La Tercera Ley de Newton y el Empuje
Los cohetes funcionan gracias a una regla de física simple pero poderosa llamada la Tercera Ley del Movimiento de Newton. Esta ley dice que para cada acción hay una reacción igual y opuesta. Cuando un cohete quema combustible y expulsa gases calientes hacia abajo por sus motores, el cohete es empujado hacia arriba en dirección opuesta. Este empuje hacia arriba se llama thrust o empuje, y es lo que levanta el cohete de la plataforma de lanzamiento. Puedes ver este mismo principio en acción cuando inflas un globo y lo sueltas: el aire sale por un extremo y el globo vuela en la dirección contraria.
Combustible de Cohete y Combustión
Los cohetes necesitan dos ingredientes principales para crear empuje: combustible y un oxidante. El combustible es la sustancia que se quema, mientras que el oxidante proporciona el oxígeno necesario para que el combustible arda. El hidrógeno líquido y el oxígeno líquido son propelentes comunes utilizados en muchos cohetes modernos. Cuando estas dos sustancias se mezclan y se encienden en la cámara de combustión, crean una explosión de gases súper calientes que salen despedidos por la tobera del cohete. Algunos cohetes usan combustible sólido en su lugar, que funciona como un enorme fuego artificial que arde de manera constante una vez encendido.
Etapas de un Cohete
La mayoría de los cohetes están construidos en secciones llamadas etapas, y cada etapa tiene sus propios motores y suministro de combustible. Cuando la primera etapa se queda sin combustible, se separa y cae, haciendo el cohete más ligero para que la siguiente etapa tome el relevo. El cohete Saturn V que llevó a los astronautas a la Luna tenía tres etapas y medía más de 110 metros (363 pies) de altura. Soltar las etapas vacías es importante porque llevar peso extra desperdiciaría combustible y desaceleraría el cohete. Hoy en día, compañías como SpaceX han desarrollado primeras etapas reutilizables que pueden aterrizar de vuelta en la Tierra y volar de nuevo.
Escapar de la Gravedad Terrestre
Para dejar la Tierra y alcanzar el espacio, un cohete debe viajar a una velocidad muy alta llamada velocidad de escape. Para la Tierra, la velocidad de escape es de aproximadamente 11.2 kilómetros por segundo, o alrededor de 40,000 kilómetros por hora (25,000 millas por hora). La gravedad terrestre está constantemente jalando todo hacia el suelo, por lo que un cohete debe producir suficiente empuje para superar esa atracción. El límite del espacio se considera generalmente a unos 100 kilómetros (62 millas) sobre la superficie terrestre, conocido como la Línea Kármán. Una vez que un cohete alcanza la órbita, se mueve tan rápidamente de lado que continúa cayendo alrededor de la Tierra en lugar de volver al suelo.
Tipos de Cohetes
Existen varios tipos diferentes de cohetes, cada uno diseñado para misiones específicas. Los cohetes de sondeo son cohetes pequeños que llevan instrumentos científicos en viajes cortos hacia la atmósfera superior. Los vehículos de lanzamiento son cohetes grandes construidos para llevar satélites o naves espaciales a la órbita terrestre. El Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) construido por la NASA es uno de los cohetes más poderosos jamás fabricados y está diseñado para misiones de espacio profundo. Algunos cohetes, como el Falcon 9, están diseñados para ser parcialmente reutilizables, lo que ayuda a reducir el costo de los viajes espaciales.
Cohetes Famosos en la Historia
El cohete V-2, desarrollado en Alemania durante la década de 1940, fue el primer cohete grande en alcanzar el borde del espacio. En 1957, la Unión Soviética usó un cohete R-7 para lanzar el Sputnik, el primer satélite artificial, a la órbita. El Saturn V de la NASA sigue siendo uno de los cohetes más famosos jamás construidos, llevando a 12 astronautas a la superficie de la Luna entre 1969 y 1972. El Transbordador Espacial, que voló desde 1981 hasta 2011, fue la primera nave espacial reutilizable y completó 135 misiones. Cada uno de estos cohetes representó un gran salto adelante en nuestra capacidad de explorar más allá de la Tierra.
El Futuro de los Cohetes
Los científicos e ingenieros trabajan constantemente en nuevas tecnologías de cohetes para hacer los viajes espaciales más rápidos, seguros y económicos. Los cohetes reutilizables son cada vez más comunes, lo que significa que no tenemos que construir un cohete nuevo para cada lanzamiento. La NASA y las compañías privadas están desarrollando cohetes lo suficientemente poderosos para llevar astronautas a Marte en las próximas décadas. Los motores iónicos, que usan electricidad para empujar partículas diminutas en lugar de quemar combustible, se están probando para misiones espaciales de larga distancia. El futuro de los cohetes es emocionante porque una mejor tecnología significa que más personas podrían tener algún día la oportunidad de viajar al espacio.
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