Las ondas sonoras crean olas en el aire, por ejemplo las olas en el océano. El aire se mueve en una y otra dirección a medida que lo atraviesan las ondas de energía sonora.

Si pones algo como un papel en el camino de la onda sonora, también vibrará bastante. Si le das a esta superficie de papel la forma correcta, las ondas sonoras se concentrarán en un punto.

De manera similar, hace que funcionen las antenas parabólicas gigantes de la NASA. Estas antenas escuchan las señales de la nave espacial planetaria que ahora explora el espacio lejos de la Tierra.

 

 

 

 

La antena parabólica de esta fotografía tiene un diámetro de 70 metros (unos 230 pies). Esta antena se encuentra en Australia. Observa lo pequeñas que se ven los coches en comparación.

 

¡No podemos simplemente construir una nave espacial, decirle que llame de vez en cuando y luego lanzarla a Marte o Júpiter! Debemos tener una manera de poder oír su voz tenue y hablarle mientras se encuentra muy lejos.

Por supuesto, ninguna nave espacial se comunica mediante el sonido. Los mensajes no llegarían demasiado lejos, ¡ya que las ondas sonoras no pueden viajar en el vacío del espacio! Sin embargo, las naves espaciales sí envían ondas de radio, que pueden viajar casi para siempre. El problema es que las ondas de radio se van extendiendo y se debilitan cada vez más cuanto más lejos tengan que viajar. Por esa razón, ¡las antenas para las ondas de radio de la NASA tienen que ser realmente grandes!

La trayectoria que toman las señales de radio una vez que llegan a la antena es similar a un cono plegado. Una vez que la señal llega al foco se usan instrumentos electrónicos que aumentan el volumen incluso más.

¡Ahora podemos comenzar a descodificar el mensaje y determinar qué es lo que nos está mostrando y diciendo la nave espacial!

¡Disfruta de una super audición con tu propio cono sonoro!

¡Detecta sonidos muy tenues que no puedes escuchar sólo con tus oídos! Haz un sencillo cono sonoro para aumentar el volumen de cualquier sonido que provenga de una dirección en particular. ¡Te sorprenderás!

 

 

 

 

Materiales:

  • Un pliego grande de cartulina de aproximadamente 46 x 61 cm (18 x 24 pulg.)
  • Cinta adhesiva transparente

Procedimiento:

¡Es muy fácil!

Simplemente enrolla la cartulina en la forma de un cono, dejando un pequeño orificio (de aproximadamente 1.5 a 2.5 cm) en el extremo con punta. Deja el extremo grande lo más ancho que puedas. Luego pega con cinta el borde en su posición.

Lleva el cono al aire libre. Pon el extremo pequeño en tu oído. Apunta el cono en diferentes direcciones y escucha con atención. Observa lo diferente que suena el mundo con y sin el cono para ayudarte a escuchar.

 

¿Qué sonidos tenues has podido oír con el cono que nunca antes habías notado antes?

Ahora, ¿puedes adivinar lo que tienen en común estos dos objetos?

O      

Cuando hablamos de cómo la Tierra y los demás planetas viajan alrededor del Sol, decimos que están en órbita alrededor del Sol. De manera similar, la Luna, así como muchos satélites artificiales están en órbita alrededor de la Tierra.

Cuando se trata de satélites, los ingenieros espaciales tienen diferentes tipos de órbitas entre las cuales elegir. Todo dependerá del trabajo que deba realizar el satélite desde allá arriba.

Pueden elegir:

  • una órbita que viaja alrededor del ecuador de la Tierra
  • una órbita que pasa sobre los Polos Norte y Sur de la Tierra
  • cualquier posibilidad intermedia

Pueden elegir:

  • una órbita de poca altitud de sólo unos pocos centenares de millas por encima de la superficie de la Tierra
  • una órbita que se encuentra a miles de millas en el espacio

Animación Suspendida

¿Sabes que son los satélites climáticos GOES?

