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¿Cómo logran los cohetes viajar por el espacio, donde no hay aire?

Category: Espacio y astronomía

En el cielo hay aire, pero en el espacio no hay aire ni atmósfera. A diferencia de los aviones, que necesitan empujar el aire para volar, los cohetes pueden avanzar rápidamente incluso en el vacío del espacio. ¿Cómo es posible esto?

En este artículo veremos cómo funcionan que permite a los cohetes moverse y seguiremos la historia desde su nacimiento hasta la tecnología actual.

1. Por qué los cohetes avanzan en el espacio sin aire

Imagina un globo inflado. Si sueltas la boquilla, el aire sale con fuerza hacia atrás y el globo sale disparado hacia adelante. Esto ocurre debido a la "ley de acción y reacción": al empujar algo hacia atrás, el objeto se impulsa hacia adelante. Los cohetes funcionan exactamente igual.

Dentro del cohete, se quema combustible para generar gases muy calientes que son expulsados con gran velocidad hacia atrás. Gracias a esa reacción, el cohete avanza hacia adelante. A diferencia de los motores de avión, que necesitan empujar el aire circundante, los cohetes no requieren aire alrededor para funcionar. Por eso pueden viajar por el vacío del espacio.

2. Los primeros cohetes: las "flechas de fuego" de China

Se cree que el origen de los cohetes está en China, alrededor del año 1000 d.C., con un arma llamada "huojian" (fuego de flecha). Hay registros históricos que indican que estas flechas impulsadas por pólvora se usaron en combate contra el ejército mongol en el año 1232 [1].

Esta tecnología viajó desde China hasta India y luego llegó a Gran Bretaña. A principios del siglo XIX, William Congreve desarrolló el "cohete Congreve" con fines militares. Estos cohetes se utilizaron en la batalla de Baltimore en 1814, un evento que incluso aparece mencionado en la letra del himno nacional de Estados Unidos, "The Star-Spangled Banner" [1].

3. Robert Goddard y el primer cohete de combustible líquido

El 16 de marzo de 1926, el inventor estadounidense Robert Goddard logró el primer lanzamiento exitoso de un cohete de combustible líquido en el mundo. El cohete alcanzó una altura de apenas 12 metros y voló durante 2.5 segundos [2].

Sin embargo, el periódico New York Times había publicado un artículo en 1920 criticando duramente a Goddard, asegurando que no entendía las leyes básicas de la física. Casi medio siglo después, el 17 de julio de 1969, al día siguiente del lanzamiento de la misión Apolo 11 hacia la Luna, el mismo periódico publicó una nota con el titular "Corrección", admitiendo su error [2].

4. El cohete V2 de la Segunda Guerra Mundial y su llegada al espacio

Durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania desarrolló el cohete V2 como un arma. El joven investigador Wernher von Braun fue una figura central en este proyecto. El cohete se usó para atacar muchas ciudades, causando grandes daños.

Más tarde, el 20 de junio de 1944, uno de los cohetes V2 lanzados en un vuelo de prueba superó la altitud de 100 kilómetros, considerada el límite del espacio (línea de Kármán). Fue el primer objeto creado por humanos en llegar al espacio [3]. Así, una tecnología creada para la guerra terminó abriendo la puerta a la exploración espacial.

5. La carrera espacial entre EE.UU. y la URSS y el satélite Sputnik 1

El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética (actual Rusia) lanzó con éxito el primer satélite artificial del mundo, el Sputnik 1 [4]. Era un satélite esférico de unos 84 kilogramos que orbitaba la Tierra emitiendo señales de radio.

Impactado por este logro, Estados Unidos aceleró su programa espacial. En 1969, la misión Apolo 11 logró llevar a los primeros seres humanos a la Luna. A esta época de competencia entre la Unión Soviética y Estados Unidos se le conoce como la "carrera espacial".

6. El primer aterrizaje de una etapa de cohete reutilizable

Antes, era normal que los cohetes fueran desechables: tras un lanzamiento, normalmente no se volvían a usar, como fuegos artificiales que no se pueden usar de nuevo.

Pero el 22 de diciembre de 2015, la empresa estadounidense SpaceX logró por primera vez aterrizar suavemente la primera etapa de un cohete en una plataforma terrestre [5]. Si el mismo cohete puede usarse muchas veces, el costo de viajar al espacio puede reducirse.

7. Cómo lanzar un cohete de agua con el mismo principio físico

Fabricar un cohete real no es práctico para una persona, pero sí podemos lanzar un "cohete de agua" que utiliza el mismo principio físico. Este cohete vuela gracias a la fuerza del agua y el aire comprimido.

Se suele usar una botella de plástico de 1.5 litros, llenándola un tercio con agua. Se coloca en una base de lanzamiento y se introduce aire con una bomba. El aire presurizado empuja el agua hacia atrás con fuerza, y la reacción hace que la botella vuele hacia adelante [6]. Es exactamente el mismo mecanismo de "acción y reacción" explicado al inicio.

Nota de seguridad: Fabricar cohetes reales no es realista para particulares. Sin embargo, los cohetes de agua se usan ampliamente en clases y proyectos escolares. Para lanzarlos, siempre hazlo junto a un adulto, en un lugar amplio y sin gente cerca. Nunca mires por la boquilla mientras estás introduciendo aire.

8. Experimentos caseros para entender la acción y la reacción

Si quieres investigar más, empieza sintiendo la "reacción" con objetos cotidianos. Hoy mismo puedes inflar un globo y soltar la boquilla para observar en qué dirección sale disparado.

También puedes buscar eventos o talleres de cohetes de agua cerca de tu casa. Pregunta a un adulto si hay clases en centros científicos o escuelas locales donde puedan lanzar cohetes de agua de forma segura y guiada.

Nota de seguridad: Busca talleres organizados por museos de ciencia o autoridades locales siempre acompañado de un adulto para garantizar la seguridad durante la actividad.

Fuentes

  1. Wikipedia "Cohete" (versión en japonés). https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88 (Explica los cohetes de fuego de China, los cohetes Congreve y la batalla de Baltimore.)
  2. Wikipedia "Robert H. Goddard" (versión en inglés). https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_H._Goddard (Explica el primer lanzamiento de cohete de combustible líquido en 1926 y la corrección del New York Times en 1969.)
  3. Wikipedia "V-2 rocket" (versión en inglés). https://en.wikipedia.org/wiki/V-2_rocket (Explica el desarrollo del V2, von Braun y el primer objeto humano en el espacio en 1944.)
  4. Wikipedia "Sputnik 1" (versión en japonés). https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%97%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%8B%E3%82%AF1%E5%8F%B7 (Explica el lanzamiento del primer satélite artificial el 4 de octubre de 1957.)
  5. Wikipedia "Falcon 9" (versión en japonés). https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%B39 (Explica el primer aterrizaje de un cohete reutilizable el 22 de diciembre de 2015.)
  6. Centro de Educación Espacial de JAXA "JAXA x Space Brothers: Colaboración, ¡Diversos cohetes!". https://edu.jaxa.jp/contents/other/rocket/ (Explicación oficial de cómo los cohetes de agua vuelan usando botellas, agua y aire.)