Hoy quisiera hablaros de Eureka, y no me refiero a la mítica frase atribuida al matemático griego Arquímedes, del que ya hemos hablado en otra ocasión. En realidad me refiero a la serie de Syfy (personalmente prefería Sci-Fi) con el mismo nombre.
Antes de comenzar me gustaría aclarar que aunque la idea básica de la serie me parece curiosa y entretenida, la realidad es que, desde el punto de vista científico, los argumentos que en ella se dan no son más que una sarta de barbaridades y patadas a la ciencia que sólo podrían tener lugar en un universo paralelo ideado para guionistas perezosos que buscan soluciones fáciles. A su lado, la serie Fringe(que también me gusta bastante) parece ciencia empírica.
Eureka
A pesar de ello la veo, sí lo sé, no me juzguéis. Recordad que una serie científicamente incoherente no tiene por qué ser sinónimo de aburrida, aunque la verdad es que creo que darle un marco de realidad sólo podría mejorarla. Es el eterno debate, la ciencia-ficción por definición incluye cosas que no son reales (sino ficción) pero no debemos olvidarnos de la ciencia, señores. Sin un marco de referencia adecuado el contexto de la historia se pierde. En las series, por lo general y si nadie nos dice lo contrario, damos por hecho que la naturaleza es la misma que en nuestro universo y por lo tanto las leyes físicas son las mismas. Para justificar la parte de ficción se pueden utilizar varios métodos, incluyendo tomarse ciertas licencias que dejan colgando con pinzas algunos argumentos. Pero, como en todas las cosas, debe saberse dónde poner los límites. Desde mi punto de vista, tanto mejor será el argumento cuanto mejor se represente la realidad y más ingeniosa sea la “excusa” para explicar la ficción.
Pero bueno, no era en este punto dónde quería centrar el artículo que nos ocupa, que puede ser algo controvertido, centrémonos.
Recientemente he visto el capítulo 7 de la 3 temporada en el que una niña prodigio (como todos en Eureka) de 9 años, y para un trabajo del instituto, crea un segundo sol en el cielo sobre la ciudad (a unos 300 metros de altura, si no recuerdo mal). A lo largo del capítulo se dicen bastantes barbaridades relacionadas con este tema y otras que no lo están directamente. Voy a intentar ver algunas de ellas, aunque espero que eso no haga este artículo demasiado extenso.
Podría hablar de lo que ellos llaman “radiación variogénica” (¿mande?), o de la “hidratación por nanotecnología”, o de “esculpir nubes hidrogénicamente”, o incluso de que, a pesar de que tienen la más alta tecnología jamás concebida, incluyendo hologramas, tan sólo disponen de las simples y actuales (ya casi anticuadas hasta para nosotros) ecografías en 2D. Sin embargo, me voy a intentar centrar en el tema del sol, que ya sabéis que es un tema que me gusta bastante (ya hemos hablado de las estrellas en algún artículo anterior, hablando de la miniserie Impact).
En el capítulo se comenta que el nuevo sol tiene las propiedades de una estrella enana principal y no se sabe cuál es su fuente de energía. Mmm… A ver, a ver… Las estrellas enanas sí que existen, aunque el tema del tamaño es bastante relativo (tan tan pequeña nunca podría llegar a formarse), pero eso de “principal” imagino que hace referencia a que es una estrella perteneciente a la denominada “secuencia principal”, que es una región del diagrama de Hertzsprung-Russell. Éste es una catalogación de las estrellas en función de su magnitud absoluta y su temperatura superficial, y la secuencia principal representa la región de este diagrama en la que se encuentran la mayor parte de las estrellas. Esto también debería darnos bastantes más datos, pues las estrellas más pequeñas de la secuencia principal son las de tipo espectral M5, que tienen una masa de 0,12 veces la de nuestro sol y una temperatura de 3.200 K. Es decir, que para que fuese una de ellas debería tener un radio de 83.500 km, con lo que nos engulliría y abrasaría, claro. Pero bueno, también puede ser que ese “principal” se refiera a otra cosa que no se me haya ocurrido.
Diagrama de Hertzsprung-Russell
También se dice de la estrella que no se sabe cuál es su fuente de alimentación. En fin, una estrella no es como una tostadora que puedes enchufar a tu antojo. Una estrella no necesita fuente de alimentación pues, por definición, si ya es una estrella ya se han iniciado los procesos de fusión que generarán su energía. Otra cuestión aparte sería cómo se las ingenió la niña para conseguir que comenzase ese proceso. Pues también hay respuesta para ello, según la propia niña el proceso “es muy sencillo, tan sólo se necesita un generador gravitacional rodeado por plasma reactivo”, lo que quiera que eso signifique. Lo que sucedió para que se les fuera de las manos fue que hubo un error en el cálculo de la densidad del plasma… Ehhh…. (si alguno no lo habéis leído aún y queréis saber qué es eso del plasma, podéis leer un poco más acerca de ello en el artículo agregando estados a los estados agregados de la materia). Vaaale, vaaaale, ya sé que sólo es ficción, así que continuemos.
