15. Bibliografía consultada.

He consultado por todo el Internet: la wikipedia, algunos blogs, páginas, etc.. Pero la mayor parte de la consulta que he hecho a sido en la wikipedia, por la gran cantidad de información que tiene.
También e consultado información extra de lo que me a pedido en el índice.

14. Lo que influye los gases en los cohetes.

Un cohete no es propulsado hacia delante por los gases explosivos expulsados por el motor al presionar contra el aire ambiente. Para empezar, no hay aire en el espacio.
Hace tres siglos el científico británico Isaac Newton explicó el proceso de esta manera: "Cada acción comporta una reacción igual y opuesta". Cuando un jugador de hockey sobre hielo golpea el disco hacia delante, se mueve a su vez hacia atrás a causa no del golpe contra el aire sino del impulso que él mismo crea. El funcionamiento de los motores de los cohetes se basa en este principio de acción y reacción.
Un motor de cohete en funcionamiento, sufre una "explosión controlada": quema combustible con un oxidante (normalmente oxígeno) en una cámara de combustión. Así se producen gases calientes a presiones enormes. Los gases aceleran más allá de la cámara. Los ingenieros descubrieron que haciendo una pequeña salida o garganta los gases aceleran aún más y producen un impulso suplementario. Luego incorporaron una tobera cónica a la garganta. Esto retringe y acelera aún más los gases, a la vez que ayuda al sistema direccional del cohete.

13. Cohetes y naves espaciales modernos y proyectos futuros.

En primero, que es este, trata sobre las nuevas tecnologías que se están desarrollando para poner objetos y personas en órbita que, como todo el mundo sabe, es el primer paso fundamental para la conquista del espacio. Sin este paso o si este paso sale muy caro todo lo demás no tiene sentido.
Para poner algo en órbita terrestre se necesita una velocidad de 7 Km/s, es decir, unas 26 veces la velocidad del sonido, y se suelen consumir unas 25 toneladas de combustible por pasajero y un cohete por vuelo. No es de extrañar que se intente rebajar este coste como sea.

Con el Space Shuttle se intento el crear una nave parcialmente reutilizable para abaratar costos, pero al final no se han alcanzado los objetivos.
De momento contamos sólo con cohetes de diversos tipos y con la lanzadera norteamericana para colocar carga y personas en órbita baja (llamada LEO) y carga en órbita geoestacionaria.
De todos son conocidos los problemas por los que la lanzadera Norteamérica ha pasado y por los que pasa actualmente. También carecemos de un potente cohete que ponga grandes cargas en órbita como el Saturno V o el Energía.

Con la lanzadera con problemas para seguir dando servicio urge solventar el problema de llevar personas a órbita baja de una manera eficiente y segura. La Nasa tiene en desarrollo programas como el “Advance Space Transportation” y ya ha encargado la construcción del “Crew Exploration Vehicle” o CEV.


Los vehículos serían colocados en el extremo superior de cohetes convencionales ya en uso o encima de otros a desarrollar.
El proyecto de Lockheed_Martin seria un “minishuttle” y el de Boeing sería más bien una capsula al estilo de los años 60 y 70.
Estos proyectos son todos norteamericanos. ¿Hay alguno en el viejo continente? ¿Estamos también diseñando el futuro?
Hace bastantes años que se canceló la lanzadera europea por problemas presupuestarios, pero esto podría empezar a cambiar.
La Esa y Rusia planean desarrollar el Kliper. Éste sería un módulo alado que se colocaría también encima de un cohete convencional como el europeo Ariane (o en un cohete ruso) y que permitiría llevar a seis tripulantes a órbita baja o a la estación espacial.
Como se puede ver, la idea es muy parecida a la del Crew Exploration Vehicle de Lockheed_Martin, un “minishuttle”.
Parece que de momento otros tipos de transporte totalmente reutilizables quedan fuera del futuro próximo, como la vieja-nueva idea de un shuttle de dos fases. Al parecer los costos de desarrollo de semejante par de vehículos no los puede asumir la NASA, y tampoco los plazos de entrega, estando como está necesitada de jubilar el shuttle lo antes posible.
Otro proyecto que ha sido abandonado es el del X33 al no llegar a alcanzar los objetivos. Este era un modelo a escala de otro sistema superior de un shuttle y denominado de diversas maneras.
Era un cohete alado de una sola fase que no utilizaría cohetes auxiliares de ningún tipo. Desarrollado por Lockheed_Martin bajo financiación de la NASA deglutió una cantidad de dinero pasmosa antes de ser cancelado.
Incorporaba todo tipo de nuevas tecnología incluida una tobera lineal y nuevos materiales aislantes novedosos para la reentrada de bajo mantenimiento.
Pero, ¿Cuál es el futuro? No todo han sido fracasos. Se ha conseguido, por ejemplo, desarrollar con éxito motores hipersónicos scramjet.
Estos motores consumen aire atmosférico para producir la combustión del combustible a la manera de los reactores de los aviones convencionales. Pero la compresión no se realiza con turbinas sino que es la misma presión del aire y la geometría del sistema la que lo consigue. Estos motores a reacción funcionan a muy altas velocidades y mantienen ahora mismo la marca mundial de velocidad dentro de la atmósfera terrestre con casi 10 Mach (10 veces la velocidad del sonido). La ventaja fundamental es que no hay que acarrear el peso del oxigeno líquido con el vehículo, pues es consumido de la atmósfera. Obviamente no funcionan en el espacio por esa misma razón, pero la idea es usar motores cohete convencionales una vez se abandona la atmósfera.
Otra ventaja es su sencillez y su bajo mantenimiento debido a la ausencia de partes móviles como puedan ser turbinas.
Un inconveniente es que no funcionan a bajas velocidades, por lo que hay que utilizar otro sistema a ese régimen. Para la última prueba de este sistema se utilizó un cohete Pegasus lanzado desde un avión.

