El ser humano ha tenido siempre el objetivo de conocer más allá de lo que existe de nuestro planeta. Para poder investigar de forma presencial todo ello existen los cohetes espaciales. Se trata de un dispositivo que se desplaza por el aire a gran velocidad y que se utiliza como arma de manera principal. Sin embargo, también sirve para la exploración espacial y el desarrollo de tecnologÃa como los satelites artificiales. La historia de los cohetes es fascinante y revela mucho sobre nuestra evolución tecnológica y sobre la importancia de los satelites en la exploración cientÃfica.
Por ello, vamos a dedicar este artÃculo a contarte todo lo que debes saber sobre los cohetes espaciales y su funcionamiento.
Qué son los cohetes espaciales
Estos cohetes suelen tener un motor de reacción (llamado motor de cohete) que genera movimiento expulsando gas de la cámara de combustión. También pueden ser propulsados ​​por la combustión del propulsor en el tubo de lanzamiento.
Los cohetes también son una especie de máquina, gracias al motor de combustión interna, pueden generar la energÃa cinética necesaria para expandir parte del gas que escapan a través del tubo. Por eso tienen propulsión a chorro. Las naves espaciales que utilizan este tipo de propulsión a menudo se denominan cohetes.
Con la ayuda de cohetes, se pueden enviar sondas artificiales, satélites e incluso astronautas al espacio exterior. En este sentido, no podemos olvidar la existencia de los denominados cohetes espaciales. Se trata de una máquina equipada con un motor de combustión interna que genera energÃa cinética para la expansión del gas para propulsión a chorro. La utilización de cohetes es esencial para el estudio de la basura espacial y el avance en la exploración del espacio, asà como para investigar las satelites artificiales.
Tipos de cohetes espaciales
Existen varios tipos de cohetes espaciales, los más importantes son:
- Si tenemos en cuenta el número de etapas, encontraremos cohetes monofásicos, también llamados cohetes monolÃticos, y cohetes multifásicos. Como su nombre lo indica, hay varias etapas que ocurren en secuencia.
- Si consideramos el tipo de combustible, nos encontraremos con cohetes de combustible sólido, donde el oxidante y el propulsor se mezclan en estado sólido en la cámara de combustión, y cohetes de combustible lÃquido. Este último se caracteriza porque el oxidante y el propulsor se almacenan fuera de la cámara.
A lo largo de la historia, ha habido cohetes importantes porque enviaron con éxito humanos al espacio. Nos referimos a lo siguiente:
- Vostok-K 8K72K, este es el primer cohete tripulado. Fue fabricado en Rusia y fue el responsable de convertir a Yuri Gagarin en la primera persona en llegar al espacio.
- Atlas LV-3B. Convierte a John Glenn en el primer cohete estadounidense en alcanzar la órbita terrestre.
- Saturn V, el cohete que llevó a Neil Armstrong, Michael Collins y Buzz Aldrin a la luna.
Un elemento pirotécnico con un tubo de pólvora también se llama cohete. Hay una mecha en la parte inferior del cilindro: cuando se enciende, quema y agota el gas, haciendo que el cohete se eleve a una velocidad muy rápida hasta que explota en el aire y hace un ruido fuerte. Si te interesa el tema de los cohetes, quizás quieras conocer más sobre los retos de la exploración espacial que enfrentamos actualmente.
Cómo funcionan
Aunque el principio de funcionamiento de los cohetes espaciales es complicado, el principio es el mismo que el de los primeros cohetes de pólvora que conocemos desde 1232. Ha aparecido en algunos registros de la defensa de la capital de la provincia de Henan en el siglo XIII. Posteriormente, los cohetes fueron introducidos en Europa por los árabes en los siglos XV y XVI, pero fueron utilizados como armas de fuego en todo el continente hasta que desaparecieron en el siglo XIX.
Los cohetes espaciales siguen básicamente la tercera ley de Newton, el principio de acción y reacción. Básicamente, utilizan un motor de combustión interna para generar la energÃa cinética necesaria para la expansión del gas.
La combustión quÃmica resultante es muy poderosa y empujará el aire hacia abajo con una fuerza enorme, como lo estipula la tercera ley de Newton: cada fuerza corresponde a otra fuerza de igual magnitud en la dirección opuesta. En otras palabras, el aire empuja el cohete con la misma fuerza que la fuerza descendente ejercida por el gas. Cuando se expulsa el gas, la energÃa producida por este proceso hace que la reacción no solo levante el cohete, sino que también le permita alcanzar velocidades muy altas. Este mecanismo es similar a los principios de los asteroides y su movimiento en el espacio.
Cohetes de carburante lÃquido
El desarrollo de los cohetes de combustible lÃquido comenzó en la década de 1920. El primer cohete de combustible lÃquido fue fabricado por Goddard y lanzado en 1926 cerca de Auburn, Massachusetts. Cinco años después, el primer cohete alemán de combustible lÃquido también se construyó por iniciativa privada. A finales de 1932, la Unión Soviética lanzó sus misiles por primera vez.
El primer cohete de combustible lÃquido a gran escala exitoso fue el V-2 experimental alemán, que fue diseñado durante la Segunda Guerra Mundial bajo la dirección del experto en cohetes Wernher von Braun. V-2 se lanzó por primera vez desde la base de investigación de Peenemünde en la isla de Usedom el 3 de octubre de 1942. En la primera generación de cohetes de combustible lÃquido, la punta es la parte que lleva la carga, que puede ser una ojiva o un instrumento cientÃfico.
La parte cercana a la cabeza generalmente contiene dispositivos de guÃa, como giroscopios o brújulas giroscópicas, sensores de aceleración o computadoras. A continuación se encuentran dos tanques principales: uno contiene combustible y el otro contiene oxidante. Si el tamaño del cohete no es muy grande, ambos componentes pueden dirigirse al motor presurizando su tanque de combustible con un poco de gas inerte.
Para cohetes grandes, este método no es práctico porque el tanque será desproporcionadamente más pesado. Por lo tanto, en cohetes grandes de combustible lÃquido, la presión se obtiene mediante una bomba ubicada entre el tanque de combustible y el motor del cohete. Dado que la cantidad de combustible que se debe bombear es muy grande (incluso si el V-2 quema 127 kg de combustible por segundo), la bomba necesaria es una centrÃfuga de alta capacidad accionada por una turbina de gas.
Un dispositivo que consta de una turbina y su combustible, bomba, motor y todo el equipo relacionado constituye el motor de un cohete de combustible lÃquido. Con la llegada de los vuelos espaciales tripulados, la carga ha cambiado y han aparecido una serie de cohetes, como Mercury, Gemini y Apollo. Finalmente, a través del transbordador espacial, el cohete de combustible lÃquido y su carga se integran en una sola unidad.