Tampoco puedo dejar de comentar lo poco exagerados que son los guionistas de la serie cuando en un momento determinado uno de los personajes utiliza un portátil para desbloquear una cerradura (típico), con una capacidad de procesamiento de, nada más y nada menos, que 20 zettahercios. A algunos puede que esto no les diga nada, así que analicémoslo brevemente. Nuestros ordenadores actuales tienen una capacidad de procesamiento de varios gigahercios, y aunque probablemente dentro de algunos años si releo esto me ría de mí mismo, creo que son bastante potentes (aunque en realidad la potencia siempre será relativa a lo que se quiere conseguir). Esos hercios (Hz) nos indican la capacidad de procesamiento de nuestros microprocesadores o, dicho de otra manera, la frecuencia de su reloj. Mi ordenador actual es de 3,5 Ghz, que son 3,5×109 o unos 3.500.000.000 ciclos por segundo. El portátil de nuestro protagonista dispone de 20 Zhz, es decir 20×1021, o lo que es lo mismo 20.000.000.000.000.000.000.000 Hz, apenas nada. No digo que no sea posible, sólo que quizás hayan exagerado un poquito.
Volviendo al tema de la estrella, más adelante vemos como “evoluciona a supergigante”. Según dicen esto provocará una explosión muy grande, “habrá una supernova, una explosión más grande que la de Hiroshima y Eureka se convertirá en un cráter muy grande”. Pues bien, es cierto que uno de los posibles finales de una estrella es una supernova, pero la comparativa de las explosiones quizá no sea la más adecuada.
La bomba atómica lanzada sobre Hiroshima, bautizada como Little Boy, tenía un potencia explosiva de unos 13 kilotones, es decir 5,5×1013 J. La bomba atómica más potente jamás detonada por el hombre, fue la denominada Bomba del Zar, con una potencia de unos 50 Megatones, o lo que es lo mismo, 2,1×1017 J, unas 4.000 veces más potente que Little Boy. La potencia de una supernova dependerá de cada caso, pero se puede hacer una estimación sobre los 1044 J, es decir, 1027 veces más potente que la Bomba del Zar, 1031 veces más potente que Little Boy. Eso es 10 quintillones de veces más potente que la de Hiroshima!!!
Como decía, creo que no han tenido muy en cuenta la escala, pero bueno, también es cierto que tan sólo comentan que sería una explosión mayor que la de Hiroshima, en ningún momento hablan de proporciones ni magnitudes. En realidad no importa el tamaño de la estrella, si realmente pudiera ser posible que se convirtiera en una supernova, no creo que Eureka se convirtiera en un cráter pues dudo mucho que se mantuviera en pie algún trozo de La Tierra sobre el que formar ese cráter.
Bomba del Zar
Cambiando un poco de tema, hablemos sobre cómo pretenden destruir la estrella: “si pudiéramos acercarnos y lanzar un módulo con una concentración de átomos de hierro al núcleo el sol implosionaría”. No se me ocurre ninguna explicación razonable para la relación entre la concentración de átomos de hierro y la destrucción de la estrella, y mucho menos por qué produciría una implosión, pero se me ocurre que no han tenido en cuenta las implicaciones que eso tendría. Una implosión real se consigue detonando explosivos en la superficie de un objeto de manera que la onda expansiva se mueva hacia adentro, comprimiéndolo. Pero esta compresión no es ilimitada, finalmente se alcanza un estado de alta densidad. La estrella no desaparecería, el problema seguiría allí, o aún peor, porque si todo esto fuera posible comprimir en exceso la estrella podría aumentar su densidad hasta formar una singularidad, un agujero negro.
Incluso teniendo en cuenta que toda la masa de la estrella pudiera desaparecer por la implosión, desintegrándose de alguna manera, su equivalente de energía debería distribuirse por la atmósfera en su lugar, por aquello de que la energía no se crea ni se destruye (Principio de conservación de la energía), lo que a su vez originaría graves problemas climáticos y medioambientales.
Y ya, por último, también me gustaría comentar otro pequeño detalle que me llamó la atención. En los minutos finales, estando a punto de convertirse en una supernova, la estrella emite tanto calor que las ruedas del coche en el que se desplazan el sheriff Carter y Zane Donovan se derriten y deben continuar el camino a pie. Bueno, lo primero es que en realidad las estrellas cuando se convierten en gigantes rojas se enfrían, no se calientan más, por lo que esto no sería posible. Y por otra parte, me resulta curioso que los neumáticos de un vehículo se derritiesen en dicha situación. Los neumáticos, al estar formados por distintos compuestos, no tienen un punto de fusión como tal, sino que se considera la temperatura a partir de la cual se vuelve maleable, que está en torno a los 160 o 170 ºC. Me cuesta pensar que se alcanzase dicha temperatura para que se derritieran los neumáticos del coche patrulla, sobre todo porque es lo único que parece estar afectado. Bueno, eso y que las superficies metálicas están calientes (¡pero es que eso ya ocurre en mi terraza durante el verano sin necesidad de un segundo sol!).
En fin, la verdad es que cada capítulo de la serie es un completo desafío a la realidad. Refiriéndonos a Eureka sí que podemos decir sin temor a equivocarnos: “cualquier parecido con la realidad es pura coincidencia”.
Bienvenidos de nuevo a Átomos y bits. Hace ya tiempo hablamos acerca de las trayectorias en el espacio y dejamos para más adelante hablar un poco más acerca de la mecánica orbital. Pues bien, hoy me gustaría hablaros un poco acerca de ella, qué es realmente una órbita y qué tipos hay. Vayamos poco a poco.
