En órbita alrededor
de la Tierra
Los
satélites que giran en la órbita terrestre pueden hacerlo en círculo o en
elipse. Los satélites artificiales en órbita circular se mueven a una velocidad
constante. Sin embargo, a mayor altitud se mueven a menor velocidad respecto a
la superficie de la
Tierra. Cuando mantienen una altura de 35.800 km sobre el
ecuador los satélites son geoestacionarios y se mueven en una órbita
geoestacionaria, justo a la misma velocidad que la Tierra, manteniéndose en un
mismo punto fijo sobre el ecuador. La mayoría de los satélites de
comunicaciones están situados en este tipo de órbitas.
En
órbitas elípticas la velocidad varía, siendo mayor en el perigeo (altitud
mínima) y menor en el apogeo (altitud máxima).
Las órbitas elípticas pueden
descansar en cualquier plano que pase por el centro de la Tierra. Las órbitas
polares descansan en un plano que pasa por los polos norte o sur; esto quiere
decir que atraviesa el eje de rotación de la Tierra. Las órbitas
ecuatoriales descansan en un plano que atraviesa el ecuador. El ángulo entre el
plano orbital y el ecuador se denomina inclinación de la órbita.
La
Tierra gira una vez cada 24 horas vista desde un satélite en órbita polar.
Los
satélites meteorológicos en órbita polar, que llevan cámaras de televisión y de
infrarrojos, pueden observar las condiciones meteorológicas de todo el globo,
de polo a polo, en un solo día. Las órbitas con otro tipo de inclinación cubren
menos parte de la Tierra, y no alcanzan algunas zonas cercanas a los polos.
Mientras
un objeto permanezca en órbita en el espacio, seguirá orbitando sin necesidad
de propulsión dado que no tiene fuerza de rozamiento que ralentice su
velocidad. Si toda o parte de la órbita atraviesa la atmósfera terrestre el
objeto perderá velocidad por rozamiento aerodinámico con el aire. Este fenómeno
provocará su caída gradual hacia altitudes más bajas, hasta que el objeto entra
en la atmósfera y se desintegra como un meteoro.
Programas
espaciales no tripulados
Una
larga historia de mitos, sueños, novelas, ciencia y tecnología culminó con el
lanzamiento del primer satélite artificial a la órbita terrestre, el Sputnik 1,
por la URSS el 4 de
octubre de 1957.
El
Sputnik 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y pesaba 83 kg.
Tardaba 96,2 minutos
en dar la vuelta a la
Tierra. Describía una órbita elíptica y alcanzaba su apogeo a
una altura de 946 km,
y su perigeo a 227 km.
Contaba con instrumentos que durante 21 días enviaron información a la Tierra
sobre radiación cósmica, meteoritos y sobre la densidad y temperatura de las
capas superiores de la
atmósfera. Al cabo de 57 días el satélite entró en la
atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido al rozamiento
aerodinámico.
El
segundo satélite artificial fue también un vehículo espacial soviético, de
nombre Sputnik 2. Fue lanzado el 3 de noviembre de 1957 y llevaba a bordo una
perra llamada Laika.
Realizó las primeras mediciones biomédicas en el espacio.
Este satélite entró en la atmósfera terrestre destruyéndose después de 162 días
de vuelo.
Mientras
el Sputnik 2 todavía se encontraba en órbita, Estados Unidos lanzó con éxito su
primer satélite, el Explorer 1, desde la base de Cabo Cañaveral, en Florida, el
31 de enero de 1958. Era una nave cilíndrica de 14 kg, 15 cm de diámetro y 203 cm de longitud, que
estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica y micrometeoritos durante
112 días, y aportó los primeros datos desde un satélite que llevaron al
descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen.
El
17 de marzo de 1958, Estados Unidos lanzó su segundo satélite, el Vanguard 2.
Un estudio preciso de las variaciones de su órbita reveló que la Tierra tenía
una ligera forma de pera. Utilizando energía solar, el satélite estuvo
transmitiendo señales durante más de 6 años.
Al Vanguard 2 le siguió el
satélite estadounidense Explorer 3, lanzado el 26 de marzo de 1958, y el
soviético Sputnik 3, lanzado el 15 de mayo de ese mismo año. Este último, que
pesaba 1.327 kg,
efectuó mediciones de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos magnéticos
y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en abril de 1960.
