Tecnología aeroespacial ¿Qué es, cuál es su historia y qué le depara el futuro?

Todos los años en el mes de octubre, se celebra la Semana Mundial del Espacio, en la que se busca reconocer los aportes de la ciencia y la tecnología espacial para mejorar las condiciones de vida de la humanidad.

Hay que decir que buena parte de los avances tecnológicos que se tienen en la actualidad se deben a que el ser humano logró la meta de llegar al espacio hace poco más de medio siglo y aunque la industria espacial no es tan antigua, ha dejado a lo largo de la historia inventos funcionales para la vida moderna que ahora se tiene.

En este curso se abordará todo lo relacionado con la tecnología aeroespacial, sus principales inventos, su historia, sus fundadores y algunos proyectos que se están desarrollando como parte del futuro de esta ciencia.

¿Qué es la tecnología aeroespacial?

Muy puntualmente, esta tecnología se refiere a los objetos, progresos o proyectos que tienen relación con viajes al espacio. Todo esto se origina a finales de la década de 1950, cuando se lanzó el primer satélite artificial, lo que contribuyó a que el avance de las investigaciones tuviera alcances mayores.

Muchas de las cosas que se tienen ahora están relacionadas con la tecnología espacial, como por ejemplo el uso de los GPS o la televisión satelital, por citar dos de cientos de casos. Para trabajar de forma adecuada esta ciencia, es necesario el uso de nuevas técnicas que permitan resolver los desafíos que aparecen con frecuencia.

Fundamentos de la tecnología del aeroespacio

Para lograr calcular, diseñar, proyectar y modificar sistemas vinculados con la industria aeroespacial, se requiere el uso de varios elementos, la mayoría de ellos relacionados con la matemática, dinámica y computación.

Entre las ciencias relacionadas se cuentan las siguientes:

• Aerodinámica: es el estudio de lo que produce el aire en movimiento en los objetos que lo atraviesan.
• Aeroelasticidad: somete las naves a acciones extremas para ver la respuesta que tienen y adecuarlas a las leyes de control.
• Astrodinámica: analiza el comportamiento de los objetos tanto naturales como artificiales en el espacio.
• Informática: todo lo relacionado al diseño, programación y simulación de vuelo de naves espaciales.
• Propulsión: es la energía que se genera con motores de combustión para que un equipo se mueva en el aire.
• Mecánica: estudia todos los procesos relacionados con el diseño, fabricación y mantenimiento de las aeronaves.

Historia y origen de la tecnología aeroespacial

Sin duda alguna que el siglo XX marcó el punto de consolidación en la tecnología aeroespacial, gracias a que científicos, físicos e investigadores aportaron un grano de arena para que los proyectos se cristalizaran e hicieran realidad.

Veamos a continuación:

Padres del aeroespacio

El Sputnik 1 fue la primera nave que se puso en órbita alrededor de la tierra. Luego se lanzaron otros tres como parte de un proyecto desarrollado en la antigua Unión Soviética. El diseño fue obra del científico Mstislav Kéldysh, siendo una de las figuras claves dentro de este programa espacial. Ya antes, el físico Konstantín Tsiolkovski había escrito sobre el tema y logró realizar experimentos con menor éxito.

Otro que tuvo mucha vinculación con este tema fue Serguéi Pávlovich Koroliov, que es considerado el fundador del Programa Espacial Soviético, aparte de que ejerció el liderazgo sobre un grupo de ingenieros para realizar algunos lanzamientos espaciales y con el tiempo fue reconocido como uno de los grandes diseñadores de cohetes. Recibió muchos reconocimientos por parte de la academia y el gobierno de su país.

Muy cerca de los rusos, en 1958, Estados Unidos lanzó el Alpha 1, que se convirtió en el primer satélite puesto en órbita por este país. El diseño estuvo dirigido por el profesor y físico James van Allen. El programa había comenzado en 1954 como una propuesta conjunta del ejército y la armada, idea que tomó fuerza tras el lanzamiento de la nave soviética.