Mucha gente cree que poner un cuerpo en órbita de otro no es más que situarlo al lado, y que como en el espacio las cosas “vuelan porque sí” pues no se “caen”. En realidad es algo más complicado que esto. La realidad es que un cuerpo está en órbita cuando la curvatura que ejerce la gravedad sobre su trayectoria al caer es mayor que el radio del cuerpo sobre el que orbita. Esta definición puede ser un poco inexacta, pero para empezar nos vale.
Un ejemplo típico que se usa para explicar una órbita es el del Cañón de Newton (en inglés conocido como Newtonian Mountain). Nos imaginamos una montaña muy alta sobre la que se sitúa un cañón con una potencia de fuego variable. Para mayor claridad podemos considerar que el rozamiento del aire es completamente despreciable, o bien, que la montaña es tan alta que el cañón se encuentra fuera de la atmósfera terrestre. En cualquier caso, si disparamos el cañón con poca potencia comprobaremos como la bala cae rápidamente hacia la tierra debido a la gravedad, en lo que se conoce como trayectoria balística. Conforme aumentamos la potencia del cañón comprobaremos que la bala cae cada vez más lejos (Obvio, ¿verdad?). Pues bien, si aumentamos lo suficiente la potencia la energía de la bala será tal que recorrería más espacio del que dispone en la superficie terrestre, es decir, daría más de una vuelta completa a la tierra. Dado que la única fuerza que se ejerce es la gravitatoria, y que según la primera ley de Newton un cuerpo en movimiento sin fuerzas externas permanece en movimiento, una vez llegados a este punto no habrá nada (siempre en el caso ideal, ojo) que haga que la bala caiga a la superficie. Continuará dando vueltas a la tierra hasta que alguna fuerza externa se lo impida, es decir, habrá entrado en órbita.
Cañón de Newton
Como habréis visto no hay tanto misterio en lo que es una órbita, sólo un empujón tan fuerte que haga que nuestra bala caiga más alla de una vuelta a la tierra. Es por esto que, como la bala está continuamente cayendo sin llegar al suelo, también se lo denomina “Caída libre”. Por supuesto, dado que la fuerza de la gravedad disminuye con la distancia, a mayor altura menor será la velocidad a la que debe moverse un cuerpo para mantenerse en órbita. Para que os hagáis una idea, suponiendo que la atmósfera terrestre acabara a los 100 km de altura (para evitar rozamiento), a esa altura haría falta llevar una velocidad de 7.873 m/s (o lo que es lo mismo 28.343 km/h) para poder entrar en órbita. Un poco más lejos, a 360 km se encuentra la ISS (International Space Station), que se mueve a una velocidad de 27.743 km/h.
Una vez que se ha establecido una órbita, podemos definirla mediante una serie de parámetros. Veámoslos.
Los parámetros básicos de una órbita son la apoapsis, la periapsis y la excentricidad.
La apoapsis o apoastro es el punto de una órbita más alejado de su centro. En el caso de órbitas terrestres también se le denomina apogeo, o, en órbitas solares afelio.
La periapsis o periastro es el punto de una órbita más cercano a su centro. En el caso de órbitas terrestres también se le denomina perigeo, o, en órbitas solares perihelio.
La excentricidad es la medida de lo circular que es la órbita. Se mide en valores que van de 0 a 1, dónde 0 representaría una órbita completamente circular y 1 una línea recta. Para el resto de valores obtendremos distintas elipses (recordemos que todas las órbitas son elipsoidales).
Parámetros de una órbita
Pero además de esos parámetros, que la mayoría ya conocemos, también tenemos otros, como pueden ser el Período orbital, el Plano orbital, la Inclinación, El Nodo Ascendente, el Nodo Descendente y la Longitud del Nodo Ascendente (LAN).
El Período orbital es el tiempo que se tarda en recorrer dicha órbita. En el caso de la ISS, su período orbital es de 91,34 minutos.
El Plano orbital es aquel en el que se encuentra contenida la órbita y se puede definir mediante tres puntos: El centro del objeto que se orbita, el centro del cuerpo que orbita y el centro de este mismo cuerpo transcurrido un tiempo.
La Inclinación nos indica los grados de desviación entre nuestro plano orbital y el que utilicemos como referencia. Para órbitas terrestres lo normal es tomar como referencia el Ecuador Terrestre. Para órbitas solares se suele utilizar la eclíptica (que es el plano definido por la trayectoria del sol alrededor de la tierra).
El Nodo ascendente es el punto de la órbita que se cruza con el plano orbital moviéndose desde el hemisferio sur al hemisferio norte celeste.
El Nodo descendente es el punto de la órbita que se cruza con el plano orbital moviéndose desde el hemisferio norte al hemisferio sur celeste.
La Longitud del Nodo Ascendente (LAN) en el caso del Sol, por ejemplo, es el ángulo que va, con vértice en el propio Sol, desde el Nodo ascendente hasta el Punto Aries.
Ya he comentado en alguna ocasión anterior que soy aficionado a la simulación espacial, en concreto el simulador Orbiter. Todos estos parámetros orbitales son necesarios en este simulador para una correcta comprensión de nuestra órbita. En la imagen inferior podemos observar un MFD (MultiFunctional Display) con la información orbital.
