Cómo funciona un cohete espacial

Un cohete es esencialmente un enorme tanque de combustible con un motor en la base. Su objetivo es alcanzar la "velocidad de escape" (unos 40.000 km/h) para superar la gravedad de la Tierra o la "velocidad orbital" para quedarse dando vueltas alrededor del planeta. La propulsión se genera mediante una reacción química: se quema un combustible (como hidrógeno líquido o queroseno) con un comburente (oxígeno para que pueda arder en el vacío). La expansión de los gases calientes sale por la tobera a velocidades supersónicas, empujando al cohete hacia arriba. Para ser eficientes, los cohetes se dividen en "etapas". Una vez que un tanque de combustible se vacía, se desprende para que el cohete pese menos y los siguientes motores puedan acelerar el resto de la carga con más facilidad.

1. Reacción Química en la Cámara El combustible y el oxidante se bombean a altísima presión hacia una cámara de combustión. Allí se mezclan y arden, creando una presión y temperatura extremas. 2. Expansión en la Tobera La tobera tiene una forma de campana diseñada para que los gases se expandan y aceleren. Al salir dirigidos hacia abajo, generan una fuerza hacia arriba llamada Empuje (Thrust). 3. Acción y Reacción (Newton) Contrario a la creencia popular, el cohete no necesita aire para "empujar". Funciona incluso mejor en el vacío. Al expulsar masa (gases) hacia atrás, el resto de la masa (el cohete) se mueve hacia adelante por conservación del momento. 4. Despegue vertical y curva de gravedad El cohete sale recto para atravesar rápido la parte espesa de la atmósfera. Luego empieza a inclinarse gradualmente. Para entrar en órbita, no basta con subir; hay que moverse lateralmente muy rápido para que la caída libre coincida con la curvatura de la Tierra. 5. Desprendimiento de etapas Cuando la primera etapa (la más grande) agota su combustible, se separa y cae (o aterriza, en el caso de SpaceX). Se encienden los motores de la segunda etapa, que ya está en el vacío o aire muy fino, para dar el último empujón. 6. Control de trayectoria Como en el espacio no hay aire para usar alerones, el cohete usa motores que pueden pivotar (Gimbal) para dirigir el empuje o pequeños chorros de gas (RCS) para rotar y orientarse.

Los cohetes sirven para:

Ventajas:

Desventajas:

Ejemplo 1: El despegue de un cohete de SpaceX Los motores Merlin se encienden. El cohete suber lentamente al principio porque pesa casi lo mismo que el empuje que genera. A medida que quema combustible, se vuelve más ligero y acelera mucho más rápido. 2. Satélites de comunicación Un cohete coloca un satélite a 36.000 km de altura (órbita geoestacionaria). El satélite se queda sobre el mismo punto de la Tierra, permitiendo que las antenas de televisión y datos siempre miren al mismo sitio. 3. Las misiones Apolo El gigantesco cohete Saturno V (110 metros de alto) usó tres etapas para llevar a tres hombres a la Luna. Casi todo el cohete era combustible; a la superficie lunar solo llegó una pequeña cápsula del tamaño de una furgoneta. 4. Sondas hacia Marte El cohete da el empuje inicial para salir de la Tierra. Una vez en el espacio, la sonda viaja meses por inercia, usando solo pequeños motores para corregir el rumbo, demostrando que en el vacío no se necesita energía constante para moverse.