Otra idea sería utilizar un sistema electromagnético de aceleración. Estos sistemas electromagnéticos se han ensayado a escala en los laboratorios y funcionan muy bien. Hay un sistema real de 15 metros de largo en el Marshall Space Flight Center.
Los campos electromanéticos de una vía tipo Maglev acelerarían un vehículo hasta los 1000 km/h en una pista mucho más larga. Después utilizaría motores cohete y/o scramjet para alcanzar la orbita.
Vayamos un poco más lejos. Imaginemos una tecnología totalmente diferente.
Supongamos que tenemos una nave que no acarrea combustible en absoluto ni fuente de energía interna, y toda la energía es suministrada por un láser externo de gran potencia.
La nave, con forma de disco, se colocaría justo encima del haz del láser. Cubierta de un material reflectante enfocaría dicho haz justo debajo de ella. Esto calentaría fuertemente el aire atmosférico allí ubicado y su expansión propulsaría el sistema. Conforme el disco asciende el aire es reemplazado y calentado nuevamente en un sistema de pulsos.
El disco es acelerado mientras haya haz láser y aire atmosférico disponible, y si alcanza suficiente velocidad entra en órbita. La estabilidad se consigue con una rotación muy rápida del propio disco.
Esto, que parece ciencia ficción, fue ya ensayado con éxito en 1997 a escala reducida con un disco de 15 cm y utilizando un láser de 10 kilovatios.
Utilizando un láser de 100 kilovatios se espera poner en orbita un prototipo de 1 kg de peso próximamente.
Versiones superiores se basarían en un haz de microondas del orden del Megavatio para lanzar así cargas útiles, aunque todavía no está claro que sirva para lanzar pasajeros.
De todos modos es un sistema muy barato y efectivo, siendo el coste por kilogramo en orbita muy inferior al usual.
Vamos a terminar con el sistema que entra más en el terreno de la fantasía: el ascensor espacial.

Propuesto hace más de un siglo y posteriormente usado en novelas de ciencia ficción, el ascensor espacial consistiría en un “cable” que anclado en el ecuador llegaría hasta un satélite pesado (se ha llegado a proponer un asteroide reorbitado) en órbita geoestacionaria a 36.000 km de distancia de la superficie terrestre.
En esa órbita el satélite tarda 24 horas en completar una vuelta alrededor de la Tierra y por tanto, al igual que los satélites de comunicaciones, mantiene su posición relativa en el espacio fija respecto al observador terrestre.
La carga se mandaría allí gracias a un sistema electromagnético sujeto al cable.
De todos los sistemas sería el sistema más barato (con mucho) por carga puesta en órbita. Sin embargo, una obra tan colosal de ingeniería (y posible blanco de terroristas) es de momento irrealizable, incluyendo el precio desorbitado de la obra civil. De hecho, hasta hace poco se creía que era imposible su construcción por no existir material con el que construir un cable tan resistente. Pero posteriormente se descubrieron los nanotubos de carbono que son 100 veces más resistentes que el acero y con los que se podría realizar fisicamente.
Los sistemas que hemos visto no son los únicos, no hemos hablado de los futuros lanzadores de carga pesada para volver a la Luna o ir a Marte, pero los diseños no son aun muy claros. Uno de ellos se basaría en usar los “boosters” y el deposito de combustible del actual shuttle.
Para ver los útimos diseños que se están planteando pinche aquí.
También es seguro que hay otros sistemas por descubrir y desarrollar.
Hemos visto el primer paso, en la próxima entrega veremos cómo planean que nos movamos dentro nuestro sistema solar.

12. Aparición de ingenería de cohetes en cine, juegos y libros.

Star Trek o Viaje a las estrellas es una franquicia de series de televisión y películas de ciencia ficción. Eluniverso de ficción de Star Trek creado por Gene Roddenberry está compuesto por cinco series de televisión con actores reales, incluyendo Star Trek: la serie original de 1966, más una serie de animacióncon personajes dibujados en 2D, además de once películas. La franquicia también se extiende a más de una docena de videojuegos, varios juegos de rol, cientos de novelas y relatos de ficción escritos por fans, algunos de los cuales han sido producidos en video, así como también una atracción temática en Las Vegas. Comenzando con la serie original, y continuando posteriormente con las películas y demás series, la franquicia ha creado un fenómeno de culto y generado varias referencias en la cultura popular.

Battlestar Galactica es una historia de ciencia ficción narrada en dos series de TV, la primera producida a finales de los años 70, Battlestar Galactica (1978) y un remake realizado a partir de 2003 conocido como Battlestar Galactica (Reimaginada). Estas dos series han dado lugar a películas para televisión y una miniserie. En 2010 se estrenó una tercera serie, precuela de la serie iniciada en 2003, denominada Caprica.

La serie de 1978 se dobló al castellano con los nombres de "Galáctica, Estrella de Combate" o "Galactica, Astronave de Combate" (en doblaje español y latinoamericano, respectivamente).

Battlestar Galactica es una franquicia de "American science fiction films and television series". También existen series de libros adaptados, novelas originales, cómics y videojuegos basados en el mismo concepto.

La versión de 1978 fue, en su tiempo, la serie de televisión con mayor presupuesto de la historia. La segunda comenzó con una miniserie de dos capítulos a modo de episodio piloto en 2003, aunque la serie en sí misma comenzó, argumentalmente, tras el final de la miniserie piloto, y televisivamente en 2004 (de ahí el doble nombre entre los aficionados).

"COHETES" es el libro ideal para los aficionados de habla hispana que deseen iniciarse y avanzar en el Modelismo Espacial más allá de sus primeros kits comerciales.

11. Clases de cohetes modernos

Investigadores de la NASA prueban con éxito un propelente  ecológicamente inofensivo para cohetes. Energías alternativas, medio ambiente.
Moscú, RIA Novosti. Investigadores de la NASA y de la Fuerza Aérea de EEUU ensayaron con éxito un pequeño cohete que usa un propelente seguro y ecológicamente inofensivo, llamado ALICE, hecho a partir de aluminio en polvo y hielo de agua, escribe hoy la prensa local citando un comunicado de la NASA.
El proyectil de 2,7 metros de longitud se elevó a una altura de 396 metros sobre las granjas de la Universidad de Purdue, en Indiana. El nuevo combustible, que tiene la textura de una pasta dentífrica, se pone en moldes especiales y se enfría hasta 30 grados centígrados bajo cero 24 horas antes del lanzamiento. Se caracteriza por una alta tasa de combustión y demostró tener durante la prueba un esfuerzo tractor de casi 295 kilos.
La aparición de ALICE infunde la esperanza de que este combustible pueda sustituir en un futuro algunos propelentes actuales y, tal vez, incluso superarles en determinadas prestaciones.
Los cohetes modernos usan en calidad de combustible diversas combinaciones de hidrocarburos y oxidantes, como el queroseno y el oxígeno, así como fórmulas tóxicas elaboradas a partir de un componente como, por ejemplo, los compuestos de hidracina. También existe la mezcla ecológicamente limpia del hidrógeno líquido y el oxígeno pero su uso implica un alto riesgo de explosión, así como considerables problemas tecnológicos por la necesidad de obtener y enfriar constantemente el hidrógeno líquido.