De izquierda a derecha: Orbit MFD, Surface MFD con vista externa y ISS
Una vez que hemos comprendido qué es una órbita y cómo podemos especificarlas vamos a ver algunos tipos de órbitas que hay.
Uno de los tipos de órbita más conocidos probablemente sea la órbita Geoestacionaria (GEO o Geosynchronous Earth Orbit). Esta órbita se encuentra a 35.700 km de la Tierra y su velocidad es de 11.300 km/h (comprobamos de nuevo como a mayor distancia menor velocidad) y se caracteriza por estar contenida en el plano ecuatorial y porque su período orbital es de 24 horas, con lo que un objeto situado en esta órbita se mueve a la misma velocidad angular que la superficie de la tierra y parece estar fijo en el cielo. Esto resulta especialmente útil en satélites de comunicaciones y meteorológicos. Sin embargo, la órbita Geoestacionaria no es un tipo de órbita en sí, sino un caso particular de Órbita Síncrona. Éstas son aquellas cuyo período orbital es igual al del cuerpo que orbitan (en el caso de la tierra 24 horas nuevamente) pero, a diferencia de la geoestacionaria, no tienen que ser necesariamente ecuatoriales. Esto significa que un satélite ubicado en una de estas órbitas parecerá estar situado siempre sobre una franja con la misma longitud (este-oeste) pero con latitud variable, por lo que cambiará su posición norte-sur a lo largo del tiempo.
Por otra parte tenemos las órbitas conocidas como LEO o Low Earth Orbit, y son aquellas que van desde la superficie de la tierra hasta los 2.000 km. Como las órbitas más bajas decaen rápidamente (por varios efectos, como por ejemplo, el rozamiento con las distintas capas de la atmósfera) se considera que comienza sobre los 160 km sobre la superficie de la tierra. A excepción del Programa Apolo todos los vuelos espaciales tripulados han sido realizados en órbitas LEO. La mayor parte de los satélites artificiales también se encuentran en este tipo de órbitas, por lo que es donde se produce la mayor parte de desechos espaciales. Esto nos lleva al siguiente tipo de órbita, la órbita cementerio.
La Órbita cementerio no es una órbita en sí sino que es, en realidad, una zona orbital por encima de la órbita geoestacionaria, donde se colocan los satélites al final de su vida útil. De esta manera se disminuye la posibilidad de colisiones y se mantiene aislada la basura espacial. Como algunos os habréis dado cuenta, esta zona está muy alejada de las órbitas LEO, por lo que no parece muy lógico trasladar los satélites obsoletos desde los 2.000 km hasta los más de 36.000 km. Para los satélites obsoletos en órbitas LEO, lo que hace es provocar el decaimiento de su órbita hasta provocar un impacto controlado sobre la tierra. Para ello se utiliza una zona del Océano Pacífico, a 3.000 km de Nueva Zelanda, conocida como el Cementerio de Naves Espaciales. En esta zona descansa desde 2001, por ejemplo, la conocidísima estación espacial rusa MIR.
Utilizando, de nuevo, la misma designación nos encontramos con las órbitas MEO o Medium Earth Orbit, también conocidas como órbitas ICO o intermediate Circular Orbit. Y corresponden al espacio situado entre los 2.000 km y los 35.700 de la geoestacionara. En esta zona es donde se sitúan los satélites GPS, a unos 20.000 km.
Por último y siguiendo la misma nomenclatura nos encontramos con las órbitas HEO o High Earth Orbit, que son aquellas cuyo apogeo se encuentra más allá de la órbita geoestacionaria. Dentro de este tipo de órbita encontramos las óribtas High Elliptical Orbit (También HEO), que como indica su nombre se caracterizan por ser extremadamente elípticas. Estas órbitas tienen la peculiaridad de que, según la segunda ley de kepler, la parte cercana al perigeo se realiza a muy baja velocidad, por lo que son útiles para fotografía por satélite, meteorología, o incluso espionaje, en aquellas latitudes donde no es posible o rentable utilizar la órbita geoestacionaria. Un tipo concreto de high elliptical orbit es la llamada órbita Molniya, que obtiene su nombre de una serie de satélites de comunicaciones rusos que utilizaron este tipo de órbita y poseen una inclinación de 63,4 grados.
Otro tipo de órbita que no puede ser descrita en función de su distancia a la tierra es la Órbita polar. Este tipo de órbita tiene una inclinación de (o muy cercana a) 90 grados con respecto al ecuador. Con cada ciclo los objetos en órbita polar cruzarán el ecuador en un punto de diferente longitud. Esto las hace muy útiles para observaciones meteorológicas, reconocimiento o generación de mapas terrestres.
Satélites en órbita alrededor de la tierra
Para que os podáis divertir un rato practicando con la idea de poner un objeto en órbita os dejo un par de enlaces aquí y aquí con aplicaciones para simular el Cañón de Newton. He comprobado que el primero de ellos a veces no funciona bien y con poca potencia la bala escapa de la órbita terrestre, lo cual también es curioso (aunque erróneo). También os dejo este enlace en el que podéis hacer un seguimiento en todo momento de la ISS.
