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El espacio exterior en la tierra

Una enorme cámara de vacío de Ohio simula las condiciones extremas del espacio

Antes de enviar sus equipos al espacio, la NASA envía el material al Glenn Research Center en Ohio, EE.UU. Aquí se prueba su idoneidad para las condiciones extremas en el vacío del universo.

El sueño de Galileo

La cúpula blanca del sitio de investigación de la NASA cerca de Sandusky, en el norte del estado de Ohio, se curva sobre la cámara de vacío de simulación espacial. Con una altura de 37 metros y un diámetro de 30 metros, es la mayor cámara de vacío del mundo. A Galileo Galilei le hubiera encantado tener una así en su tiempo. En esta enorme sala se puede observar empíricamente que sus leyes de caída de cuerpos son correctas y que un puñado de plumas caen tan rápido como una bola de bolera.

Pruebas para la misión de ISS y Marte

Gracias a su equipo técnico, la cámara, construida desde 1969, es adecuada tanto como campo experimental para la investigación básica como para la prueba de nuevos desarrollos industriales. Sin embargo, los ingenieros de la NASA la emplean principalmente como sala de pruebas para todo tipo de equipos que después se utilizarán en el espacio. Los satélites, las sondas, las etapas de propulsión para los cohetes, las cápsulas tripuladas y los vehículos lunares ya se han conducido aquí y se han expuesto a condiciones extremas similares a las del espacio. Los expertos también examinaron, por ejemplo, si las velas solares de la Estación Espacial Internacional ISS se sostenían en el vacío y de qué modo. Actualmente, los experimentos del centro se centran en la misión Marte. Se están realizando pruebas con el sistema de aterrizaje mediante bolsas de aire para dos vehículos Mars, por ejemplo.

Además del vacío del espacio, las simulaciones incluyen las grandes fluctuaciones de temperatura en el espacio y la fuerte radiación UV del sol. La temperatura interna de la cámara puede calentarse a 60 grados Celsius y enfriarse a menos 160 grados Celsius. Para crear un efecto de sol artificial se utilizan lámparas de cuarzo con una potencia de 4400 kilovatios.

Bombas de vacío de última generación

El interior de la cámara está revestido de aluminio y tiene un volumen de 22,653 metros cúbicos. equivalente a diez piscinas olímpicas aproximadamente. Una capa exterior de hormigón de hasta 2,4 metros de grosor protege la estructura de las fuerzas externas cuando las puertas laterales de 15 x 15 metros de la cámara se cierran con solo pulsar un botón y la presión del aire disminuye gradualmente dentro de la cámara.

Se combinan varias bombas de vacío, incluidas bombas de vacío rotativas de paletas y bombas de vacío turbomoleculares, para alcanzar el vacío ultra alto del espacio. Se tardan varias horas en transportar 30 toneladas de aire. Solo quedan unos dos gramos dentro de la cámara. La presión del aire es 0,000000000013 bar o 130 micropascales. Esto corresponde a una milmillonésima parte de la presión atmosférica en la Tierra.
¿Para qué habría necesitado Galileo una cámara de vacío?

¿Los objetos pesados caen más rápido que los objetos ligeros? Aristóteles se hizo esta pregunta alrededor del 300 AC y luego postuló sobre la base de sus observaciones que la velocidad de caída de un cuerpo depende de su masa. Casi 2000 años después, Galileo Galilei dedicó algún tiempo a considerar el movimiento de los cuerpos que caían y dudaba de la teoría del antiguo erudito: notó que la resistencia del aire influye. Entonces construyó un plano inclinado e hizo rodar por él muchas veces una bola de bronce. Al hacerlo, varió repetidamente la pendiente, cambió las condiciones de la prueba y determinó el tiempo de movimiento de la esfera con la ayuda de campanas, un medidor de agua y su propio pulso.

A partir de sus resultados llegó a ciertas conclusiones sobre el movimiento de cuerpos en caída libre y estableció las primeras leyes:

1. Tasa de caída (v) de un cuerpo aumenta proporcionalmente al tiempo de caída (t).
2. La distancia de caída (h) aumenta proporcionalmente al cuadrado del tiempo de caída (t2).

La masa o forma del cuerpo no afecta a la distancia de caída ni a su velocidad de caída. Sin embargo, Galileo sabía muy bien que su intento solo podía proporcionar valores aproximados. Habría necesitado una cámara de vacío para un control preciso, con una más pequeña que la de Ohio hubiera tenido suficiente. Después de todo, solo sin la resistencia del aire, dentro del vacío, es cuando todos los cuerpos realmente caen a la misma velocidad. El hecho de que Galileo llegara a conclusiones correctas sin una cámara de vacío hace que su logro científico sea aún mayor.