Curso Básico de Astronomía
AREA DE ASTRONOMIA

DIF-FUS Universidad de sonora

HISTORIA DE LA ASTRONAUTICA.

por Antonio Sánchez Ibarra.

La Astronáutica es muy jóven. Apenas esta por cumplir su primer medio siglo, si tomamos como referencia la colocación del primer objeto hecho por el ser humano y colocado en el espacio que fue el Sputnik 1, el 4 de octubre de 1957. En otro sentido, es muy antigua, en la medida que el sueño de viajar en el espacio vivió en todas las generaciones de seres humanos y se ve manifestada en la poesía, la literatura (como Julio Verne) y los mismos astrónomos como John Kepler.

Sus antecedentes, sin embargo, van mucho mas atrás en el tiempo. Considerando el fundamento de propulsión espacial que son los cohetes, estos fueron desarrollados en su forma más elemental por los chinos. El estudio detallado para lograr un control en los mismos viene en el siglo XX por Konstantin Tsiolkovsky ( Rusia,1857-1935), Robert Goddard (Estados Unidos, 1882-1945) y Hermann Oberth (Rumania, 1894-1993).

Los pasos concretos y más fructíferos para el inicio de la era espacial se dieron, desafortunadamente, a raíz de la II Guerra Mundial. Hitler, ante la incapacidad de atacar Inglaterra, apoyó el desarrollo de cohetes en la Base de Penemunde donde uno de los principales investigadores era Werner Von Braun. Los cohetes V-1 y V-2 habrían de causar los principales destrozos en la Gran Bretaña al cruzar el Canal de la Mancha en forma controlada y estallar su carga explosiva.

Al concluir la guerra, tanto americanos como soviéticos tomaron cohetes y científicos al ocupar Penemunde. Esto habría de marcar la posibilidad de iniciar el desarrollo de la era espacial en ambos paises.

Es necesario aclarar que el surgimiento de la astronáutica esta marcado fundamentalmente por el interés de predominio político y militar de los Estados Unidos de América y la Unión Soviética, más que un interés en ciencia o desarrollo tecnológico. Tal situación se intensificó una vez que la Unión Soviética tuvo su primera bomba atómica. El reto que seguía era la predominancia en el espacio.

Los americanos hicieron infraestructura para cohetes en White Sands, Nuevo México, California y la Florida. Desde allí habrían de ser lanzadas algunas V-2 traidas de Alemania. Los soviéticos por su parte, en el más absoluto secreto habrían de crear instalaciones en Siberia con el mismo propósito.

El programa espacial de los Estados Unidos tuvo en sus inicios muchos altibajos provocados por la intervención de las tres fuerzas armadas que no lograban concretar un proyecto conjunto. Los americanos pretendían colocar en órbita su satélite Vanguard. Sin embargo, numerosos fracasos como el estallido de cohetes en plataforma o al inicio del vuelo, pusieron en crísis el avanze del programa.

Muchos más efectivos fueron los soviéticos, quienes dieron la sorpresa colocando en órbita el Sputnik 1 el 4 de octubre de 1957. Esto provocó como primera reacción, la creación de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, mejor conocida como NASA, siendo una agencia civil que se encargaría del desarrollo del programa espacial americano. En NASA, quedó Werner Von Braun quien habría de impulsar el programa Explorer, logrando colocar así el primer satélite estadounidense el 31 de enero de 1958.

No obstante, el ritmo de los soviéticos era mucho más rápido. Antes del vuelo del Explorer 1, el Sputnik 2, mucho más masivo que su antecesor, quedaría en órbita de la Tierra en noviembre de 1957. Además, transportaba al primer ser vivo al espacio: la perra Laika.