10. Evolución y usos históricos de los cohetes

Los cohetes se dividen  en dos tipos: los de carburante sólido, como los misiles balísticos intercontinentales, y los de carburante líquido, como el impulsor espacial Saturno V. En ambos casos, se denomina motor a la cámara de combustión donde se quema el carburante. En un cohete de carburante líquido, los combustibles propulsores se almacenan en tanques separados y se hacen entrar en cantidades adecuadas dentro del motor; por el contrario, en los cohetes de carburante sólido la carga propulsora se almacena y se quema dentro del motor.

El origen de los cohetes parece ser chino. Existen relatos que describen que desde el primer siglo de nuestra era, los chinos empleaban los fuegos artificiales mezclando salitre, azufre y polvo de carbón. Un combate entre chinos y tártaros alrededor del año 85 d.C.,  parece ser la primera utilización militar. En 1260, el monje franciscano Roger Bacón, llevó la pólvora a Europa, la cual  posteriormente fue  utilizada en proyectiles incendiarios de alcance mediano para atacar la ciudad de Mestre.

En el siglo XIII, se uso durante la defensa de la capital de la provincia china de Henan.  Más tarde durante el reinado de la dinastía Ming (1368-1644), existió Wan Hu, un apasionado por el diseño y la fabricación de cohetes, quien un día, se sentó en una silla acoplada a dos cometas y 47 cohetes, los cuales fueron encendidos por sus 47 ayudantes. Cuentan se  produjo una gran explosión, Wan y la silla desaparecieron.

En 1381, Bolonia fue sitiada y atacada con los mismos proyectiles de  mediano alcance. En el siglo XV se usaron para incendiar los aparejos de los barcos enemigos en las batallas navales. Durante toda su vida, el coronel ingles William Congreve diseño, desarrollo y perfeccionando cohetes. A su muerte, en 1826, dejó entre sus documentos planos de un cohete de un calibre de 20 cm y notas relativas a cohetes que pesaban 200 y 300 kg. El cohete de Congreve,  se utilizó por primera vez en 1805 durante las Guerras Napoleónicas, cuando Gran Bretaña atacó el puerto de Boulogne, en Francia, con el objetivo de destruir la flota de barcazas que Napoleón había almacenado. También, en el sitio de Cádiz (España, 1810)  y la guerra Carlista (España, 1833 y 1840).  Hacia 1825, casi todos los países europeos habían copiado el cohete de Congreve. Poco se avanzó en el desarrollo de la cohetería durante las últimas  décadas del siglo XIX. Durante la I Guerra mundial,  los cohetes se utilizaron para hacer señales y los franceses los usaron en derribar globos de observación llenos de hidrógeno. Entre 1914 -1918, se reanudaron las investigaciones, pero con intereses puramente científicas. Entonces, aparecieron los primeros científicos que convirtieron al cohete en un sistema para impulsar vehículos aeroespaciales tripulados. Entre ellos, el ruso Konstantín Tsiolkovski, el alemán Hermann Oberth y el estadounidense Robert Hutchings Goddard, y, más tarde los rusos Serguéi Koroliov, Valentin Gruchensko y el alemán Wernher von Braun.

Tsiolkovski (1857). Es considerado el padre de la astronáutica. En 1898 propuso por primera vez el empleo de propergoles líquidos, y preconizo para los cohetes una combinación de hidrógeno y oxigeno liquido o de hidrocarburos livianos. y puso a punto la ley fundamental de la velocidad final de los cohetes. Realizó los primeros cálculos relacionados con a la posibilidad de los vuelos interplanetarios y la puesta en orbita de los satélites artificiales.

Hermann Oberth (1894). Nació en Transilvana, Estudio medicina pero fue apasionado por los cohetes. En 1923 publicó “Los cohetes en el espacio interplanetario”  y en 1929,  “Los caminos de la Astronáutica”. Al convertirse en ciudadano rumano por causa de la guerra, volvió a su país natal para proseguir sus investigaciones, donde se dedico a desarrollar numerosos proyectos de cohetes, incluyendo astronaves. Aunque no tuvo apoyo suficiente para llegar a cabo sus proyectos, abrió el camino a la más grande realización de la civilización humana.

Robert Goddard (1881). Nació en Massachussets, fue profesor de la universidad de Clarke. Publico “Acerca de los métodos para alcanzar alturas extremas”. En ella Goddard discutiría, la  posibilidad de llegar la Luna con un cohete experimental.  Después de numerosos cálculos y  ensayos, lanzo el 16 de marzo de 1926, el primer cohete de propergol liquido (oxigeno liquido y petróleo puro).

En posteriores ensayos trabajó en la estabilización automática por medio de giroscopios. Consiguió  alturas de 2750 m con velocidades de 880 kph. Durante la Segunda Guerra Mundial, Goddard colaboró con la Marina de EEUU.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes,  guiados por Wernher von Braun, desarrollaron los cohetes V-1 y V-2. El V-1 tenía más características de misil con propulsión a choro, pero en  esencia, puede considerarse como un avión a reacción no tripulado, que requería combustible constituido por gasolina mezclada con aire. Su motor estaba  situado encima del proyectil. El conjunto tenía una longitud de 8,22 m de largo y 1,50 m de diámetro en su parte más ancha, con un peso total de 2.170 Kg, de los cuales que 900 eran de explosivos, a base de nitrotolueno y nitrato amónico, que se alojaban la parte delantera del proyectil.