Dato interesante: GOES significa Satélite Medioambiental Operacional Geoestacionario (Geostationary Operational Environmental Satellite, en inglés).

Imagen del huracán Fran obtenida a partir de datos del satélite meteorológico GOES en septiembre de 1996.

Los dos satélites climáticos GOES tienen la tarea de estudiar el clima sobre América del Norte. Necesitan estar al tanto de cualquier situación que se desarrollará, tal como las tormentas tropicales que se generan en el Océano Atlántico o los frentes de tormenta que se desplazan por el Océano Pacífico hacia la costa oeste de los EE.UU. Por lo tanto, están "estacionados" en lo que se conoce como órbita geoestacionaria.

Están en órbita exactamente sobre el ecuador de la Tierra y realizan una órbita por día. Dado que la Tierra gira una vez por día alrededor de su eje, el satélite GEOS parece flotar sobre el mismo lugar de la Tierra en todo momento.

Por ejemplo, en la ilustración de la derecha, estamos mirando hacia abajo al Polo Norte. ¡Por supuesto, esta caricatura no está a escala! Si Rodrigo estuviera parado en algún lugar del ecuador y pudiera ver un satélite geoestacionario en lo alto (lo cual sería bastante difícil, ¡ya que estaría a 22,300 millas de distancia!), el satélite parecería estar suspendido sobre su cabeza en todo momento. Haz clic en la ilustración para tener una idea de cómo se vería esto.

 

Por otro lado, también existen otros satélites cuyas tareas consisten en preparar mapas o estudiar diferentes partes de la superficie de la Tierra y para eso necesitan una órbita que se acerque lo más posible a los Polos Norte y Sur. De esta manera, la Tierra gira debajo de la órbita del satélite y la Tierra se hace cargo de la mayor cantidad de trabajo de desplazamiento. Además, el satélite debe estar cerca de la superficie de la Tierra (a pocos centenares de millas de altura) para tener una buena vista con sus instrumentos de generación de medición e imágenes.

Cuanto más baja sea la órbita del satélite, menos tiempo demora en realizar un viaje alrededor de la Tierra y más rápido debe moverse. Por esta razón, una órbita geoestacionaria debe ser tan alta. Debe estar a distancia suficiente como para desplazarse con suficiente lentitud para girar alrededor de la Tierra solamente una vez por día.

En la ilustración, el satélite pasa casi directamente sobre los Polos Norte y Sur. En esta animación, hace este recorrido dos veces en un día.

En realidad, el satélite puede orbitar alrededor de la Tierra aproximadamente una vez cada hora y media, haciendo varias vueltas completas por día.

Dato interesante: POES significa Satélites Medioambientales Operacionales con órbitas alrededor de los Polos (Polar-orbiting Operational Environmental Satellites, en inglés).

Un ejemplo de satélites en órbita polar son los tres satélites POES. Al juntar las imágenes de los tres satélites, demora sólo seis horas para obtener imágenes de prácticamente cada pulgada cuadrada de la Tierra.

Esta información es utilizada para ayudar a los científicos a comprender los patrones climáticos, oceánicos, volcánicos y de vegetación en todo el mundo. Además, la información ayuda en operaciones de búsqueda y rescate, así como para detectar incendios forestales.

Supón que se han de lanzar dos satélites hasta la misma altitud. Sin embargo, uno se moverá a la órbita polar mientras que la otra orbitará alrededor del ecuador. ¿Puedes adivinar cuál de los satélites requerirá más combustible para alcanzar su órbita?

¡La respuesta correcta es el satélite en órbita polar!

En el ecuador, ¡la Tierra misma está girando de oeste a este a 1675 kilómetros por hora! Si se lanzara el satélite en la misma dirección en que está girando la Tierra, recibirá un gran impulso. En cambio, si se lanzara hacia el norte o sur, no conseguirá aprovechar este impulso. O bien, si se lanzara el satélite hacia el este, se requerirá mucho combustible en los propulsores de la aeronave para cambiar la inclinación de su órbita. Una órbita polar tiene una inclinación alta.