Otro de los científicos que estuvo a cargo de comandar el grupo fue William Hayward Pickering, quien permaneció alrededor de dos décadas dirigiendo el Laboratorio de Propulsión a Reacción y más adelante sería miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de los Estados Unidos.

Primeras invenciones

El 4 de octubre de 1957, fue lanzado el primer satélite artificial llamado Sputnik 1. Fue el principio de la tecnología aeroespacial propiamente tal como la conocemos ahora. En total el Sputnik logró darle 1.440 vueltas a la tierra hasta que se desintegró en 1958, pero fue solo el arranque, después de él se han enviado miles de objetos al espacio, los cuales al finalizar su uso se convierten en chatarra inutilizable.

Por otro lado, en 1971 se crea la primera estación espacial en órbita, que fue lanzada por los soviéticos bajo el nombre de Salyut 1, que contaba con una longitud de 20 metros. En total duró 175 días funcionando, hasta que fue destruida por agotarse el combustible.

La carrera hasta la luna

Un periodo fundamental en los viajes espaciales fue la última parte de 1958. Se comenzaron a realizar pruebas con más frecuencia con la idea clara de llevar humanos hasta la luna. La carrera entre los soviéticos y los americanos por ser los primeros, llevó a la creación de la NASA en octubre de ese año. Sin embargo, en abril de 1961, el lanzamiento del cohete Vostok puso en órbita al primer hombre, llamado Yuri Alekséyevich Gagarin.

Un poco más adelante, el 16 de junio de 1963, Valentina Tereshkova a bordo de la Vostok 6 se convirtió en la primera mujer en viajar al espacio, completando 48 vueltas a la tierra en un lapso de tres días.

Transbordador espacial

El 12 de abril de 1981 es una fecha importante para los amantes de la astronomía. Ese día despegó una misión que llevaba el nombre de STS-1, luego de una década de pruebas y revisiones. Una de las cosas que se buscaba era que fuera del tamaño adecuado para transportar militares. Una vez que se hizo el lanzamiento, esto abrió la puerta para que dos más aparecieran en los años subsiguientes.

Este programa se interrumpió en el año 2011 y de allí comenzó una alianza de los Estado Unidos con Rusia para enviar nuevas misiones de astronautas al espacio.

Principales hitos e inventos de la tecnología aeroespacial

Aunque a muchos les parezca increíble, el hecho de que el ser humano haya viajado al espacio influye en distintos aspectos de nuestra vida, más aún tomando en cuenta los avances tecnológicos que tenemos a la mano que hacen todo más fácil o nos permiten comunicarnos sin ninguna limitación a cualquier lugar del mundo.

Aquí tienes una lista de algunos inventos que han sido posible en gran medida gracias a la tecnología aeroespacial:

Satélites

Los pioneros en la creación de estas máquinas fueron Constantin Tsiolkovsky (Rusia), Robert Goddard (Estados Unidos) y Hermann Oberth (Alemania). Sin embargo, aparte de los satélites de exploración también existen los de telecomunicaciones, que hacen posible las transmisiones de televisión y las llamadas satelitales.

El primer satélite de comunicaciones fue el Telstar I, lanzado el 10 de julio de 1962, diseñado específicamente para transmitir televisión, datos y telefonía. Tenía sus bases de operaciones en tres países del mundo. Luego de allí se han enviado cientos de ellos a distintos lugares.

Estaciones espaciales

Una estación espacial es una nave que flota en el espacio girando alrededor de la tierra. Estas ayudan a efectuar un estudio profundo del sol y de otros objetos. También se utilizan para probar la tecnología que permite sustituir los paseos de los astronautas o realizar reconocimiento militar.

A lo largo de los años, se han lanzado muchas estaciones espaciales, algunas han fracasado y otras han sido exitosas. Dos de las que se mantienen actualmente en órbita son la Estación Espacial Internacional que entró en funciones en 1998 y la Tiangong Space Station de China que fue lanzada en el año 2021.

Cohetes

Entre los artefactos que ha lanzado el ser humano al espacio están los cohetes, esto con la finalidad de enviar naves espaciales más allá del sistema solar, lo que ha permitido conocer nuevos planetas. Los modernos son sin ninguna tripulación y se trabaja en el diseño de unos aún más sofisticados.

