El viaje a la Luna

Hola de nuevo. Después de unas muy merecidas semanitas de vacaciones, aquí estoy nuevamente para deleitaros. Voy allá con un tema que ha sido tratado en multitud de ocasiones, pero que quizá alguno de vosotros aún desconozca. Se trata del imposible viaje a la Luna de los protagonistas de la novela de Jules Verne “De la Terre a la Lune” publicada originalmente por entregas (como era bastante usual en la época) y que aparecería posteriormente en formato de libro en el año 1868. La primera edición española “De la Tierra a la Luna” se retrasaría nada menos que hasta 1882. Posteriormente, el desenlace de la aventura no concluida aparecería en el año 1872 en una segunda parte titulada “Autour de la Lune”, en español “Alrededor de la Luna”, cuya primera edición vería la luz en 1921.

Pues bien, en “De la Tierra a la Luna” los miembros del Gun Club de Baltimore deciden enviar un proyectil tripulado a nuestro satélite. Para llevar a cabo semejante hazaña, planean utilizar un cañón de 300 metros de longitud llamado Columbiad, el cual disparará el proyectil situado en su interior. El plan consiste en que a la salida de la boca del cañón la velocidad alcanzada por el proyectil sea superior a la velocidad de escape en la superficie de nuestro planeta para poder compensar de esta manera el efecto debido a la fricción con la atmósfera.

La velocidad de escape es la necesaria para que un objeto abandone la atracción gravitatoria del planeta (o cualquier otro cuerpo celeste) en el que se encuentra. Depende de la masa del planeta, así como de su tamaño (el radio del planeta) y de la distancia a la que se encuentra el objeto de la superficie del mismo. Así, en la superficie de la Tierra, la velocidad que debe adquirir un cuerpo para abandonar el campo gravitatorio terrestre es de unos 11,2 kilómetros por segundo. A medida que el cuerpo se sitúa a una distancia cada vez mayor de la superficie terrestre, la velocidad de escape correspondiente va disminuyendo en consonancia con la disminución también del campo gravitatorio de la Tierra.

En la novela de Verne, sus protagonistas estiman que la velocidad a la salida del cañón debe ser de 16 kilómetros por segundo, es decir, casi un 50 por ciento mayor que la velocidad de escape por lo que os dije antes sobre la acción de frenado que produce la atmósfera. Pero ya sabéis que cuando un autor o un guionista osa dar cifras, ahí estoy yo cual paladín defensor de la Física para dictar mis condiciones. Efectivamente, si quisiéramos recorrer algo menos de 300 metros que tiene el Columbiad de longitud (en realidad, en la novela el proyectil recorre unos 250 metros debido a que el resto del espacio está ocupado por el combustible) y salir con una velocidad de 16 kilómetros por segundo, eso tendría para nosotros (igualmente para nuestros héroes de la novela) unas consecuencias nada agradables. Me explico: suponiendo que acelerásemos de forma constante a lo largo de nuestro corto viaje (unas 31 centésimas de segundo) por el interior del cañón, la aceleración a la que estaríamos sometidos sería aproximadamente de 512.000 metros por segundo cada segundo. Quizá esta cifra no os diga mucho pero daos cuenta que la aceleración a la que estamos todos los terrícolas sometidos por el mero hecho de vivir en el planeta en que vivimos es de poco menos de 10 metros por segundo cada segundo, lo cual quiere decir que nuestros héroes en la novela sufrirían aceleraciones 51.200 veces mayores. Por daros otro dato, los astronautas rara vez soportan aceleraciones superiores a unas pocas decenas de metros por segundo cada segundo y los pilotos de pruebas militares, en ocasiones, llegan a perder el sentido cuando están en los simuladores y en las famosas centrifugadoras donde se entrenan a altas aceleraciones. Como dice Yakov Perelman en su delicioso libro Física Recreativa, un simple sombrero que llevaseis en la cabeza en el momento del disparo pesaría unas 15 toneladas y os aplastaría sin remedio.

Una posible solución a la hora de intentar disminuir el valor de la aceleración a la que se verían sometidos los pasajeros del proyectil lanzado por el Columbiad consistiría en aumentar la longitud de éste. En cualquier caso, para hacer la aceleración tan pequeña como para no producir efectos letales (digamos de unos 100 metros por segundo cada segundo) la longitud del cañón debería ser de 1.280 kilómetros. Casi nada, porque construir una estructura de semejante longitud y que no se fragmente en pedazos es totalmente imposible.

¿Cuál es entonces la solución buena? ¿Cómo es que hemos mandado hombres a la Luna? ¿O es todo un engaño, como se oye por ahí últimamente desde que la NASA comunicase hace unos días que habían sido extraviadas las imágenes del alunizaje del Apollo XI en 1969?

Nada de eso, que no cunda el pánico. Lo que se hace es utilizar cohetes con fases de combustible, donde la velocidad de escape se consigue progresivamente con aceleraciones moderadas que no supongan un peligro para la integridad física de los astronautas. Como dice Jesús Navarro en su libro Sueños de Ciencia, el Apollo XI empleó tres fases. La primera duró tres minutos colocando la nave una distancia de la Tierra de 66 kilómetros a una velocidad de 2,4 kilómetros por segundo. La segunda fase consumió los siguientes seis minutos hasta alcanzar una velocidad de 7,6 kilómetros por segundo para situarse 190 kilómetros de la Tierra y, finalmente, la tercera fase duró otros seis minutos consiguiendo llegar hasta los 300 kilómetros de altura a una velocidad de 10,8 kilómetros por segundo, que es justamente la velocidad de escape a esa distancia. Amstrong, Aldrin y Collins nunca estuvieron sometidos a aceleraciones superiores a los 50 metros por segundo cada segundo.

Por supuesto, no pienso contaros el desenlace de ninguna de las dos novelas de Verne y os animo a que las leais con la misma ilusión con que yo lo hice tiempo ha. No quiero acabar este artículo sin citar una película del año 1958 titulada “De la Tierra a la Luna” dirigida por uno de los clásicos de las películas de ciencia ficción de la época. Me estoy refiriendo a Byron Haskin, el mismo que cinco años antes realizara la inmortal “La guerra de los mundos”, basada en la novela homónima de H.G. Wells.