Por último también me gustaría dejaros este enlace en el que podéis ver la posición en tiempo real de 13.000 satélites actualizada cada 30 segundos (y como no podía ser de otra forma, es de google). Hay que instalar un complemento y puede tardar un poco, pero merece la pena. Alejando el zoom lo más posible podréis ver una circunferencia externa de satélites, muy bien colocaditos, que salta claramente a la vista. Esa es la órbita geoestacionaria. Si no queréis instalar este complemente y sólo queréis verlo en acción os dejo también un video explicativo.
Por hoy creo que ya es suficiente, que al final ha salido un artículo bastante largo. Espero que os haya resultado interesante y ¡recordad! ¡tened cuidado cuando vayáis de vacaciones por el Océano Pacífico cerca de Nueva Zelanda!
Mucho es lo que se ha hablado sobre la miniserie Impacto de Cuatro en diversos blogs y espacios de divulgación científica. Nosotros ya hablamos de ella en una ocasión anterior. Y es que no es para menos, ya que en ella se cometen muchas y gravísimas faltas a la física y al conocimiento científico en general. Mi idea inicial fue escribir varios artículos sobre la serie, pues da para eso, pero dado que ya se ha escrito mucho sobre el tema quiero cerrar el tema con el artículo de hoy.
Recordemos, brevísimamente, que la serie trata acerca de un meteorito, fragmento de una enana marrón (que debería ser blanca), que impacta en la Luna, modificando su trayectoria y que próximamente colisionará con La Tierra, extinguiendo toda vida en ella.
No puedo evitar comentar lo curioso que me parece que en la serie intentasen ocultar el fenómeno que estaba ocurriendo al resto de la población, como si únicamente fuese del conocimiento de la NASA. Hay multitud de agencias espaciales en nuestro planeta e infinidad de observatorios que podrían haber puesto sobre aviso a la población (por no hablar de todos los aficionados a la astronomía). Sin embargo nadie más en el planeta parece darse cuenta de lo que está sucediendo.
Pero centrémonos en el tema principal de lo que os quería contar hoy. En el segundo y último capítulo de la miniserie se proponen viajar a la Luna para, una vez allí, convertir su núcleo en un gigantesco imán y expulsar el fragmento de meteorito (¡por repulsión magnética! De esto no hablaremos aquí, ya que prometió hablar de ello Alf en Malaciencia). Para poder llevar a cabo este plan, lógicamente, primero deben ir a la Luna, y es de eso de lo que quiero hablaros. En la película observamos claramente como el cohete despega de La Tierra y se aleja de ella directamente hacia la Luna, y cuando digo directamente en realidad quiero decir en línea recta. Esto, en la realidad no ocurriría así.
Seguro que muchos conoceréis la mecánica orbital, que nos explica que un cuerpo que orbita alrededor de otro lo hace siguiendo una órbita elíptica, tal y como nos explicó Johannes Kepler. Dado que un cuerpo en órbita es un cuerpo que está en movimiento, no podemos alcanzarlo dirigiéndonos a él, sino que tendremos que interceptarlo. Esto significa que tendremos que planificar nuestra trayectoria para que nuestra órbita cruce la órbita del cuerpo con el que nos queremos encontrar, en nuestro caso la Luna. Pero no sólo eso, sino que, además deberemos planificarlo para hacerlo cuando ese cuerpo esté en dicho punto. (Planificar un viaje a la Luna para llegar y que luego ésta no esté puede no resultarle gracioso a los astronautas e ingenieros que se han tomado tantas molestias). Por esta razón si nos dirigimos al punto en el que actualmente esté dicho cuerpo, cuando nosotros lleguemos, ¡nuestro destino ya no estará en ese punto!
Órbita de transferencia Lunar
Un día hablaremos más en profundidad acerca de la mecánica orbital (planos orbitales, apoapsis, periapsis, órbitas de transferencia de Hohmann…) pero, de momento, podemos imaginárnoslo como intentar encestar una pelota de baloncesto en una canasta que se mueve en círculos alrededor de nosotros. Si lanzamos la pelota al lugar donde estamos viendo la canasta no conseguiremos encestarla, pues la canasta se habrá movido de esa posición. Podemos pensar que si lanzamos la pelota lo suficientemente rápido, o si la velocidad de la canasta es suficientemente baja, llegará a tiempo y conseguiremos encestarla. Ahora imaginaos que la canasta se encuentra a 384.400 km de vosotros (radio orbital medio de la Luna). Difícil, ¿no? Deberemos calcular con extrema precisión la posición donde estará la canasta, así como la velocidad y trayectoria de la pelota.
Órbita de transferencia de Hohmann
Cambiando de tema, ahora me gustaría centrarme en el momento en el que lanzan el misil al núcleo de la Luna. Es algo que me llamó mucho la atención, particularmente por tres razones.
En la Luna, como todos sabemos, no hay atmósfera y, por lo tanto, la aerodinámica no nos es de mucha utilidad en ella. Los objetos deben moverse de manera muy diferente a como lo hacen dentro de la atmósfera terrestre. Sin embargo, en la película el misil se mueve en el vacío de igual manera que lo haría en La Tierra. ¿Por qué no puede ser así? Pues porque un misil tan sólo dispone de una tobera de salida por la que se expulsan los gases resultantes de la reacción para su propulsión. Esto le imprime un empuje que utilizaremos, calculando cuidadosamente una trayectoria parabólica, para llegar al destino deseado. Por lo tanto no disponemos de medios para realizar giros y demás maniobras.