El V-2, fue el primer misil del mundo usado por la Alemania nazi durante la Segunda Guerra Mundial. El misil, se trasladaba en un transportador-erector de ruedas llamado Meilerwagen, el cual poseía un sistema hidráulico que elevaba el misil hasta colocarlo en ángulo de 90° en una base giratoria sobre un dispositivo de lanzamiento, y era remolcado por un tractor. En la parte superior del misil se hallaba la ojiva, que pesaba 975 kg, de los cuales 910 eran la carga explosiva. La sustancia explosiva usada era amatol, un producto sin riesgo de explosión prematura. Los cohetes V,  fueron base para el desarrollo de los cohetes balísticos rusos y estadounidenses (se autopropulsan solo en la parte inicial de su trayectoria) destinados para uso militar. El programa espacial soviético, por ejemplo, utilizó cohetes derivados del misil balístico R7, utilizados durante la Guerra Fría entre 1959 y 1968. Este tenia una longitud de 34 m, un diámetro de 3 m y un peso de 280 t, impulsado por cuatro motores cohete y alimentados con oxigeno liquido y queroseno. De capacidad para transportar una carga de 5 t y un alcance de 8.800 km. Poseía una ojiva nuclear simple con un rendimiento nominal de 3 megatones.

Militarmente se destacaron, los cohetes designados por las letras A, B, C, D y G, todos diseñados para portar una cabeza nuclear de 10 megatones (o más) a través de 12 mil kilómetros. Los D y G , denominados protón, se usaron  para lanzar las misiones Sputnik.
Los Estados Unidos construyeron cohetes con un calibre de 11,3 milímetros que se podían disparar desde lanzadores simples o múltiples instalados en las alas de los aviones. Su longitud podía ir desde los 76 m hasta los 1,90 m,  se estabilizaban con alerones, favoreciendo su precisión. Por ejemplo, el Cohete  HVAR, era muy común, tenía 12 cm. de largo, transportaba una cabeza explosiva de unos 21 kilogramos y tenía un alcance de más de 4.570 metros.

Se destacaron otros cohetes como; el Astrobee, el Vanguard, el Redstone, el Atlas, el Agena, el Thor-Agena, el Atlas-Centauro, la serie Delta, los Titanes y los Saturno, destacándose el Saturno V ( el mayor cohete de todos los tiempos, usado para el programa Apollo) el cual marcó un avance en el desarrollo  de la astronáutica. Apoyándose en los logros y avances alcanzados por los científicos pionerios, países como  Francia, Japón, China, Brasil, la India y el consorcio europeo a través de la Agencia Espacial Europea (ESA), en las últimas décadas, también han construido cohetes en el marco de un programa espacial en cada país. La ESA  por ejemplo, desde 1979, ha empleado en cinco lanzamientos exitosos al espacio, los cohetes Ariane. Luego de hacer este corto recorrido por la evolución de la cohetería, nos es más fácil reconocer y  dar créditos  a aquellos  científicos  que motivados por el animo de hacer ciencia o lograr triunfos militares, abrieron el camino hacia la conquista del universo, ya que,  sin un avanzado mecanismo de propulsión,  el hombre jamás hubiera conocido la  belleza del espacio que nos rodea.

9. Funcionamiento de los cohetes.

- ¿Por qué vuelan los cohetes?

Los cohetes vuelan siguiendo los principios expuestos por Isaac Newton en su famosa Tercera ley del Movimiento: A una fuerza llamada acción se opone otra llamada reacción, de igual magnitud, pero de sentido contrario. Así es como dentro del cilindro del cohete, (que tiene una base cerrada y la otra no) se coloca una carga de pólvora prensada en cuya parte central, a lo largo de su eje, hay un canal hueco. La combustión de la pólvora comienza por la superficie de este canal y se propaga durante un tiempo. Los gases producidos por la combustión presionan en todas las direcciones; pero mientras las presiones laterales de estos gases se equilibran entre sí, la presión sobre el fondo del cohete en que se encuentra la pólvora no tiene presión contraria que la equilibre (puesto que por este lado los gases pueden salir libremente) y empuja al cohete hacia adelante, en la dirección en que éste se colocó en el banco de lanzamiento antes del encendido. 




- Distintos tipos de cohetes (americanos, rusos, chinos, europeos..)

Vamos a empezar con los cohetes europeos, la que mejor es de todos es el Europa, que fue un cohete espacial europeo de tres etapas desarrollado a principios de los años 1960 por la ELDO (European Launcher Development Organisation, Organización de Desarrollo del Lanzador Europeo). También denominado ELDO A, fue el primer lanzador desarrollado a nivel de Europa.
Ahora, los americanos y rusos. Los desarrollos tecnológicos, conjuntamente a consideraciones políticas interesadas, influyeron inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial en la evolución de los cohetes. Los últimos meses de guerra, por otra parte, habían demostrado el evidente potencial destructivo de los misiles.


Cuando las tropas soviéticas y americanas entraron en Berlín, todos los ingenieros misilísticos de Peenemunde terminaron por ser raptados, en parte por los americanos y en parte por los rusos. En sus nuevas patrias los ingenieros alemanes construirían más tarde una generación de nuevas armas que convertirían a los EEUU y a la URSS en superpotencias.


Los soviéticos, temerosos de la potencia americana en los convencionales bombarderos de amplio radio de acción, se dedicaron de inmediato a un programa que, a través del desarrollo de los cohetes a combustible líquido, llevaría a la creación del primer misil balístico intercontinental. Bajo la guía de los ingenieros alemanes, los rusos lanzaron su primer V2 en octubre de 1947 y más tarde, en 1949, lograron realizar un misil más avanzado que llamaron T1.


Cinco años más tarde, en 1954, los rusos construirán ya vehículos de varias secciones, los primeros de una generación de misiles de largo alcance, capaces de llevar sus cabezas atómicas a las bases enemigas a miles de quilómetros de distancia.


También los expertos americanos utilizaron la V2 como punto de partida para desarrollar una nueva tecnología militar. Baste recordar que entre 1946 y 1951 unos sesenta y seis V2 fueron lanzados de la base de White Sands en New Mexico.


A diferencia de los rusos, los americanos, confiando en la potencia de sus bombarderos de gran autonomía, al principio no construyeron grandes misiles y prefirieron concentrar sus esfuerzos en el diseño de pequeños cohetes tácticos. Sin embargo, en 1947, también los americanos se dedicaron al estudio de misiles balísticos intercontinentales para estar preparados, en caso necesario, a combatir a los soviéticos.