 

Mirando desde lo alto

 

Este es uno de los satélites GOES ahora en servicio en órbita geoestacionaria.

 

Este es uno de los satélites POES ahora en órbita polar.

 

Este es el satélite GOES-R, que es la generación de satélites meteorológicos geoestacionarios.

Los satélites GOES y POES fueron construidos para la NASA y NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica). NOAA decide lo que se necesita para su diseño, y luego, una vez construídos, los opera para ayudarles a hacer su trabajo.

El trabajo de NOAA es describir y predecir cambios en el medio ambiente de la Tierra, y conservar y administrar de manera inteligente los recursos costeros y marítimos del país.

 

Crew Dragon Animation. Crédito: SpaceX

¿Cómo saben los ingenieros espaciales cuándo realizar el lanzamiento?

Bueno, nada en el espacio se detiene. Todo orbita alrededor de otra cosa o bien se acerca o se aleja de dicho objeto. Entonces, ¿cómo hacen los ingenieros espaciales para que una nave espacial aterrice en Marte o se encuentre con un cometa o asteroide en particular?

No sólo la Tierra y el objetivo están en constante movimiento realizando sus respectivas órbitas alrededor del Sol, ¡sino que además nuestra plataforma de lanzamiento terrestre gira aproximadamente a 1.600 kilómetros por hora cuando lanzamos el cohete!

¡Todo depende del momento justo!

Al elegir un momento para realizar un lanzamiento, los ingenieros y científicos espaciales tienen que tener en cuenta muchas cosas. ¡La mayor parte de ellas se refiere a obtener el mayor impulso posible de la gran plataforma de lanzamiento que llamamos el planeta Tierra!

  

¡La Tierra viaja alrededor del Sol a una velocidad de 107,000 kilómetros por hora! Si nuestra nave espacial interplanetaria apunta en la misma dirección que la Tierra, obtendrá una gran ventaja.

 

 

Además, la Tierra da una vuelta completa cada día hacia el este sobre su eje. En el ecuador, ¡la superficie de la Tierra gira a 1,675 kilómetros por hora! Entonces, si lanzamos el cohete hacia el este, recibirá otro gran impulso del movimiento de rotación de la Tierra.

 

 

Ahora, realizaremos el lanzamiento hacia el este. Elegimos la hora de lanzamiento para darle al cohete tiempo de acelerar a medida que viaja parcialmente alrededor de la Tierra. Luego, cuando la nave espacial se dirige en la misma dirección que el movimiento orbital de la Tierra alrededor del Sol, el cohete le da un último impulso para enviarlo fuera de la órbita terrestre y dirigirlo por su camino.

 

Usando tanto el movimiento rotacional de la Tierra sobre su eje como el movimiento orbital de la Tierra alrededor del Sol, ¡podemos ahorrar mucho combustible y mucho tiempo en alcanzar nuestro lejano destino!

¿A dónde queremos ir?

Una vez que sabemos eso, calculamos la mejor época del año para realizar el lanzamiento basándonos en dónde se encontrará la Tierra en su órbita alrededor del Sol.

Ventana de lanzamiento

El mejor momento para lanzar el cohete se llaman "ventanas de lanzamiento" (launch windows).

Del mismo modo que una ventana de vidrio es una abertura en una pared, ¡una ventana de lanzamiento es una abertura en el tiempo!

Por lo general, los ingenieros intentarán de lanzar al comienzo de la ventana del primer lanzamiento. Sin embargo, varias cosas pueden retrasar el lanzamiento. Por ejemplo, el clima puede ser malo. O algo podría parecer un poco raro con la nave espacial o el cohete o las comunicaciones terrestres. O puede aparecer un barco o un avión, aunque se les haya advertido que mantengan la distancia. Cualquiera de estos puede causar un retraso hasta la próxima ventana de lanzamiento o más adelante en la misma ventana de lanzamiento.

Ahora si… Listos… Preparados… Apunten… ¡Despeguen!

  1. Identificar los árboles... ¡desde el espacio!