Indudablemente que estos sólo fueron los detonantes de la carrera espacial. Mientras que Estados Unidos lograba las primicias de hacer el primer descubrimiento científico en el espacio con el Explorer 1 (el cinturón de radiación Van Allen en 1958) y obtener las primeras imágenes de televisión de la Tierra desde el espacio en 1959, los soviéticos enviavan el Luna 1 que sería la primera nave en escapar de la gravedad de la Tierra (1959) como un claro indicador de su propósito de ir a la Luna. La misma nave se convertiría en el primer satélite artificial del Sol el mismo año. Luego, también en 1959, el Luna 2 sería la primera nave en impactarse en otro mundo (la Luna) y el Luna 3 enviaría las primeras imágenes de la cara oculta de la Luna.

Obvio era que el siguiente paso era colocar hombres en el espacio. Con su política de puertas abiertas, la NASA habría de inaugurar el Proyecto Mercury y hacer una convocatoria para seleccionar los primeros astronautas de la historia. De cientos de solicitudes, siete hombres serían escogidos para volar en capsulas Mercury después de pasar extensas y extremadas pruebas tanto de resistencia física como psicológica. Previo a estos vuelos, varios chimpancés volarían a órbita de la Tierra para estudiar sus reacciones en ese medio desconocido. Los soviéticos harían lo mismo enviando perros.

Pero de nueva cuenta, el 12 de abril de 1961, los soviéticos habrían de aventajar a los americanos al colocar en el espacio a Yuri Gagarin, quien completó una órbita en torno a la Tierra a bordo de la nave Vostok 1. Gagarin así se convirtió en el primer ser humano en el espacio y en orbitar el planeta Tierra.

Los americanos habrían de conformarse de inicio con dos vuelos sub-orbitales: el de Alan B. Shepard el 5 de mayo de 1961 y el de Virgil I. Grissom el 21 de julio del mismo año. Este último vuelo estuvo a punto de terminar en tragedia al undirse la capsula Mercurio de Grissom.

Los soviéticos asestaron un segundo golpe al colocar en orbita en agosto de 1961 a German Titov, quien estuvo en el espacio por 25.3 horas. Por otra parte, tendrían una nueva primicia ese mismo año en cuanto al vuelo de naves automáticas al lograr aproximar las primeras sondas a otros planetas: Venera 1 a Venus y Mars 1 a Marte.

Sería hasta el 20 de febrero de 1962 cuando el astronauta John Gleen se convertiría en el primer americano en el espacio al orbitar la Tierra en tres ocasiones en la nave Friendship 7.

En 1962 los Estados Unidos lograron algunas primicias, como lo fueron el primer descubrimiento científico en el espacio interplanetario, observando directamente el viento solar con el Mariner 2: la primera misión con éxito a otro planeta, como lo fue la visita del Mariner 2 a Venus y, finalmente, el colocar el primer observatorio astronómico en el espacio, el OSO 1 para observación solar.

De 1963 a 1968 los americanos concluyeron el programa Mercurio y continuaron con el programa Geminis para enviar dos astronautas al espacio. La función primordial del mismo fue el poder maniobrar en el espacio en preparativos para el programa Apolo que iria a la Luna. Pero en ese período, los rusos tuvieron logros tales como en 1963 colocar en órbita a la primera mujer, Valentina Tereshkova; efectuar en 1964 la primera misión con varios tripulantes; lograr la primera "caminata" espacial en 1965 con Alexei Leonov. En 1966 lograron que el Venera 3 en Venus fuera la primera nave en penetrar la atmosfera de otro planeta. El mismo año el Luna 10 se convirtio en el primer navio orbitando otro mundo: la Luna y finalmente también ese año lograron el primer aterrizaje suave en otro mundo con éxito: el Luna 9 en la superficie lunar.

Desafortunadamente también ambos paises habrían de tener la tragedia de perder astronautas. Iniciando el proyecto Apolo, Virgil I. Grissom (el segundo astronauta americano y primero en volar dos veces al espacio), Edward White (primer americano en efectuar una caminata espacial) y el novato Roger Chaffee, perecieron por asfixia al ocurrir un incendio en la capsula Apolo durante un entrenamiento en plataforma el 27 de enero de 1967. La falta de protección en el cableado, una atmósfera de oxígeno puro y la escotilla difícil de abrir en un corto lapso, contribuyeron a este accidente y provocaron un sustancial retraso en el programa Apolo.