Surgieron tres proyectos diferentes. El primero fue llamado "Teetotaler" porque no se utiliza alcohol en el carburante; el segundo fue bautizado "Old Fashioned" (viejo estilo) porque se basaba en la vieja V 2; el tercero se denominó Manhattam porque el cohete transportaría una bomba atómica, la criatura del llamado proyecto Manhattan.


Aparecieron así una serie de cohetes. El primero, simple reelaboración de una V 2, fue llamado Bumper: se había logrado acoplando la primera sección de una V 2 con la segunda sección de un misil Wac Corporal. El vehículo presentó de inmediato muchos problemas y pronto fue abandonado.


Después del programa Bumper el ejército americano construyó el primer misil operativo. El grupo de trabajo estaba dirigido por el ingeniero alemán Werner von Braun, que más tarde se convertiría en ciudadano americano. Los estudios para el nuevo cohete se basaron en la vieja V 2 y el misil fue bautizado ~Redstone~. El primer lanzamiento se realizó con éxito en 1953.


Pero los americanos advirtieron su error en el desarrollo de misiles militares. Para superarlo, nace el programa Atlas. Comparado con el Redstone, el nuevo cohete era un gigante. Había comenzado así la era de los grandes cohetes americanos que tendría un posterior e importante desarrollo a finales de 1955, cuando comenzaron los trabajos sobre dos misiles de alcance intermedio: el Thor y el Júpiter.

Y finalmente los cohetes chinos y otros cohetes importantes. Hace más de 500 años, durante el reinado de la dinastía Ming (1368-1644), Wan Hu, un funcionario apasionado por el diseño y la fabricación de cohetes, decidió que era hora de que el ser humano volase como los pájaros. Un buen día se sentó en una silla en la que había instalado dos cometas y 47 cohetes y dio orden a sus 47 ayudantes de que prendieran fuego a los proyectiles. Se produjo una fuerte explosión. Cuando se disipó el humo, Wan y la silla habían desaparecido. El científico probablemente nunca alcanzó las estrellas, pero en su honor hay un cráter en la luna que lleva su nombre.El intento de Wan -si realmente se produjo- tuvo lugar en una época en que los misiles eran ampliamente utilizados por el Ejército chino. En el Museo Militar Revolucionario del Pueblo, en Pekín, situado en un edificio de estilo soviético en cuyo vestíbulo se eleva una gran estatua de Mao Zedong, hay una buena muestra del dominio que los artificieros tenían de la pólvora y la balística.

El cohete V2 (del alemán: Vergeltungswaffe 2, «arma de venganza 2»), nombre técnico A4 (Aggregat 4), fue un misil balístico desarrollado a principios de la Segunda Guerra Mundial en Alemania, empleado específicamente contra Bélgica y lugares del sudeste de Inglaterra. Este cohete fue el primer misil balístico de combate3 de largo alcance del mundo y el primer artefacto humano conocido que hizo un vuelo suborbital. Fue el progenitor de todos los cohetes modernos, incluyendo los utilizados por los programas espaciales de Estados Unidos y de la Unión Soviética, que tuvieron acceso a los científicos y diseños alemanes a través de la Operación Paperclip y la Operación Osoaviakhim respectivamente.

La Wehrmacht alemana lanzó en torno a 3.000 cohetes militares V2 contra objetivos Aliados durante la guerra, principalmente Londres y posteriormente Amberes, dando por resultado la muerte de un número estimado de 7.250 personas, tanto civiles como militares. El arma fue presentada por la propaganda Nazi como una venganza por los bombardeos sobre las ciudades alemanas desde 1942 hasta el final de la guerra.

- Clases de propulsión (combustibles líquidos, sólidos, sistemas de ignición..)

Un cohete de combustible sólido es un cohete con un motor que usa un propulsor sólido (reductor/oxidante). Los primeros cohetes usaban este propulsor, que funciona con pólvora, usado por los chinos en las guerras del siglo XIII. Todos los cohetes usaron alguna forma de propergol sólido o encendido sólido hasta el siglo XX, cuando los cohetes líquidos y cohete híbrido empezaron a ofrecer alternativas controlables y más eficiencia. Los cohetes sólidos aun se usan hoy en el modelismo de cohetes, y en grandes aplicaciones por su simplicidad y fiabilidad. Los cohetes de combustible sólido no son inusuales en la exploración espacial moderna, pero como pueden permanecer almacenados durante largos períodos -- y luego lanzarlos sin problemas con poca antelación -- frecuentemente han sido usados en aplicaciones militares como pueden ser los misiles. Los cohetes de combustible sólido no suelen usarse como propulsor principal en la exploración espacial moderna, pero si es muy común como cohetes aceleradores.
Un motor cohete de combustible líquido emplea propelentes líquidos que se alimentan bajo presión de lostanques en una cámara de combustión. Los propelentes normalmente consisten en un oxidante líquido y uncombustible líquido. En la cámara de combustión los propelentes reaccionan químicamente (combustión) paraformar gases calientes que luego se aceleran y son arrojados a alta velocidad a través de una tobera, provocandoesto un momento en el cohete. El momento es el producto de masa y velocidad. La fuerza del empuje de un motor cohete es la reacción experimentada por la estructura del motor debida a la eyección de materia de alta velocidad.Éste es el mismo fenómeno que empuja una manguera de jardín hacia atrás con el chorro de agua del pico o haceretroceder un arma cuando se dispara.Un motor cohete típico consiste en la cámara de combustión, la tobera, y el inyector; como se muestra en laFigura 1. La cámara de combustión es donde se realiza el quemado del propelente en alta presión.

Un motor cohete es un motor de combustión interna que genera empuje mediante la expulsión a la atmósfera de gases que provienen de la cámara de combustión. Los motores cohete incorporan tanto el combustible, que suele ser queroseno o hidrógeno líquido, como el comburente (Oxígeno en estado gaseoso o generalmente líquido). El motor cohete es el motor más potente conocido y su relación peso/potencia lo convierte en el motor ideal para ser usado en naves espaciales.

8. Historia de la carrera espacial.

- Orígenes

La carrera espacial fue una competencia entre Estados Unidos y la Unión Soviética que duró aproximadamente desde 1957 a 1975. Supuso el esfuerzo paralelo entre ambos países de explorar el espacio exterior con satélites artificiales, de enviar humanos al espacio y de posar a un ser humano en la Luna.