Hay determinados misiles que sí permiten modificar su trayectoria, sin embargo tampoco estos serían válidos. Dadas las características particulares del movimiento en el vacío serían necesarias toberas de salida por toda la estructura del misil para poder permitirle modificar su trayectoria de la forma adecuada (y un buen sistema de control de navegación, por supuesto). Por esta razón, el transbordador espacial dispone de pequeñas toberas distribuidas estratégicamente por toda su estructura, de manera que pueden controlar con total exactitud su movimiento y giro.
Reaction Control System del transborador espacial
Una cosa aún más importante con respecto al misil es su sistema de propulsión. Los misiles, en La Tierra no necesitan más que el combustible para funcionar. Éste se quema y obtenemos energía de esa reacción. Sin embargo, para que esa reacción pueda llevarse a cabo es necesario otro elemento indispensable: el oxígeno. En La Tierra no necesitamos añadirlo ya que se encuentra por todos lados y en estado libre. Pero esto no ocurre así en el espacio. Para poder llevar a cabo una reacción de combustión en el espacio necesitamos aportar tanto el combustible (gasolina, queroseno…) como el comburente (oxígeno).
De esta manera, el misil de la película no sólo no debería no haber llegado a su destino, sino que ni siquiera debería haber pasado la fase de ignición.
Misil Tomahawk
La tercera y última cosa que me gustaría comentar acerca del lanzamiento del misil es el tiempo y su distancia de vuelo. En la película comentan que serían necesarios 7 minutos para que el misil alcanzase el núcleo de nuestro satélite.
No sé si alguno de los guionistas se habrá molestado en comprobar cuál es el radio de la Luna. Mirando en wikipedia nos dicen que el diámetro de la Luna es de 3.474,8 km, por lo que su radio será de 1.737,4 km. Acordándonos de aquello de que la velocidad es igual al espacio partido por el tiempo (v=e/t) podemos deducir que para que el misil alcance el núcleo de la Luna en tan sólo 7 minutos debe alcanzar una velocidad de v=1.737,4 km / 7 min = 14.892 km/h.
Por poner un ejemplo, un misil aire-aire moderno como por ejemplo un MBDA Meteor, que se espera que entre en servicio a partir de 2013, tiene una velocidad punta de Mach 4. Esto es 4 veces la velocidad del sonido, o lo que es lo mismo, 4.939,2 km/h (en el aire, a 20 ºC). Esto es una gran velocidad y, no obstante, tan sólo es una quinta parte de la que se espera obtener con el misil de la película. Algunos podéis objetar que dado que en el espacio no hay rozamiento un empuje constante podría hacer alcanzar al misil los casi 15.000 km/h, pero debemos tener en cuenta que esa velocidad es promedio, es decir, se deben mantener los 14.892 km/h durante los 7 minutos para poder llegar al núcleo lunar en ese lapso de tiempo. Puesto que el misil comienza con velocidad inicial cero y va acelerando, debe obtener una velocidad máxima muy superior a los 14.892 km/h para compensar y llegar a tiempo. No me atrevo a decir que sea imposible, no he realizado los cálculos, pero sí que me parece poco probable.
Otros podéis ponerme como ejemplo el misil LGM-30 Minuteman que alcanza una velocidad de Mach 23. ¡Esto es la friolera de algo más de 24.000 km/h! Esto es otra cosa… sin embargo, el LGM-30 Minuteman es un misil nuclear enorme de 3 fases. Consta de 3 motores cohete de combustible sólido, que explican sus casi 20 metros de largo y 35.300 kg de peso. Nada que ver con el pequeño cohete que aparece en la película.
LMG-30 Minuteman
Otra cosa que no debemos olvidar es que lleva conectado un nanocable que lo conecta con el generador, ubicado en la superficie lunar. 1.700 km de cable, poca cosa. Pero bueno, dado que es un nanocable no debe pesar demasiado, ¿no? Además, a pesar de ser nano el cable es perfectamente visible (supongo que para dar espectacularidad). Recordemos que el prefijo nano nos indica que sus dimensiones se mueven en el orden de 10-9 metros.
Para finalizar este extenso artículo (¡Menudo ladrillo, espero que no duela demasiado el Impacto!) así como con la miniserie de Cuatro, sólo me queda decir que en la película hablan muy a la ligera de eliminar la Luna o de dividirla en fragmentos sin tener en cuenta los efectos que ello tendría sobre la vida en La Tierra. Me parece recordar que en una escena hablan de, mediante una detonación (¡cómo no!), eliminar la Luna haciendo que la gravedad del Sol la atraiga. Para aquellos curiosos que os preguntéis cómo sería la vida en La Tierra sin la Luna no dejéis de ver el documental del Discovery Channel ¿Y si no tuviéramos la Luna? del que os dejo una pequeña parte.
Probablemente alguno de vosotros hayáis visto la nueva miniserie de dos capítulos Impacto a la que tanta publicidad ha dado Cuatro. Yo no he podido evitarlo y la he visto también, ya que se encuentra en uno de mis géneros favoritos: la Ciencia-Ficción… aunque ciertamente hay momentos en los que dudas de que ese sea el nombre más apropiado. En realidad, esta película la he visto a propósito, ya que intuía que iba a ser una fuente de “incalculable valor” científico. De momento tan sólo he podido ver el primer episodio, por lo que aún no se sabe el desenlace, lo que supongo que dará pie a algún que otro artículo. En cualquier caso advierto que puedo desvelar parte de la trama (¡alerta de spoiler!).