Casi tres meses después, el 22 de abril de 1967, Vladimir M. Komarov de la Unión Soviética, falleció al impartarse la nueva nave Soyuz 1 en su retorno del espacio. En resúmen, después de varios problemas durante su viaje, la falla principal ocurrió durante el descenso al no abrirse el paracaidas que permitía el frenado de la nave, recordando que los rusos descendían en tierra firme, a diferencia de los americanos que acuatizaban.

Los años 1968 y 1969 estuvieron intensamente enfocados en llegar primero a la Luna. Aunque en realidad los soviéticos desistían ya de tal propósito, los americanos mantuvieron un flujo de recursos económicos y humanos a realizar tal empresa, sostenidos en gran parte por el compromiso efectuado por el fallecido presidente John F. Kennedy de llegar con hombres a la superficie lunar antes de que concluyera la década de los sesenta.

Así, apenas después del vuelo de prueba orbital del Apolo 7 del 11 al 22 de octubre de 1968, los directivos decidieron efectuar la segunda prueba pero en órbita lunar. El Apolo 8 se convertiría en la primera nave tripulada que escapó de la atracción gravitatoria de la Tierra, se insertó en órbita de otro mundo, la Luna, y llevó a sus cercanías a los astronautas Frank Borman, James A. Lovell Jr. y William A. Anders, en la inolvidable navidad de 1968.

En marzo de 1969, James McDivitt, David R. Scott y Russell L. Schweickart efectuaron la primera prueba del modulo lunar en el vuelo del Apolo 9 en órbita de la Tierra. Dos meses después, la prueba sería repetida pero en orbita lunar con el Apolo 10, tripulado por Thomas Stanfford, John W. Young y Eugene A. Cernan.

Aunque con un propósito fundamentalmente político, la gran hazaña de colocar seres humanos por vez primera en otro mundo y en la Luna, se cumplió en la misión del Apolo 11. Lanzado el 16 de julio de 1969 en el cohete más grande que ha existido en el planeta, el Saturno V con 111 metros de altura, el complejo Apolo compuesto por los módulos de comando y servicio llamados Columbia y el módulo lunar "Aguila", llegaron dos días después a órbita lunar.

El comandante de la misión, Neil A. Armstrong y el piloto del Aguila, Edwin E. Aldrin, se separaron del Columbia donde el piloto Michael Collins habría de esperar su regreso en órbita lunar. Con un computador a bordo que en la actualidad es superado fácilmente por una calculadora científica de bolsillo, el Aguila se dirigió hacia una región previamente seleccionada en el Mar de la Tranquilidad. En una maniobra de altísimo riesgo, el sistema automático llevaba el Aguila a posarse en el lecho de un crater lleno de piedras, lo que representaba un peligro. Armstrong desactivo el automático y tomó el control manual para, con la reserva de combustible, finalmente alunizar en un sector mas llano. La mañana del 20 de julio de 1969 se habría de recibir la voz de Armstrong diciendo: "Aquí Base de la Tranquilidad, el Águila ha descendido".

Después de algunas horas de preparativos y colocarse los trajes que los protegerían en el ambiente lunar, la escotilla del Águila fue abierta y Neil A. Armstrong comenzó a descender por la escalera fijada a una de las patas del módulo lunar. Al segundo peldaño activó una cámara de televisión que permitió que millones de seres humanos recibieran una imagen fantasmagórica del notable suceso. Armstrong finalmente se paró en el soporte de la pata del módulo lunar y sacó su pie izquierdo para posarlo en la superficie lunar. El mensaje fue: "Este es un pequeño paso para el hombre, pero un salto gigantésco para la humanidad".