Aunque sus raíces están en las primeras tecnologías de cohetes y en las tensiones internacionales que siguieron a la Segunda Guerra Mundial, la carrera espacial comenzó de hecho tras el lanzamiento soviético del Sputnik 1 el 4 de octubre de 1957. El término se originó como analogía de la carrera armamentística. La carrera espacial se convirtió en una parte importante de la rivalidad cultural y tecnológica entre la URSS y Estados Unidos durante la guerra fría. La tecnología espacial se convirtió en una arena particularmente importante en este conflicto, tanto por sus potenciales aplicaciones militares como por sus efectos psicológicos sobre la moral.


- Primeras máquinas y cohetes.

Los primeros cohetes conocidos tenían motores a base de pólvora, y fueron utilizados en China desde el año 850. No se trataba de lanzarlos al espacio, sino de propulsar fuegos artificiales cuando había fiestas religiosas. Hasta finales del siglo XIX, no sucedió gran cosa en la historia de los cohetes. Su única utilización fue con fines guerreros: no fueron dirigidos al espacio sino, desgraciadamente, hacia otros hombres para matarlos.

El escritor Julio Verne, en 1865, describió en su novela “De la Tierra a la Luna”, el viaje de hombres a la Luna en un obús de aluminio lanzado por un cañón gigante.

A partir de los primeros años del siglo XX, varios científicos estudiaron la posibilidad de utilizar cohetes para ir al espacio. En 1903, Konstantine Tsiolkovski (1857-1935), un sabio e inventor ruso, publicó tratados sobre el vuelo espacial donde describió con precisión todos los grandes principios de los vuelos actuales de máquinas espaciales, en particular, el uso de oxígeno y de hidrógeno líquido para hacer funcionar los motores. El primero en poner estas teorías en práctica fue el ingeniero norteamericano Robert Goddard (1882-1945) quien lanzó, el 16 de marzo de 1926, el primer cohete a propergol líquido (una mezcla de sustancias que produce energía por reacción química). Sobre ese principio funcionan todavía los cohetes actuales.

Los cohetes fueron cada vez más grandes y mejores, hasta la Segunda Guerra Mundial, cuando los alemanes hicieron progresos importantes para poner en funcionamiento cohetes militares, los V1 y V2.

Después de la guerra, los progresos continuaron aceleradamente. Dos países se interesaron en los cohetes y en las máquinas espaciales: los Estados Unidos de América, quienes recuperaron al ingeniero alemán Wernher Von Braun, el padre de los V1 y V2; y la Unión Soviética con Sergei Korolev, quien puso a funcionar en 1933 el primer cohete soviético a propergol líquido. Esos dos hombres serían, hasta su muerte (Von Braun en 1977 y Korolev en 1966), dirigentes y artesanos de todos los éxitos espaciales de esos países.
                             
En esta competencia, los soviéticos pusieron en el espacio, el 4 de octubre de 1957, el satélite Sputnik -la primera máquina en el espacio de la historia humana-: es una bola de metal de 58 cm de diámetro y de 84 kilos. Fueron también los soviéticos quienes enviaron al espacio el primer ser vivo: la perra Laika, el 3 de noviembre de 1957; luego el primer hombre, el Teniente Yuri Gagarin (1934-1968), quien efectuó el 12 de abril de 1961, una vuelta alrededor de la Tierra, en 108 minutos. Después de esas tres derrotas consecutivas, los norteamericanos decidieron ponerse a la cabeza a la conquista del espacio.

3. Orígenes del cohete.

El descubrimiento de la pólvora por los antiguos alquimistas chinos taoístas y sus usos para distintos tipos de armas (flechas de fuego, bombas y cañones), derivaron en el desarrollo de los cohetes. Inicialmente se inventaron para ceremonias religiosas que estaban relacionadas con la veneración a los dioses chinos en la antigua religión china. Fueron los precursores de los actuales fuegos artificiales y, después de intensivas investigaciones, se adaptaron para su uso como artillería en las guerras sucedidas desde el siglo X hasta el XII.

Algunos de los antiguos cohetes chinos estaban situados en la fortificación militar conocida como la Gran Muralla China, y los empleaban los soldados de élite chinos. La tecnología de los cohetes se empezó a conocer en Europa gracias a su uso por las tropas mongoles de Genghis Khan y Ogodei Khan cuando conquistaron Rusia, Europa del este y parte de Europa central (Austria entre otros). Los mongoles habían robado la tecnología de los chinos cuando conquistaron la parte norte de China y adquirieron más conocimientos sobre la misma gracias a los expertos mercenarios chinos que trabajaron para su ejército. Además, la difusión de los cohetes en Europa se vio influenciada por los otomanos en el sitio de Constantinopla en el año 1453, aunque es muy probable que los otomanos estuvieran influenciados por las invasiones mongolas de los siglos anteriores. De cualquier manera, durante varios siglos los cohetes se tomaron como curiosidades por los occidentales.

Durante más de dos siglos, el trabajo del noble polaco-lituano Kazimierz Siemienowicz Artis Magnae Artilleriae pars prima ("El gran arte de la artillería, Primera parte", también conocida como "El arte completo de la artillería") se usó en Europa como un manual básico de artillería. El libro proveía los diseños estándares para fabricar cohetes, bolas de fuego y otros dispositivos de pirotecnia. Contenía un largo capítulo sobre calibración, construcción, producción y propiedades de los cohetes tanto para usos militares como civiles, incluyendo cohetes de múltiples etapas, baterías de cohetes y cohetes con aletas estabilizadoras en forma de delta en lugar de las típicas varas de guía.

Al final del siglo XVIII las tropas del Sultán Tipu del Reino de Mysore usaron satisfactoriamente cohetes con estructura de hierro en la India contra los británicos durante las guerras entre ambos. Los británicos mostraron un gran interés en la tecnología y la desarrollaron durante todo el siglo XIX. El personaje más importante de esta época fue William Congreve. Desde entonces el uso de cohetes en usos militares se extendió por toda Europa. En la Batalla de Baltimore, en 1814, se lanzaron cohetes al Fuerte McHenry por los barcos lanzadores de cohetes como el HMS Erebus, descritos por Francis Scott Key en The Star-Spangled Banner (La Bandera de Estrellas Centelleantes, himno de los Estados Unidos).