Al igual que ocurre con los automóviles, hay distintos modelos de cohetes y con funciones diversas. Hay unos que son para experimentos científicos y otros para turismo espacial. Estos aparatos tardan aproximadamente ocho minutos en acelerar su velocidad, aunque para despegar requieren de 11 kilómetros por segundo.

Llegada a la luna

Diversas investigaciones apuntan que unas 400.000 personas estuvieron trabajando para que el proyecto Apolo se hiciera realidad. La tripulación estuvo conformada por Neil Armstrong, Edwin Aldrin Jr y Michael Collins junto al piloto. Permanecieron en total 22 horas en la luna, de las cuales fueron 96 minutos pisando el territorio, en los que lograron recoger varios minerales importantes.

Se calcula que 600 millones de personas estuvieron pendientes por televisión de la llegada del hombre a la luna, momento en el que aquellos astronautas dejaron aparte de la bandera americana cientos de objetos, incluyendo una placa en la que quedó reflejada la fecha de aquel acontecimiento, julio de 1969

Llegada a Marte

La primera sonda que se puso en órbita a Marte fue en 1971, sin embargo es en julio de 1976 cuando se transmitió una imagen tomada en el planeta rojo. Las naves mapearon el 97% del territorio y todas las fotografías mostraban una región desértica. Desde allí se interrumpió el proceso durante aproximadamente 20 años.

Después, otra misión que logró llegar a este planeta fue Mars Global Surveyor. Desde allí se enviaron imágenes mucho más realistas que cautivaron a la población. En resumen se han lanzado unos 40 aparatos de los cuales más de la mitad han fracasado y se siguen preparando nuevas tecnologías para lograr el objetivo.

Plantillas para calzado

Aunque las plantillas para calzados son antiguas y han tenido su evolución, el traje que debían llevar los astronautas que viajaron a la luna incorporó unas botas con un sistema de amortiguación que ayudó a resistir los golpes en la medida que pisaban el espacio exterior.

De allí, muchas empresas que producen calzado deportivo han utilizado esta tecnología para permitir que sea más confortable y ajustable al pie del atleta sobre todo cuando tiene que trabajar en territorios extremos. Algunas mejoras que se les han hecho incluyen el anti choque, contra el sudor o de materiales resistentes.

Agua purificada

Aunque directamente la tecnología aeroespacial no fue la inventora de la purificación del agua, diseñaron un sistema que permite reutilizarla y limpiarla, aspecto que ha sido altamente efectivo sobre todo en circunstancias dificultosas, como por ejemplo luego de un desastre natural o cuando hay que formar un campo de refugiados.

En el 2006 se instaló el primer sistema en Irak, para dar paso a otros países como México e India. La idea principal es utilizarlo en la Estación Espacial Internacional en donde se obtiene agua potable del intercambio respiratorio o del sudor, entre otras cosas.

Comunicación internacional

Para transmitir datos a larga distancia, los científicos desarrollan sistemas de comunicación potentes, tomando en cuenta que no solamente es texto, sino también imágenes o video, lo que requiere de gran velocidad. Uno de los sistemas que utilizó la NASA es Lunar Reconnaissance Orbiter que llegó a permitir transmisión de 100 MB por segundo.

Pero eso no solamente se utiliza a nivel espacial, en la tierra igualmente es necesario. Por ejemplo para la comunicación de los aviones, las navegaciones en los océanos o en los satélites. Eso mejora las comunicaciones habituales, incluyendo las empresas o en las instituciones educativas.

Trajes para cuerpos de bomberos

El traje que se diseñó para los primeros exploradores se buscó que fuera ignífugo, es decir que rechazara la combustión y sirviera de protección contra elementos externos, como por ejemplo el fuego, con la característica que no faltara en ningún momento el oxígeno aun estando bajo circunstancias extremas del clima.

