Explicando: ¿Qué es la microgravedad?

Es fácil asumir que los astronautas flotan en el espacio, ya que están muy lejos de la fuerza gravitacional de la Tierra. Pero mira a la luna. Es mucho más lejos de la Estación Espacial Internacional, sin embargo, que orbita alrededor de la Tierra, ya que está constantemente atraída por su fuerza gravitatoria. Así que si la gravedad de la Tierra puede afectar a la luna, los astronautas no pueden ser flotantes, porque no hay gravedad donde están.

La gravedad es una fuerza de atracción, que siempre está presente entre dos objetos que tienen una masa. Es una fuerza tan malas hierbas, sin embargo, que necesitamos grandes objetos como planetas o lunas para darse cuenta de que está ahí en absoluto. Por lo general, se describe la aceleración de un objeto con masa hacia el centro de la Tierra por el "tirón" gravitatorio de la Tierra con la "g" constante - es un poco menos de 10 metros por segundo al cuadrado. Esta tracción disminuye a medida que la distancia entre los objetos aumenta. Sin embargo, para deshacerse de él por completo, tendríamos que ir a una distancia infinita de cualquier cosa con cualquier masa.

Sin embargo, podemos crear entornos en los que no experimentan los efectos de la gravedad. Por lo general, la gente se refiere a este tipo de ambientes de microgravedad "" como "gravedad cero", porque hacen que los objetos parezcan sin peso. Pero, ¿qué es lo que realmente significa ser "peso"? Lo que pasa con las fuerzas es que sólo se nota cuando hay otra fuerza que contrarresta ellos. Puesto que usted tiene una masa, la fuerza gravitatoria de la Tierra está siempre acelerando hacia su centro. Por suerte, la planta se encuentra en el camino. Pero si no había nada que le impida caer, no se sentiría el suelo "hacer retroceder" y se sentiría sin peso.

Esta es la primera forma de "deshacerse" de la gravedad: la caída libre! Algunas personas piensan de paracaidismo, pero, de hecho, un paracaidista no es realmente en caída libre - la resistencia del aire puede ralentizar objetos hacia abajo. Para los experimentos científicos, sin embargo, los investigadores pueden superar el problema de la resistencia del aire por bombeo de aire de una enorme torre, algunos 150 m de altura. Luego se disparan los experimentos hasta la parte superior de la torre - y las dejan caer - sip que se llama una " torre de caída ". El experimento, y todo dentro de él, se encuentra en "microgravedad" a medida que cae - durante unos cuatro segundos - hasta BANG, que toque el suelo. Ese extremo violenta significa que el tipo de experimentos científicos hacen en las torres de caída necesitan para sobrevivir choques regulares, que no siempre es ideal.

Otra forma de lograr la "caída libre" es para poner las cosas en órbita (como la Estación Espacial Internacional). Una fuerza, llamada la fuerza centrífuga , "empuja" un objeto que se desplaza en un círculo de distancia del centro de la moción. Vaya alrededor de una curva rápida a la bicicleta y si no se inclina en la "curva" encontrará dificultades para mantenerse en la moto y dirigir al mismo tiempo - se incline demasiado lejos y las ruedas conseguirán "expulsados" debajo suyo. Es todo una cuestión de equilibrio de fuerzas.

Por lo tanto, un objeto en "caída libre" en órbita alrededor de la Tierra a la velocidad correcta y la altitud puede aparecer sin peso. Este es el caso con el ISS. Aquí, los astronautas y todo lo demás en todo viajan en caída libre, lo que es un laboratorio de ciencias microgravedad increíble .

investigación de la microgravedad

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

Ha habido algunas primicias de investigación sorprendentes ya. Los científicos de materiales mirando cómo interactúan los metales en las aleaciones en condiciones de microgravedad, por ejemplo, han creado componentes más ligeros en álabes de la turbinade los motores de aviación. Precisión del tiempo en la Tierra también está siendo mejorado por la presencia de los relojes atómicos en el espacio y los instrumentos médicos desarrolló por primera vez para probar la presión en los cráneos de los astronautas ahora se utilizan para controlar a los pacientes con trauma de cabeza en los hospitales.

En mi propia investigación, utilizamos la microgravedad para abordar el dilema de cómo se forman los planetas. Sabemos a partir de observaciones que el material dominante en las regiones de formación planetaria es pequeños granos de polvo y hielo. Así que, ¿cómo podemos pegar los juntos para formar un planeta? Hasta el momento, podemos explicar por qué las cosas muy pequeñas (<mm) se pegan entre sí - que funciona más o menos como los enlaces químicos - y por qué las cosas muy grandes (> km) permanecer juntos - la gravedad. El problema es, ¿cómo podemos obtener a partir de granos de tamaños mm a tamaños km? No sabemos.

Y resulta que los experimentos en la Tierra son difíciles ya que las partículas son tan frágiles y lentos que los granos de polvo pronto romperse o simplemente golpear el suelo debido a la gravedad. Por lo tanto, estamos utilizando un ambiente de microgravedad creado por algo que se llama un vuelo parabólico, en la que los pilotos de prueba con una formación especial muy ajustar cuidadosamente la trayectoria de vuelo para seguir una curva que produce la sensación de "ingravidez" para aquellos dentro del avión. Este sentimiento tiene una duración de unos 22 segundos, de modo que se repiten una y otra vez - por lo menos 31 veces por vuelo - como una montaña rusa de tres horas. Si bien hemos chocado con éxito partículas de esta manera, no hemos logrado que se peguen todavía. Pero estad atentos.

Si bien el futuro de los ambientes de microgravedad con destino a la Tierra está asegurada ya que siempre que puedan ser financiados, la vida útil de la ISS se confirma actualmente sólo hasta 2020-2024. Entonces, ¿qué es lo siguiente? Algunas empresas grandes están desarrollando " aviones espaciales ", lo que podría llevar a los turistas a la "frontera del espacio" durante unos minutos para experimentar la ingravidez. Pero estos vuelos son también oportunidades ideales para que los científicos lleven a cabo experimentos. Del mismo modo, las industrias de nano-satélite están buscando para construir pequeños satélites baratos, lo cual podría también ser utilizados para experimentos científicos. Es un momento muy emocionante para hacer la investigación de microgravedad.