CÓMO FUNCIONA?: ACELERANDO NAVES ESPACIALES MEDIANTE EL "TIRÓN GRAVITATORIO" 

El viaje de la sonda Rosetta, con destino al cometa 67P,  tuvo que dar varias vueltas alrededor del Sol y algunos planetas, para poder acelerar hasta la velocidad que llevaba el cometa (55.000 km/h). Era imprescindible alcanzar esa velocidad porque su intención era la de posarse suavemente sobre la superficies del astro. Pero esa enorme velocidad sólo se pudo conseguir después de 10 años de viaje. Hay dos maneras de acelerar una nave espacial para que alcance la velocidad deseada:  Gastando mucho combustible, o aprovechando la gravedad de los planetas cercanos, lo que se conoce como "Tirón Gravitarorio". ¿Y en qué consiste esto último?... Lo vemos a continuación

El Tirón Gravitatorio consiste en acercarse a un planeta y aprovechar su fuerza de gravedad para impulsar un poco más la nave. Sin embargo, al pensar en este sistema, surge inmediatamente una duda: "Si el planeta atrae al cohete con su fuerza de gravedad (causando un aumento de su aceleración), ¿por qué no lo frena cuando el cohete se aleja?". En otras palabras, si el cohete se acerca al planeta a 10.000 km/h, y la gravedad de éste lo acelera hasta que alcance 20.000 km/h, cuando el cohete se aleje, la gravedad del planeta "tirará" de él en sentido contrario al de su marcha, con la misma fuerza con la que le hizo acelerar, y por tanto, el cohete ganará lo perdido, y seguirá su viaje con una velocidad de 10.000 km/h, idéntica a la que tenía al principio. Conclusión: La gravedad se ha anulado a sí misma.


Esta "compensación" o anulación del tirón gravitacional, se puede comprobar analizando el comportamiento de un péndulo. La bola del péndulo se comporta igual que un cohete aproximándose a la Tierra. Cuando el péndulo cae, su movimiento se acelera por efecto de la atracción del planeta, ganando velocidad. Pero una vez que el péndulo se aleja del suelo, la misma atracción gravitatoria frena el ascenso del péndulo, tirando de él hacia abajo. El resultado es que la velocidad que ganó el péndulo al caer (acercarse a la Tierra), se contrarresta con la atracción gravitatoria cuando sube, de forma que la velocidad final se iguala con la que tuvo al principio (cero kilómetros por hora)

Entonces, si la atracción de la gravedad se compensa a sí misma evitando que el cohete tenga una velocidad final superior a la velocidad inicial, ¿Cómo es posible que en la práctica, las naves espaciales aceleren tantísimo, usando este sistema?


Pues bien, el secreto está en que el planeta se está moviendo. De hecho, se mueve a enorme velocidad. Por ejemplo, la Tierra se desplaza alrededor del Sol a más de 100.000 km/h. Cuando un cohete se aproxima a un planeta que está quieto (con velocidad cero), la gravedad tira de él "intentando" atraparlo en su movimiento y posición, pero como el planeta no se mueve, la velocidad que aporta al sistema es nula. Pero si el planeta se encuentra en movimiento, su atracción gravitatoria fuerza al cohete a seguirle, aportándole parte de su energía cinética, o lo que es igual, haciendo que su velocidad aumente. Para entenderlo mejor, veamos el gráfico de más abajo, donde representamos un cohete o satélite que se aproxima a un planeta en movimiento. Imaginemos que el cohete está suspendido en el espacio, sin moverse y sujeto a un muelle. De repente aparece bajo él un planeta en movimiento e inmediatamente, la gravedad de éste, tira del cohete con fuerza, tratando de atraerlo. A medida que el planeta se aleja, el cohete se ve obligado a seguir su estela, por efecto de la fuerza de gravedad. Y una vez que el planeta ha desaparecido, podemos comprobar cómo el satélite o cohete, ha ganado un poco de velocidad. Es decir, su posición inicial era estática, y con una velocidad igual a cero, pero ha terminado adquiriendo una velocidad importante por haber caído en el influjo gravitacional de un planeta en movimiento