Edwin Aldrin se unió a Armstrong en la superficie lunar y tuvieron una caminata lunar que se prolongó por dos horas. En la misma, desplegaron una bandera americana, develaron una placa colocada en la pata del módulo lunar, instalaron un detector de partículas de viento solar, otra cámara de televisión, un sismógrafo y un reflector de rayos lasser. Conversaron vía telefónica con el entonces presidente de los Estados Unidos, Richard M. Nixon. Colectaron muestras del suelo lunar y ensayaron el caminar con un sexto de la gravedad terrestre.

Armstrong y Aldrin despegaron del Mar de la Tranquilidad y se reunieron sin percance con Collins en órbita de la Luna. Retornaron el 24 de julio amarizando en el Oceáno Pacífico. Fueron sometidos a un período de cuarentena para evitar cualquier riesgo por contaminación orgánica.

El paseo lunar efectuado en el Apolo 11 tuvo grandes consecuencias. Logrado el objetivo de llegar a la Luna, casi inmediatamente el proyecto Apolo languideció. Disminuyeron los recursos, se recortó el personal y el programa, que debía concluir con el Apolo 20, fue recortado al número 17 para emplear las últimas tres naves Apolo en el programa sucesor, el Skylab, primer laboratorio orbital.

Sin una cobertura tan impresionante, el Apolo 12 exploraría la Luna en noviembre de 1969. Casi olvidado por los medios, el Apolo13 inició su viaje el 11 de abril de 1969. Subitamente, ya en trayecto hacia la Luna, uno de los depósitos de combustible del Módulo de Servicio estalló ocasionando una cadena de fallas que puso en peligro la vida de los tripulantes, el comandande James A. Lovell y los pilotos John L. Swigert Jr. y Fred W. Haise Jr. La misión fue abortada y como nunca se requirió del ingenio y la capacidad del equipo de la NASA para mantener vivos a los astronautas y lograr regresarlos a la Tierra, ante el azoro del mundo que seguía paso a paso los detalles de la misión. Finalmente los astronautas acuatizaron el 17 de abril después de sobrevolar la Luna y uitilizar el módulo lunar como bote salvavidas.

Doce astronautas más viajarían hacia la Luna en las misiones del Apolo 14 al 17. Con mayores tiempos de permanencia en la superficie y equipo más sofisticado, los astronautas de los Apolos 15, 16 y 17 incluyeron un pequeño vehículo para desplazarse en la superficie lunar. El programa Apolo concluyó el 19 de diciembre de 1972 con el vuelo del navío número 17. Al record de colocar los primeros seres humanos en otro mundo, se le suma haber traido las primeras muestras de otro mundo y haber conducido el primer vehículo rodante en otro mundo.

Mientras tanto, los soviéticos pusieron a prueba su capacidad de automatización para, sin estar presentes en la Luna con cosmonautas, tener el logro de obtener muestras de la superficie con el Luna 16 en 1970. Por otra parte, también colocaron el primer vehículo rodante robotizado en la Luna con el Luna 17, el Lunajoud.

Los rusos habrían de experimentar otra tragedia en 1971. Georgi T. Dobrovolsky, Viktor I. Patsayev y Wladislav N. Volkov se convirtieron en los primeros humanos en morir en el espacio. Después de haber completado una misión de acoplamiento con la nueva estación espacial Salyut (Saludo), los cosmonautas se prepararon para el regreso. Al proceder a desconectar el equivalente al módulo de servicio, los pernos explosivos separadores funcionaron mal provocando un impacto que ocasionó se abriera una de las escotillas de la nave. De inmediato la atmósfera de la nave escapó al espacio y, aunque los cosmonautas intentaron cerrar la valvula manualmente, perdieron el sentido y murieron por sofocación en menos de 50 segundos después del accidente. En el accidente contribuyó que los astronautas no utilizaban trajes presurizados para el regreso. Aunque el control de tierra estuvo intentando comunicarse con los cosmonautas no hubo respuesta. Después del descenso, los médicos descubrieron a los cosmonautas muertos.

En 1971 los rusos tuvieron el éxito de lograr el primer descenso suave en la superficie de otro planeta con la nave automática Marte 3 en el planeta Marte. Un año después los soviéticos lograron el primer descenso suave con logros científicos al obtener imágenes de la superficie de Venus con el Venera 8.