Los primeros cohetes eran muy poco precisos. Sin el uso de ningún tipo de giros ni de cardanes en el empuje, tenían una gran tendencia a desviarse bruscamente fuera de su trayectoria. Los primeros cohetes del británico William Congreve redujeron esta tendencia adjuntando un largo bastón en la cola del cohete (similar a los cohetes de feria actuales) para hacer más difícil que el cohete modificara su trayectoria. El cohete más grande de Congreve pesaba 14,5 kg en vacío y tenía un bastón de cola de 4,6 m de longitud. Originalmente los bastones se montaban en los laterales, pero más tarde se cambió la posición a una más central, reduciendo su arrastre y permitiendo una mayor precisión al cohete cuando se lanzaba desde un segmento de tubo.

El problema de la puntería se solucionó en 1844 cuando William Hale modificó el diseño de los cohetes permitiendo un empuje ligeramente vectorizado haciendo que el cohete girase alrededor de su propio eje como una bala. El cohete Hale eliminó la necesidad del bastón del cohete, viajando a mayor velocidad dada su menor resistencia contra el aire y siendo más preciso.

6. Desarrollo del transbordador.

El desarrollo del transbordador se hizo oficial el 5 de enero de 1972, cuando el presidente Richard Nixon anunció que la NASA comenzaría a crear un sistema de transbordador reutilizable, de bajo coste. Debido a los límites en el presupuesto, el proyecto ya estaba condenado a durar más de lo que se había anticipado originalmente. Sin embargo, el trabajo empezó rápidamente, y un par de años después ya había varios artículos de prueba.

De estos, el más notable era el primer Orbitador completo, que originalmente se conocería como "Constitution". Sin embargo, una campaña masiva de cartas de fanáticos de la serie Star Trek convenció a la Casa Blanca para rebautizar al orbitador como "Enterprise". A bombo y platillos, el Enterprise hizo su primer desplazamiento el 17 de septiembre de 1976 y empezó una serie de pruebas exitosas que fueron la primera validación real del diseño.

El primer orbitador completamente funcional, el Columbia, fue construido en Palmdale, California, y enviado al Centro Espacial Kennedy el 25 de marzo de 1979. Dos tripulantes iban en el primer viaje del Columbia, el 12 de abril de 1981. En Julio de 1982 el CEK vio llegar al Challenger (en castellano, Contendiente). En Noviembre de 1983 llegó el Discovery, y Atlantis en abril de 1985. La segunda parte del proyecto, la llamada Estación Espacial Libertad, anunciada en 1984, se convirtió, con modificaciones y reducciones, en la Estación Espacial Internacional. En 1986 el Challenger explotó 73 segundos después de su lanzamiento, y la tripulación de siete personas murió. Para reemplazarlo se construyó el Endeavour, que llegó en Mayo de 1991.

El 1 de febrero de 2003 otro trágico accidente sacudió a la familia de transbordadores espaciales de la NASA al desintegrarse en los cielos durante su reentrada el transbordador espacial Columbia, cuando regresaba tras finalizar con éxito la misión STS-107.

La NASA suspendió todos los vuelos de transbordadores programados mientras investigaba lo sucedido. El resultado fue que el desastre del Columbia se produjo por un pedazo de espuma que recubre el tanque externo que se desprendió y choco con el ala del transbordador a unos 800 km/hora, este golpeó y produjo un orificio que luego resultaría fatal ya que por este entraría el plasma producido por el rozamiento con la atmósfera lo que la derritió. Estos se reiniciaron con el despegue del Discovery dos años y medio después, el 26 de julio de 2005, para llevar a cabo la misión STS-114, esta se realizó sin haber solucionado por completo el problema del tanque externo, el Discovery regresó el 9 de agosto de 2005, aterrizando en la Base Edwards en California. La siguiente misión de Transbordadores se programó para julio de 2006 con el lanzamiento del Discovery. La misión comprendió un viaje a la Estación Espacial Internacional y pruebas de seguridad.

El 16 de mayo de 2011, la nave Endeavour despegó del Centro Espacial Kennedy hacia la ISS para entregar el Espectrómetro Magnético Alfa (EMA). El día 1 de junio de 2011, tras desacoplarse de la Estación Internacional, realiza su último aterrizaje, siendo el último transbordador en activo de los EEUU, poniendo fin a 19 años de servicio del Endeavour.

5. Historia del transbordador

Durante la década de 1960, la NASA había planteado una serie de proyectos sobre vehículos espaciales reutilizables para reemplazar los sistemas de uso único como el Proyecto Mercury, el Proyecto Gemini y el Programa Apolo. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) también tenía interés en sistemas más pequeños con mayor maniobrabilidad, y estaba realizando su propio proyecto de avión espacial, llamado X-20 Dyna-Soar, por lo que ambos equipos trabajaron juntos.

En la segunda mitad de la década de los 60, el esfuerzo para mejorar el Apolo se estaba diluyendo, y la NASA empezó a trabajar en el siguiente paso del programa espacial. Se proyectó un ambicioso programa que contemplaba el desarrollo de una enorme estación espacial, que se lanzaría con grandes cohetes y sería mantenida por un "transbordador espacial" reutilizable, el cual a su vez sería capaz de dar servicio a una colonia lunar permanente y, eventualmente, transportar personas a Marte.

Sin embargo la realidad fue otra, ya que el presupuesto de la NASA disminuyó rápidamente. En lugar de retroceder y reorganizar su futuro en función de su nueva situación económica, la agencia intentó salvar tanto como fuera posible de sus proyectos. Se descartó la misión a Marte, pero tanto la estación espacial como el transbordador todavía estaban en pie. Finalmente sólo se pudo salvar uno de ellos, que por razones económicas y logísticas fue el transbordador, ya que sin ese sistema no se podría construir una estación espacial.

Se propusieron una gran variedad de diseños, muchos de ellos complejos. Maxime Faget, diseñador de la cápsula del Mercury, entre otros, creó el "DC-3"; un pequeño avión capaz de llevar una carga de 9.000 kg y cuatro tripulantes, aunque con maniobrabilidad limitada. El DC-3 se constituyó en la plataforma básica con la que se compararían los demás diseños.

