¿Qué es la microgravedad?

Es fácil asumir que los astronautas flotan en el espacio porque están muy lejos del campo gravitacional de la Tierra. Pero mira la Luna, está mucho más lejos que la Estación Espacial Internacional (EEI), y aun así orbita alrededor de la Tierra porque está perpetuamente atraída por su fuerza gravitacional. Entonces si la gravedad de la Tierra puede afectar la Luna, los astronautas no pueden flotar porque no hay gravedad donde están.

La gravedad es una fuerza de atracción, el cual está siempre presente entre dos objetos que tienen masa. Usualmente describimos la aceleración de un objeto con masa hacia el centro de la Tierra por la “fuerza” gravitacional de la Tierra con la constante “g” – es solo un poco menos que 10 metros por segundo cuadrado. Esta fuerza decrece en tanto incrementa la distancia entre los objetos. Pero para deshacerse completamente de esta tendríamos que ir a una distancia infinita de cualquier cosa con masa.

Sin embargo, podemos crear entornos en el cual no se experimenten los efectos de la gravedad. Usualmente las personas se refieren a entornos de “microgravedad” como “zero-g”, porque hace parecer a los objetos ingrávidos. ¿Pero qué significa realmente estar ingrávido? El asunto con las fuerzas es que solamente las notas cuando existe otra fuerza contrarrestándola.

Ya que tienes una masa, la fuerza gravitacional de la Tierra está siempre acelerándote hacia su centro. Por suerte, el suelo nos detiene. Pero si no hubiese nada que te detuviera, no sentirías el suelo “empujándote” y te sentirías ingrávido.

Esta es la primera forma de “deshacerse” de la gravedad: ¡Caída libre! Algunas personas piensan en el paracaidismo, pero de hecho un paracaidista nunca está realmente en caída libre – la resistencia del aire puede ralentizar los objetos.

Para experimentos científicos, sin embargo, los investigadores pueden vencer el problema de la resistencia del aire bombeando agua desde una torre enorme, de unos 150 metros de alto. Entonces ellos llevan los experimentos a la cima de la torre – y los dejan caer. El experimento, y todo dentro de este, está en microgravedad mientras cae – por unos 4 segundos – hasta que PUM, golpea el suelo.

Otra manera de lograr “la caída libre” es poner cosas en órbita (como la Estación Espacial Internacional). Una fuerza, llamada la fuerza centrífuga, “empuja” un objeto viajando en un círculo lejos del centro de movimiento. Prueba esto: pedalea rápido con tu bicicleta y dobla en una esquina y si no te inclinas hacia la curva se te hará difícil permanecer sobre la bicicleta y conducir al mismo tiempo. Todo es cuestión de fuerzas de equilibrio.

Entonces, un objeto en “caída libre” orbitando alrededor de la Tierra a la velocidad y altitud correcta puede parecer ingrávido. Este es el caso con la Estación Espacial Internacional. Aquí, los astronautas y todo lo demás dentro de este viajan en caída libre, haciéndolo un grandioso laboratorio científico de microgravedad.

Estudio de la microgravedad

¿Pero por qué los científicos necesitan las microgravedad? La mayoría de los procesos en la Tierra están influencias de alguna manera por la gravedad, lo que significa que explotar entornos de microgravedad para el estudio es una forma inteligente de aprender más acerca de la manera que funciona el mundo que nos rodea.

Ha habido algunos estudios muy buenos. Científicos materiales mirando cómo interactúan los metales en aleaciones en microgravedad, por ejemplo, han creado componentes más ligeros en aspas de turbina en motores de aeronaves. La precisión del tiempo en la Tierra también está siendo mejorada por la presencia de relojes atómicos en el espacio e instrumentos médicos desarrollados en un principio para evaluar la presión en el cráneo de los astronautas, también está siendo usado para monitorear pacientes con trauma de cabeza en los hospitales.

En otro estudio, se usa la microgravedad para ver cómo se forman los planetas. Se sabe por observaciones que el material dominante son pequeños granos de polvo y hielo. Entonces, ¿cómo los podemos juntar para formar un planeta? Hasta ahora, podemos explicar porque cosas muy pequeñas (< mm) se mantienen juntas – funciona muy parecido a un enlace químico – y porque cosas muy grandes (> km) se mantienen juntas – la gravedad. El problema es, ¿cómo pasamos de granos de tamaños milimétricos a tamaños kilométricos? No lo sabemos.

Y resulta que los experimentos en la Tierra son difíciles ya que las partículas son tan frágiles y lentas que los granos de polvo se separan rápido o simplemente golpearan el suelo por la gravedad.

Por lo tanto, se está usando un entorno de microgravedad creado por algo llamado vuelo parabólico, en el cual los pilotos con entrenamiento especial ajustan muy cuidadosamente la vía de vuelo para seguir una curva que produzca una sensación de “ingravidez” para los que están dentro del avión. Esta sensación dura por unos 22 segundos así que lo repiten una y otra vez – al menos 31 veces por vuelo – como un recorrido de 3 horas en una montaña rusa.

Si bien se han colisionado exitosamente partículas de esta manera, no se ha logrado hacer que se junten. ¡Pero mantente atento!

Si bien el futuro de los entornos de microgravedad en la Tierra está asegurado en tanto puedan ser fundados, el tiempo de vida de (EEI) está actualmente confirmado solamente hasta el 2020 – 2024. ¿Qué sigue? Algunas compañías están desarrollando “aviones espaciales”, los cuales pueden llevar a turistas al “borde del espacio” por unos pocos minutos para experimentar la ingravidez. Pero dichos vuelos también son oportunidades ideales para los científicos para llevar a cabo experimentos.

Igualmente, industrias de nano satélites están viendo construir satélites pequeños baratos, el cual podría también ser usado para experimentos científicos. Es un momento bastante bueno para investigar la microgravedad.