Carátula de Impacto
Hoy quisiera comentaros algunos de los errores que más me han llamado la atención. Sé que imaginarnos catástrofes (siempre ficticias, ¡por supuesto!) es interesante, llamativo y sobre todo a veces complicado. Nos enfrentamos a situaciones extrañas a las que no estamos acostumbrados y no tenemos claro cuáles son sus efectos y consecuencias. Pero, por ello, siempre podemos y debemos basarnos en la ciencia conocida para explicar o prever sus implicaciones, algo que ya sabemos no es el punto fuerte de muchas películas.
En el caso que nos ocupa un meteorito impacta sobre La Luna modificando su órbita y aumentando su masa, lo que causa distintos efectos sobre La Tierra. Me he dado cuenta de que comentar todas las partes importantes que me han llamado la atención resultaría en un artículo demasiado extenso, por lo que he decidido dividirlo en varias entregas. En el artículo de hoy hablaremos acerca de la supuesta procedencia del meteorito. No es ni mucho menos el error más grave que se ha cometido en esta película, pero es una buena forma de comenzar.
En la película se dice que el meteorito que se ha incrustado en La Luna tiene una muy alta densidad ya que proviene de una enana marrón. Yo supongo que, en realidad, se querían referir a que provenía de una enana blanca. No es mi intención hablaros hoy sobre los distintos tipos de estrellas, pero intentemos explicarlo muy brevemente para que veamos cual es la gran diferencia entre estas dos estrellas y dónde está el error de la película.
Estrella explotando en Supernova
Las estrellas no son más que cúmulos de gas en cuyo interior se producen reacciones nucleares, lo que las vuelve incandescentes. Estas reacciones utilizan el combustible de la estrella para convertir unos materiales en otros y a la vez, emitir radiación (luz visible, infrarroja, ultravioleta…). De esta forma, las estrellas queman hidrógeno para convertirlo en helio (más pesado y difícil de “quemar”), y así van convirtiendo los materiales más ligeros en otros más pesados. El material que componga la estrella, así como su masa, serán fundamentales para determinar el futuro de la estrella. Hay estrellas que cuando queman todo su combustible explotan en una Supernova, otras se expanden en Gigantes Rojas aumentando su tamaño pero volviéndose mucho más frías, otras, sin embargo, se contraen y se convierten en lo que se denominan estrellas enanas (y no es para menos, porque aunque no son realmente “enanas” sí lo son a escala estelar ¡ya que pueden ser del tamaño de La Tierra! Para una mejor idea de las proporciones estelares mirad aquí). Como todos hemos oído alguna vez eso de que la energía no se crea ni se destruye (algo que también es aplicable a la materia) veremos claramente que una estrella enana (proveniente de una estrella mayor) necesariamente debe ver aumentada su densidad para poder mantener la misma masa (exceptuando la que emite en forma de radiación, claro). Lo que es lo mismo que decir que un centímetro cúbico de ella después de su colapso “pesará” (ojo, digo “pesar” para que se entienda, aunque en realidad debería decir “masará”, otro día hablaremos de ello) mucho mucho más que un centímetro cúbico antes de él.
Enana blanca en comparación con el tamaño de La Tierra
Pues nada, visto así parece que los guionistas de Impacto han hecho los deberes. Simplemente han escogido a una marrón en lugar de una blanca (se las denomina blancas por el “color” que emiten; la luz blanca es la que se forma por la combinación de todos los colores, o dicho más correctamente longitudes de onda, del espectro de luz visible). Sin embargo, casualmente el caso de las enanas marrones es algo más particular. Y es que no son estrellas viejas que se han colapsado sobre sí mismas para aumentar su densidad. En realidad son estrellas “fallidas”, a mitad de camino entre estrellas y planetas gigantes gaseosos, que poseen una masa incapaz de mantener reacciones nucleares por sí mismas. Para no entrar en más detalles, digamos que son estrellas pequeñas debido a que poseen poca masa y “marrones” porque su temperatura es fría (otra vez a escala estelar, por supuesto, no querría yo tostarme acercándome a una).
Por lo tanto, una estrella enana marrón no parece lo más adecuado para hablar de objetos de altísima densidad. Para ejemplificarlo en la película se ve como uno de los protagonistas intenta levantar un meteorito de unos 5 o 10 cm y no consigue moverlo lo más mínimo.
Parece más adecuado que el meteorito fuese parte de una enana blanca ¿verdad?
Hace ya tiempo que vi una película titulada Un paseo para recordar y, aunque el paseo no lo recuerdo muy bien, lo que sí recuerdo de la película es un error astronómico.