Misiones lunares no
tripuladas
Por
ser el astro más cercano a la Tierra, la Luna ha sido el objetivo de numerosas
misiones espaciales.
En 1958 fracasaron las primeras sondas lunares enviadas
por Estados Unidos y la URSS.
La nave rusa Luna 2, lanzada el 12 de setiembre de 1959,
alcanzó la superficie lunar 36 horas más tarde.
Desde entonces, ambos países
efectuaron lanzamientos a la Luna con resultados diferentes. Las primeras
fotografías de la cara oculta de la Luna fueron tomadas por el Luna 3, enviado
al espacio por la URSS el 4
de octubre de 1959.
Uno de los lanzamientos con éxito más espectaculares fue la
misión realizada por el Ranger 7, enviado al espacio por Estados Unidos el 28
de julio de 1964. Antes de alcanzar la superficie de la cara visible de la
Luna, llegó a transmitir 4.316 imágenes de la superficie lunar por televisión,
desde altitudes entre 1.800
km y 300
m, proporcionando las primeras imágenes detalladas a la
humanidad.
El
31 de enero de 1966, la URSS lanzó el Luna 9, que consiguió realizar el primer
aterrizaje sobre la Luna, sin ser destruido por el impacto. Le siguió la nave
estadounidense Surveyor 1, el 30 de mayo de ese año, que también realizó un
aterrizaje suave en la superficie lunar, y envió a la Tierra 11.150 fotografías
del satélite.
Además
de la información científica recogida, gran parte del interés del programa
espacial de Estados Unidos se centraba en desembarcar un hombre en la Luna. Con este
propósito, se llevaron a cabo varios vuelos posteriores no tripulados, como los
realizados por el Surveyor 3 y Surveyor 5 en 1967.
Ambas naves, después de un
vuelo de dos días, enviaron a la Tierra un gran número de imágenes de
televisión de la superficie lunar. El Surveyor 3 tomó muestras del suelo de la
Luna que fueron examinadas por cámaras de televisión. El Surveyor 5 realizó
análisis químicos de la superficie lunar, utilizando técnicas de dispersión de
partículas alfa; éste fue el primer análisis sobre el terreno de un cuerpo
extraterrestre.
Otros
satélites lanzados para preparar el alunizaje fueron los del programa Lunar
Orbiter. Entre 1966 y 1967, cinco de estos satélites dieron vueltas alrededor
de la Luna obteniendo miles de fotografías. Con este material se fueron
seleccionando los lugares de alunizaje previstos en el programa Apolo.
Son
dignos de mención dos proyectos lunares no tripulados de la URSS. La nave Luna 16
lanzada el 12 de setiembre de 1970, se posó sobre la Luna e introdujo unos 113 g de suelo lunar en un
recipiente sellado, que fue lanzado de vuelta a la Tierra y recuperado por los
soviéticos. El Luna 17, lanzado el
10 de noviembre de 1970, alunizó suavemente y desplegó un
vehículo automático de exploración lunar, el Lunokhod 1, que iba equipado con
una cámara de televisión y baterías solares. Durante diez días lunares, este
artefacto controlado desde la Tierra recorrió 10,5 km de la superficie
lunar, transmitiendo imágenes por televisión y datos científicos. El Luna 21
repitió la experiencia en 1973, colocando en la Luna el vehículo Lunokhod 2.
Satélites
científicos
A
medida que los sistemas de despegue de las naves espaciales (propulsadas por
cohetes) y los equipos científicos se hicieron más fiables, se fueron
desarrollando una gran variedad de satélites. Los científicos trataron de
recopilar información y realizar estudios precisos del Sol, otras estrellas, la
Tierra y del mismo espacio. La atmósfera que envuelve la Tierra impide obtener
tales datos, a excepción de la escasa información que se podía conseguir por
medio de globos a gran altitud.
En
Estados Unidos se han lanzado numerosos satélites astronómicos. Así, desde 1962
los Observatorios en Órbita Solar (OSO, en inglés) han estudiado la radiación
ultravioleta, los rayos X y los rayos gama procedentes del Sol.