En naves automáticas, los americanos lograron la primera aproximación a Júpiter en 1973 con el Pionero 10; en 1974 la primera mision planetaria doble con el Mariner 10 a Mercurio y Venus; el mismo año el primer acercamiento a Mercurio con el Mariner 10. En 1976 lograron el primer descenso suave con exito en la superficie de Marte con el Vikingo 1, la cual también se convirtió en la primera nave en buscar vida en otro mundo. En 1977, el Pionero 11 lograría el primer acercamiento al planeta Saturno.

Hay que señalar también que se lograron las primeras naves en alcanzar la velocidad de escape del Sistema Solar con los Pioneros 10 y 11 lanzados en 1973 y 1974, así como con los Voyager 1 y 2 lanzados en 1979.

Es importante destacar aqui a las naves Voyager. Lanzadas en 1979 en una misión de "carambola gravitacional" para visitar Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, estas misiones han sido posiblemente las más productivas en cuanto a naves automáticas. Cumplieron eficazmente sus citas con cada planeta y aún se encuentran transmitiendo desde las fronteras de nuestro Sistema Solar. Modificaron en forma revolucionaria, el conocimiento que teníamos de los planetas externos.

Aunque el programa espacial americano post-Apolo continuó con la Misión Skylab en 1973-74 y el vuelo político Apolo-Soyuz en 1975, fue clara la perdida de entusiasmo y apoyo en casi una década donde parecía no haber una dirección clara después de haber logrado llegar a la Luna. Skylab fue salvado después de severos problemas durante el lanzamiento y tres tripulaciones que permanecieron 28, 56 y 84 días, efectuando extraordinarias observaciones del Sol, del Cometa Kohoutek y haciendo numerosos experimentos bio-médicos.

Los americanos se centraron en la creación de un avión-cohete re-utilizable: el transbordador espacial. Desafortunadamente este programa tuvo varios retrasos y fue ensombrecido por interferencia militar y comercial en sus inicios. El prototipo de la nave, el Enterprise, fue utilizado para pruebas y ensayo de aterrizajes. El primer transbordador, el Columbia, efectuó su primer vuelo orbital el 12 de abril de 1981 con el astronauta veterano John W. Young y Robert L. Crippen.

En la primera fase, que podríamos denominarla "antes del Challenger", los vuelos de los transbordadores tuvieron como misiones propósitos militares y de colocación de satélites por convenios comerciales. Los transbordadores surgieron en una época algida de la guerra fría, cuando se promovía el proyecto conocido como "Guerra de las Galaxias".

Se implementaron cuatro naves: Columbia, Challenger, Discovery y Atlantis con capacidad de cien vuelos cada una. Con envergadura similar a la de un avión DC-9, el transbordador es lanzado acoplado a un gran tanque de combustible líquido y dos cohetes boosters de combustible sólido. Una vez en órbita, abre su compartimiento de carga donde puede transportar desde laboratorioso instrumentos hasta módulos completos. En su retorno, regresa como un planeador con una sola posibilidad de aterrizar en pistas especiales construidas en Cabo Kennedy, White Sands, o el desierto de Mojave en California.

Incrementando la complejidad y el número de tripulantes en cada misión, los astronautas de los transbordadores efectuaron diversos experimentos en las primeras misiones desde uso de materiales hasta biomédicos. Colocaron satélites en órbita, repararon el Solar Max y pusieron en operación el sistema autónomo de vuelo que permite a un astronauta desplazarse con una mochila dotada de pequeños propulsores.

Contrario a lo que quizá muchos habíamos temido de que un transbordador espacial experimentara un accidente al momento del descenso, la primera tragedia ocurrió durante un lanzamiento. El 28 de febrero de 1986, a los 74 segundos de haber sido lanzado, el segundo transbordador de la flota, el Challenger, explotó ante la mirada atónita de los asistentes al evento y millones de estudiantes que veian en sus escuelas el primer vuelo de un maestro, Christa McAliffe y seis tripulantes mas, hacia el espacio, en lo que se considera la mayor tragedia en la historia de la exploración espacial.