Pongámonos en situación, un chico (Landon) y una chica (Jamie) están de noche en un cementerio, observando las estrellas con un telescopio. Jamie le pregunta a Landon qué desea observar con el telescopio, a lo que el chico responde “Plutón“. La respuesta de la chica es que Plutón solo puede verse poco antes del amanecer… Todos aquellos a los que nos gusta la astronomía y hemos visto esta película, en aquel momento sentimos un pinchazo en el hígado… En esa última frase hay varios errores. Veamos…
El primer error del que nos podemos percatar es que observar Plutón con un telecopio doméstico (personalmente me parece un telescopio Dobson) desde la superficie de la tierra es sencillamente imposible. Plutón, antes último planeta del sistema solar, ahora desterrado a ser un simple “planeta enano”, se encuentra a casi 6 mil millones de kilómetros del Sol (distancia media). Esto, junto con su pequeño tamaño, hace que tan sólo comience a ser apreciable con telescopios a partir de 200 mm de apertura (radio de la lente o espejo primario. Véase apertura). ¡Eso es un diámetro de 2 metros! Definitivamente no es el que tiene Jamie. También puede ser observado indirectamente mediante placas fotográficas o CCD, pero no es el caso…
Plutón observado desde el Telescopio Óptico Nórido, de 2,6m de apertura en La Palma.
Puede que penséis que es un dato que no todo el mundo conoce con tanta exactitud, pero lo que sí conocemos acerca de Plutón es que fue el último “planeta” en ser encontrado (13 de Marzo de 1930). Fue hallado debido a las irregularidades detectadas en los movimientos de Urano y Neptuno, que insinuaban la presencia de un noveno planeta. Esto nos sugiere que Plutón no es un planeta fácil de encontrar ni de observar!
Imagen de Plutón, junto con su satélite Caronte, tomada por el Telescopio Espacial Hubble.
El segundo error que nos encontramos consiste en la afirmación de que Plutón sólo puede verse un poco antes del amanecer. Algunas veces habréis oído esa frase, pero con otros planetas, como Mercurio o Venus. No es así en el caso de Plutón y enseguida entenderéis el porqué.
Creo que casi todos sabemos cuáles son los planetas del Sistema Solar y su orden en función de su posición con respecto al Sol. Esto es: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (no, olvidadlo, Plutón ya no es considerado planeta). Además, pueden ser catalogados en planetas interiores y planetas exteriores, dependiendo de si su órbita alrededor del Sol es inferior o superior a la de La Tierra. De esta forma Mercurio y Venus son planetas interiores, mientras que Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno lo son exteriores.
¿Qué tiene todo esto que ver con el momento en que puede ser observado alguno de ellos? Pues todo, ya que sin nos fijamos en la imagen inferior, veremos que los planetas interiores están situados en dirección al Sol, lo que significa dos cosas determinantes:
Si se encuentra cerca del Sol (su posición relativa desde la tierra) el brillo de éste ocultará al objeto en cuestión que queremos observar.
Si estamos mirando hacia al Sol… significa que es de día.
Posición relativa de un planeta interior con respecto al Sol y La Tierra
Debido a la primera afirmación, sólo podremos observar los planetas interiores cuando estén suficientemente separados del Sol para que su brillo nos lo permita. Estos momentos serán aquellos en los que su distancia angular con respecto a Sol sea máxima (máxima elongación). Los puntos de La Tierra desde los cuales podrán observarse serán aquellos situados en el límite entre la cara expuesta al Sol y la oculta, que es la zona donde está comenzando a amanecer o anochecer (o acaba de ocurrir).
Siguiendo el mismo razonamiento anterior es fácil darse cuenta de que los planetas exteriores son principalmente observables de noche, pues se encuentran, en principio, más allá de la cara oscura de La Tierra, lejos de la influencia del brillo solar. Sin embargo, esto no es del todo cierto, ya que los planetas cambian su posición alrededor del Sol de forma asíncrona entre ellos, por lo que podemos querer observar un planeta exterior que se encuentre en el extremo de su órbita opuesto a nosotros, justo detrás del Sol (lo que volvería a impedirnos su observación). También es posible observar determinados planetas exteriores en horario diurno bajo determinadas condiciones, pero por simplicidad lo dejaremos aquí…
Por todo lo que acabamos de ver, podemos deducir que la observación de Plutón desde la superficie terrestre, necesariamente ha de hacerse durante la noche, ya que es (era) un planeta exterior. Sí puede ser posible observarlo antes del amanecer, pero no únicamente, y desde luego, no está disponible a menudo bajo estas condiciones, ya que su órbita difiere demasiado con la de La Tierra para estar sincronizadas de esa manera. Además, debe tenerse en cuenta que su magnitud aparente tan baja (medida de su brillo aparente desde nuestra posición. Véase Magnitud Aparente) hace que sea más difícil de observar cuanto más claridad haya en nuestro entorno, por lo que el amanecer no será el momento más adecuado para su observación.
Vemos pues, que ni Plutón es observable con un telescopio doméstico, ni es imprescindible (más bien al contrario) esperar a poco antes del amanecer para poder observarlo (el privilegiado que disponga de un buen telescopio de más de 2 metros de apertura que avise). Supongo que al guionista que escribió ese texto le sonaba algo acerca de que algunos planetas sólo pueden ser observados poco antes del amanecer y se le ocurrió que nuestro pequeño enano podría reunir los requisitos, ya que es uno de los grandes desconocidos de nuestro Sistema Solar.
A pesar de que las actuales generaciones y las sucesivas estudiarán a Plutón como planeta enano, o plutoide, muchos de nosotros siempre lo recordaremos por marcar un antes y después en la definición de planeta, manteniéndose en nuestros recuerdos como el noveno planeta del Sistema Solar, un planeta para recordar.
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