En un intento de de ver su último proyecto salvado, la NASA pidió ayuda y colaboración de la Fuerza Aérea Estadounidense. La agencia solicitó que los futuros lanzamientos de la USAF se hicieran con el transbordador, en lugar de utilizar los lanzadores de un sólo uso que se estaban empleando, como el cohete Titan II. Como compensación, la USAF obtendría ahorros significativos en la construcción y actualización de sus lanzadores, puesto que el transbordador tendría capacidad más que suficiente para lograr los objetivos.

Sin mucho entusiasmo, la USAF asintió, no sin antes pedir un incremento significativo en la capacidad del transbordador, para permitirle lanzar sus satélites espías proyectados. Estos eran grandes, con un peso aproximado de 18.000 kg, y tendrían que ponerse en órbita polar, lo que necesita más energía que la que se requiere para poner un objeto en órbita baja (LEO). El vehículo también tendría que tener la capacidad de maniobrar hacia cualquier lado de su huella orbital para ajustarse a la deriva rotacional del punto de lanzamiento mientras estuviera en la órbita polar —por ejemplo, en una órbita de 90 minutos, el "punto Vandenberg" en California, EE.UU. tendría una deriva de 1.600 km, mientras que en órbitas más alineadas con el Ecuador, la deriva sería de menos de 400 km—. Para lograrlo, el vehículo debería tener alas más grandes y pesadas.

Con ello, el sencillo DC-3 quedaba fuera de la ecuación, debido a su reducida capacidad de carga y habilidad de maniobra. De hecho, todos los diseños eran insuficientes. Todos los nuevos dibujos tendrían que incorporar un ala delta. Y ese no era el único inconveniente: con el incremento de la capacidad del vehículo, los propulsores también debían ser mucho más potentes. De pronto, el sistema había crecido hasta ser más alto que el Saturn VI y sus costes y complejidad se salieron de todos los pronósticos.

Mientras todo esto sucedía, otras personas sugirieron un enfoque diferente: que la NASA utilizara el Saturn existente para lanzar la estación espacial, la cual sería mantenida por cápsulas Gemini modificadas, montadas sobre cohetes Titan II-M de la USAF. El coste sería probablemente menor, y alcanzaría antes el objetivo de la estación internacional.

La respuesta no se hizo esperar: un transbordador reutilizable compensaría con creces el coste de su desarrollo, si se comparaba con el gasto de lanzar cohetes de uso único. Otro factor en el análisis fue la inflación, que fue tan alta en la década de los años setenta del siglo XX que cualquier reposición del coste del desarrollo tenía que ser rápida. Se necesitaba entonces un elevado ritmo de lanzamientos para hacer que el sistema fuera factible desde el punto de vista económico. Estas condiciones no las cumplían ni la estación espacial ni las cargas de la USAF. La recomendación fue, entonces, hacer los lanzamientos desde el transbordador, una vez construido. El coste de lanzar el transbordador tendría que ser menor que cualquier otro sistema, exceptuando los cohetes pequeños y los muy grandes.

Con el tema de la viabilidad solucionado, la NASA se dedicó a obtener fondos para los cinco años que tardaría el desarrollo del proyecto, empresa que no resultó para nada fácil. La inflación, la Guerra de Vietnam y la crisis del petróleo amenazaban con dar al traste con el transbordador, pero era el único proyecto viable, y suspenderlo significaba que EE.UU. no tendría un programa espacial tripulado en la década de 1980. Sin embargo, los presupuestos debían ajustarse, lo cual llevó otra vez a la mesa de diseño. Se abandonó el proyecto de cohete reusable en favor de un cohete sencillo que se desprendiera y fuera recuperado posteriormente. El combustible se sacó del orbitador a un tanque externo, lo cual permitió aumentar la capacidad de carga a costa de desechar el tanque.

El último escollo de diseño fue la naturaleza de los propulsores. Se propusieron al menos cuatro soluciones, y se optó finalmente por la que contemplaba dos cohetes sólidos (en vez de uno grande), debido a los menores costes de diseño (aspecto que estuvo permanentemente presente en el diseño del transbordador).

4. ¿Qué es un transbordador?

El sistema de Transbordador Espacial de la NASA (en inglés: Space Shuttle, Space Transport System o STS) formó parte del programa del transbordador espacial, siendo la primera nave espacial reutilizable y la primera capaz de poner satélites en órbita (aunque una órbita baja), y traerlos de vuelta a la superficie. Cada transbordador tenía una vida útil proyectada de 100 lanzamientos. Fue diseñado para ser el sistema bandera de exploración espacial tripulada de EE.UU. durante los años 80, y para hacer realidad el sueño estadounidense de construir y mantener una estación espacial como habían tenido los soviéticos en su momento. La flota de transbordadores espaciales, junto con los vehículos soviéticos, fueron los encargados de elevar los distintos módulos de la Estación Espacial Internacional, así como de la provisión regular de suministros.

7. Diferencia entre transbordador y cohete espacial.

Un cohete espacial trabaja por secciones de propulsión. Como el Apolo XI. aunque generalmente son sin tripulación y sirven para poner satélites en orbita, son muy usados por los países que tienen tecnología espacial.

Un transbordador como el Discovery es tripulado y es una tecnología especialmente norteamericana. Su principal función es que sea reutilizable a diferencia de los cohetes.

1. ¿Qué es un cohete?

Un cohete es un vehículo,aeronave o nave espacial que obtiene su empuje por la reacción de la expulsión rápida de gases de combustión desde un motor cohete. A ciertos tipos de cohete se los denomina misil y en este cambio de nombre no interviene el tamaño o potencia, sino que generalmente se llama misil a todo cohete de uso militar con capacidad de ser dirigido o manejado activamente para alcanzar un blanco.

2. ¿Qué es un cohete espacial?

Un cohete espacial es una máquina que, utilizando un motor de combustión, produce la energía cinética necesaria para la expansión de los gases, que son lanzados a través de un tubo propulsor (llamada propulsión a reacción). Por extensión, el vehículo, generalmente espacial, que presenta motor de propulsión de este tipo es denominado cohete o misil. Normalmente, su objetivo es enviar artefactos (especialmente satélites artificiales y sondas espaciales) o naves espaciales y hombres al espacio (véase atmósfera).

Un cohete está formado por una estructura, un motor de propulsión a reacción y una carga útil. La estructura sirve para proteger los tanques de combustible y oxidante y la carga útil. Se llama también cohete al motor de propulsión en sí mismo.