En el gráfico de aquí abajo, vemos el resultado final de este efecto: Un satélite que partía con una velocidad inicial pequeña, o nula, ha terminado acelerándose a una velocidad enorme, por haber caído en el influjo gravitatorio de un planeta en movimiento



Aquí abajo representamos algunas trayectorias posibles. El gráfico "A", muestra un cohete que sale del planeta en una dirección a favor del movimiento de éste, y por tanto, su velocidad final es superior a la inicial. El gráfico "B" muestra el caso de que un cohete salga en con una trayectoria simétrica a la que tuvo en el acercamiento, y además, casi perpendicular a la trayectoria del planeta: el cohete no gana velocidad. El gráfico "C" representa a un cohete cuya trayectoria final es contraria a la de la marcha del planeta: la atracción gravitatoria de éste es negativa y perjudicial para la marcha de la nave, y por tanto, ésta se frena.



Finalmente, os dejo aquí el vuelo completo de Rosetta desde que despegó de la Tierra en 2004, y sus 6 asistencias gravitatorias (la primera sobre la Tierra, la siguiente sobre Marte, otra más con la Tierra,  la cuarta con el asteroide Stein, nuevamente con la Tierra, y la última con el asteroide Lutecia.


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Comentarios: 7
  • #1

    Alvaro Abril (miércoles, 19 noviembre 2014)

    Enviar informacion si es posible sobre el tema, me interesa, por la ciencia que envuelve

  • #2

    canal de ciencias (jueves, 20 noviembre 2014 00:04)

    el google books hay bastantes libros sobre este asunto. Hay que buscar un poco y quedarse con lo que interese, aunque ahora mismo no se me ocurre ningún enlace

  • #3

    fake rolex sale (jueves, 20 noviembre 2014 10:25)

    uevamente con la Tierra, y la última con el asteroide Lutecia.

  • #4

    cristian (miércoles, 18 febrero 2015 20:16)

    Hola soy de buenos aires argentina y kiero que respondan mi teoría a él mejor les doy una pista ustedes completan el resto con lo que falta y obtendrán el poder de la aceleración en realidad creo que esto es la creación y reacion de todo muchas gracias.El espacio y tiempo ay un espacio de la materia oscura y clara : de la energía negativa y positiva y el espacio intermedio sería el espacio de pasado presente y futuro es el comienzo de iterminadas cosas como así mismo galaxia esférica luego de que choken a su término la materia y energía surgue un espacio entre ella así sucesivamente se crea el universo y mi teoría es si alteraríamos la materia con energía solar electricica natural en estado cero obtendriamos una especie de energía inigualable como viajar en tiempo y velocidad para cambiar la materia crear una propulsión inigualable que los permite viajar al ritmo del tiempo inicio como pasar una pared de tiempo espacio con solo algunas fuciones de la de la materia es la clave del mañana presente, futuro y pasado algún ficiso y matemático que me de una respuesta a mi teoría

  • #5

    Juan (lunes, 14 marzo 2016 23:27)

    Al del comentario anterior se le va la cabeza, tiene de ciencia 0, mucho star trek ha visto

  • #6

    canal de ciencias (martes, 22 marzo 2016 23:40)

    Cristian, lo tuyo no se llama teoría, sino hipótesis. Para que sea teoría debe estar refrendada con pruebas, cálculos o evidencias de algún tipo: no basta con divagar o suponer. Si quieres convertir tu hipótesis en teoría, debes analizar pruebas y hacer cálculos más sofisticados.
    Juan: creo que cristian lo entenderá mejor cuando distinga entre teoría e hipótesis

  • #7

    manro (domingo, 07 agosto 2016 07:23)

    es cierto lo que dice juan, cristian mira mucho canal de ciencia ficcion, los power ranger, star trek, star wars, yimmi neutron, las tortugas ninja, el tunel del tiempo, thor el que viaja a travez de varias dimensiones, mi consejo: hay que leer y estudiar mas, que fantasear lo que no existe