Años después, por allá en 1978, se empezó a utilizar el PBI como material de construcción de los trajes que utilizan los cuerpos de bomberos. Igualmente en el mismo proyecto se buscó crear un sistema de respiración que incluyera la máscara, los arnés y las bombonas de oxígeno, teniendo al final un equipo muy ligero comparado con el anterior.

Sensores CMOS

La NASA desarrolló un sistema llamado Video Image Stabilization and Registration para hacer un seguimiento de las imágenes que recibía. En base con ello, el gobierno estadounidense creó una herramienta de inspección de fotogramas, mejorando de forma notable la visión. Pero también de este invento científico nacieron los sensores CMOS, que cuentan con un procesamiento interno de los píxeles de forma más rápida y ocupando menos espacio.

Presente y futuro de la tecnología Aeroespacial ¿Qué proyectos se están desarrollando?

Las diferentes empresas que prestan sus servicios en el sector aeroespacial trabajan día tras día en mejorar la tecnología para presentar avances e innovaciones, por lo que la evolución no se detiene y quizá cosas que solamente se han visto a nivel de ficción serán una realidad en el corto o mediano plazo.

Aquí leerás algunos de los proyectos que se están desarrollando y que muy seguramente se harán visibles en poco tiempo:

Starlink

Esta empresa nació con el objetivo de crear satélites que provean internet de banda ancha a nivel mundial. El desarrollo comenzó en el año 2015 con la intención de llegar a lugares poco accesibles y brindar precios adecuados para las zonas urbanas. A los momentos, ya se encuentra disponible en 12 países, incluyendo Chile y México.

Además de proporcionar internet, aspiran a ofrecer satélites de exploración, científicos y militares. Ya se han lanzado más de 2.200 equipos al espacio y esperan en el futuro operar unos 42 mil, a cientos de kilómetros de la tierra, por lo que son considerados de órbita baja.

Seedling Growth 3

El objetivo de este proyecto es conseguir que las plantas crezcan sin gravedad, algo que sin duda alguna es fundamental para ayudarlas a estabilizarse y desarrollarse. Para lograr que la transformación se cumpla, piensan utilizar luz que sea capaz de compensar la falta de otros elementos. Aunque es un proceso que no será sencillo, esperan tenerlo activo en los próximos años.

Según el científico español Javier Medina, la luz hace posible establecer el crecimiento celular y realiza una expresión genética parecida a la que tienen al formarse en el planeta tierra. Aseguran que este proyecto es necesario para crear un ecosistema que ayude a la sostenibilidad de la vida humana.

Estudiar el sol de cerca

A través de la Sonda Solar Parker se busca completar una peligrosa misión: estudiar el origen de los vientos solares y los efectos que estos provocan. Con el transcurrir de los años, ha tenido un acercamiento considerable, situándose a 13 millones kilómetros del sol, mucho más cerca que los intentos que se hicieron con anterioridad.

Algunos datos que se han logrado recabar tienen que ver con el campo eléctrico que se maneja alrededor del sol y cómo pueden afectar los vientos solares las actividades en la tierra, en las telecomunicaciones y en el funcionamiento de los satélites.

Lunar Crater Radio Telescope

Uno de los proyectos a los que se le estará dando prioridad es el de estudiar un cráter que se encuentra en el lado opuesto de la luna. Para ello se enviarán pequeños robots trepadores para que analicen las partículas que se evidencian en este lugar. Esto ayudará a perfeccionar las cualidades del telescopio y darle otros enfoques a la misión.

Este radiotelescopio será el más grande que se ha construido, con una dimensión de 1 kilómetro y permitirá observar cosas que no han sido exploradas hasta el momento. El estudio estará bajo la dirección de Saptarshi Bandyopadhyay, quien es especialista en tecnología de la robótica.

Programa Artemis

Este programa tiene el objetivo de llevar nuevamente al hombre a la luna para el año 2024, se esperan lanzar tres sondas diferentes hasta llegar al 2027 y lograr China para el 2030 establecer su propia base espacial en la que quieren destacar a varios astronautas. La NASA quiere trabajar en conjunto con la ESA de Europa, sin embargo China y Rusia están trabajando en sociedad para la elaboración de algunos proyectos puntuales, entre ellos la estación espacial.