La comisión que investigó las causas del desastre, en donde estuvieron presentes personajes como Richard Feymann, Neil Armstrong y Sally Ride, primera mujer americana en el espacio, fue evidente una cadena de errores desde el diseño de los O-ring que sujetan las partes de los cohetes de combustible sólido, hasta la premura por lanzar el transbordador aunque se presentaban condiciones de hielo en toda la plataforma.

El estallido del Challenger pareció despertar a la NASA y volver a tomar el rumbo original. Los transbordadores dejaron de hacer vuelos comerciales, se extremaron las medidas de seguridad y se retomó el programa de exploración interplanetario.

Mientras tanto, los soviéticos centraron su atención en las estaciones espaciales. Después del éxito de Salyut 1 y 2, fue colocada en órbita la estación espacial Mir (Paz) en 1986. Durante ya 15 años de permanencia en el espacio y a punto de ser destruida en la atmósfera de la Tierra, Mir ha dejado un gigantesco legado de conocimiento y experiencias asociadas con la permanencia del ser humano en el espacio que son invaluables y plataforma básica para las proximas estaciones espaciales y los viajes interplanetarios a efectuarse en el siglo XXI.

Desaparecida la Unión Soviética en 1991, su programa espacial entró en crisis. Los programas en proceso tales como el transbordador espacial ruso "Buran" y el cohete "Energya" fueron suspendidos. Los vuelos a la estación "Mir" disminuyeron y fue obvia la falta de mantenimiento en la misma que ha dado lugar a multiples fallas. Otro tipo de misiones también fueron canceladas y disminuyó mucho la actividad espacial.

Los americanos continuaron con su programa, ya modificado, de vuelos de transbordadores espaciales. En reemplazo del Challenger se incorporó el Endeuvor y, en el otoño del año 2000, se efectuó el centésimo vuelo de una nave de este tipo.

Actualmente las misiones del transbordador tienen un objetivo muy claro: su participación en el ensamble de la Estación Espacial Internacional, ISS, iniciado en 1999. La ISS es un conjunto de módulos con laboratorios, servicios, habitab, sistemas de comunicación, alimentación por energía solar y puertos de atraque que constituyen practicamente la primera ciudad en órbita de la Tierra. Participan en este programa los Estados Unidos, Canadá, la Unión Europea, Rusia y Japón. Los planes son haber completado todos los módulos básicos de operación el año 2004.

Otra situación que cimbró el programa espacial americano fue el error en la óptica del Telescopio espacial Hubble. Anunciado como el espejo más perfecto jamás realizado, el Hubble mostró la imperfección de su enfoque a los pocos días de haber iniciado operación en órbita terrestre. Este hecho ocasionó las más severas críticas a la NASA. Durante dos años, utilizando todos los recursos de procesamiento de imagen, mantuvieron el Hubble obteniendo resultados parciales. Fue hasta que se colocaron "lentes de contacto" para corregir el defecto óptico, cuando el telescopio espacial comenzó a operar como originalmente se había planeado.

La NASA inició un programa de pequeñas, rápidas y económicas naves para exploración planetaria después de haber iniciado la misión Galileo en 1995 y haber enviado a Cassini hacia Saturno. Reactivo el programa de exploración a Marte con un gran éxito a traves de las misiones del Mars Global Suveyor y el Mars Pathfinder. Sin embargo, tuvo rotundos fracasos con el Mars Climate Orbiter y el Mars Polar Lander. Solo los recientes resultados de posibles mantos acuíferos bajo el suelo marciano han permitido mantener y reprogramas las misiones.

Otras sondas como Stardust y Deep Space mantienen su trabajo. NEAR-Shoemaker ha tenido un éxito rotundo el pasado 12 de febrero del 2001 al descender suavemente en la superficie de Eros aun sin haber sido diseñada para esta maniobra.