanzada por Estados Unidos en febrero de 1994, continuó la exploración lunar. Orbitó la Luna durante tres meses y obtuvo los primeros datos fiables de su topografía utilizando altímetros láser. A partir de unas señales de radar enviadas por la sonda, un grupo de científicos estadounidenses anunció, a finales de 1996, la posible existencia de agua helada en un cráter. En enero de 1998 la sonda Lunar Prospector de la NASA entró en órbita alrededor de la Luna. En marzo de ese mismo año los datos enviados por la nave parecían indicar la existencia de una cantidad significativa de agua en los polos del satélite. El 31 de julio de 1999 la NASA destruyó la Lunar Prospector haciéndola chocar contra la superficie lunar, con el fin de poder comprobar esta teoría. Tras dos meses y medio de análisis de los datos obtenidos por numerosos telescopios que siguieron el impacto, la organización estadounidense anunció la ausencia de indicios de agua en el satélite, si bien no descartó totalmente la hipótesis. La Lunar Prospector también investigó el campo gravitacional y el campo magnético de la Luna.

En agosto de 2002, una empresa privada estadounidense obtuvo por primera vez la aprobación del gobierno de su país para enviar una misión a la Luna. Está previsto que la nave tome imágenes de alta resolución de su superficie, desde una órbita cercana, para terminar cayendo sobre el satélite.

6.3

Satélites científicos

A medida que los sistemas de despegue de las naves espaciales (propulsadas por cohetes) y los equipos científicos se hicieron más fiables, se fueron desarrollando una gran variedad de satélites. Los científicos trataron de recopilar información y realizar estudios precisos del Sol, otras estrellas, la Tierra y del mismo espacio. La atmósfera que envuelve la Tierra impide obtener tales datos, a excepción de la escasa información que se podía conseguir por medio de globos a gran altitud.

En Estados Unidos se han lanzado numerosos satélites astronómicos. Así, desde 1962 los Observatorios Solares Orbitales (OSO, en inglés) han estudiado la radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma procedentes del Sol. Satélites pioneros han recogido datos de la radiación cósmica, el viento solar y las características electromagnéticas del espacio. Los Observatorios Astronómicos Orbitales (OAO, en inglés) han estudiado la radiación estelar, y los Observatorios Geofísicos Orbitales (OGO, en inglés) se han dedicado a conocer las interacciones entre el Sol, la Tierra y el entorno espacial. El Satélite de Astronomía de Infrarrojos (IRAS, en inglés), un proyecto anglo-estadounidense lanzado en 1983, tenía como misión realizar una cartografía del cielo. El telescopio espacial Hubble fue lanzado al espacio por la lanzadera espacial Discovery en 1990.

En 1999 se lanzaron dos telescopios de rayos X de tecnología avanzada. En julio, la NASA puso en órbita el telescopio Chandra, y en diciembre, un cohete Ariane 5 lanzó el telescopio Newton XMM de la Agencia Espacial Europea (ESA). En julio y agosto de 2000, la ESA lanzó también los cuatro satélites de la misión Cluster II, cuyo objetivo es el estudio de la magnetosfera terrestre y su interacción con el viento solar, y en octubre de 2002 la Agencia puso en órbita el observatorio de rayos gamma Integral, diseñado para estudiar los fenómenos de más alta energía del Universo.

6.4

Satélites de aplicaciones

Este tipo de satélites no tripulados son también de gran utilidad para los científicos dedicados al estudio de la Tierra. Se pueden clasificar, a grandes rasgos, en tres tipos: medioambientales, de navegación y de comunicaciones.

Los satélites medioambientales observan la Tierra y la atmósfera transmitiendo imágenes con diversos fines. Los satélites meteorológicos envían diariamente datos sobre la temperatura y formación de nubes. Un ejemplo es el Satélite Meteorológico Sincronizado (SMS), que desde una órbita geoestacionaria envía imágenes de una extensa zona de la Tierra cada 30 minutos. Dos satélites SMS pueden cubrir todo un continente y sus mares adyacentes.

Los satélites estadounidenses Landsat observan la Tierra con ayuda de escáneres ópticos multiespectrales y envían datos a las estaciones en Tierra, que se procesan en imágenes a color y suministran información muy valiosa sobre características del suelo, cantidades de hielo y agua en los mares, contaminación de las aguas costeras, salinidad y plagas de insectos en cosechas y bosques. Incluso pueden detectarse incendios forestales desde los satélites. Los estudios sobre las fallas y fracturas de la corteza terrestre facilitan a los geólogos la identificación de depósitos y yacimientos de petróleo y minerales. El SPOT (Sistema Probatorio para la Observación de la Tierra), un satélite europeo lanzado en 1985, logra transmitir imágenes de la Tierra con más detalle que los estadounidenses Landsat. Véase también Teledetección.

Los satélites de observación terrestre se utilizan en diversos países para obtener imágenes de interés militar, como explosiones nucleares en la atmósfera y en el espacio, bases de lanzamiento de misiles balísticos, así como movimientos de tropas o barcos. En la década de 1980 surgió la polémica cuando Estados Unidos se propuso desarrollar un sistema de defensa antibalística accionado con tecnología láser.

Los satélites de navegación proporcionan un punto conocido de observación de la órbita terrestre que ayuda a fijar la posición de barcos y submarinos con un margen de error de unos pocos metros. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS), integrado por 24 satélites, suministra la posición, la velocidad y el tiempo 24 horas al día en cualquier lugar del mundo.

6.5

Estudio de los planetas

Además de la Luna, las naves espaciales han llegado a Marte y Venus, han alcanzado las proximidades de todos los planetas solares, excepto Plutón, y han llevado a cabo estudios sobre los cometas y asteroides.