Astronáutica

Telescopio Espacial Hubble sobre la Tierra (durante la misión STS-109)

La astronáutica (o la cosmonáutica) es la teoría y práctica del viaje más allá de la atmósfera terrestre hacia el espacio exterior. Los vuelos espaciales son una de sus principales aplicaciones y la ciencia espacial su campo general.

El término astronáutica (originalmente astronautique en francés) fue acuñado en la década de 1920 por J.-H. Rosny, presidente de la academia Goncourt, en analogía con la aeronáutica. Debido a que existe un grado de superposición técnica entre los dos campos, el término aeroespacial se usa a menudo para describir ambos a la vez. En 1930, Robert Esnault-Pelterie publicó el primer libro sobre el nuevo campo de investigación.

El término cosmonáutica (originalmente cosmonautique en francés) fue introducido en la década de 1930 por Ary Sternfeld con su libro Initiation à la Cosmonautique (Introducción a la cosmonáutica) (el libro le valió el Prix REP-Hirsch, más tarde conocido como el Prix d'Astronautique, de la Sociedad Astronómica Francesa en 1934).

Al igual que con la aeronáutica, las restricciones de masa, temperaturas y fuerzas externas requieren que las aplicaciones en el espacio sobrevivan a condiciones extremas: vacío de alto grado, el bombardeo de radiación del espacio interplanetario y los cinturones magnéticos de la órbita terrestre baja. Los vehículos de lanzamiento espacial deben resistir fuerzas titánicas, mientras que los satélites pueden experimentar grandes variaciones de temperatura en períodos muy breves. Las limitaciones extremas en la masa hacen que los ingenieros astronáuticos se enfrenten a la necesidad constante de ahorrar masa en el diseño para maximizar la carga útil real que llega a la órbita.

Historia

La historia temprana de los astronautas es teórica: la matemática fundamental de los viajes espaciales fue establecida por Isaac Newton en su tratado 1687 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Otros matemáticos, como el suizo Leonhard Euler y el franco-italiano Joseph Louis Lagrange también hicieron contribuciones esenciales en los siglos XVIII y XIX. A pesar de esto, los astronautas no se convirtieron en una disciplina práctica hasta mediados del siglo XX. Por otro lado, la cuestión de la luz espacial conmovió las imaginaciones literarias de figuras como Jules Verne y H. G. Wells. A principios del siglo XX, el cosmista ruso Konstantin Tsiolkovsky derivaba la ecuación de cohetes, la ecuación rectora de una propulsión basada en cohetes, lo que permite la computación de la velocidad final de un cohete de la masa de naves espaciales (m1{displaystyle m_{1}), masa combinada de propulsores y naves espaciales (m0{displaystyle #) y velocidad de escape del propulsor (ve{displaystyle v_{e}).

Δ Δ v=veIn⁡ ⁡ m0m1{displaystyle Delta v =v_{e}ln {frac {m_{0} {m_{1}}}} {m_{0}} {m_}} {m_{0}} {m_}}} {m_}}} {0}}} {}}} {m_ {0}}}} {}}} {m_}}} {m_}} {}}} {m_}}}} {}}}}}} {} {} {}}}}}}}}}}} {m} {}} {m} {m}}} {m}} {m} {m}} {m} {} {}}}}} {}}}}} {}}}}}}}}}}} {} {} {m}}}}} {m} {} {m} {} {m} {m}} {m}}}}} {}}}}}} {m}}}} {}}}}}}}}}}} {}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {

A principios de la década de 1920, Robert H. Goddard estaba desarrollando cohetes de combustible líquido, que en unas breves décadas se convertirían en un componente crítico en los diseños de cohetes tan famosos como el V-2 y Saturn V.

El Prix d'Astronautique (Premio de Astronáutica) otorgado por la Société astronomique de France, la sociedad astronómica francesa, fue el primer premio en este tema. El premio internacional, establecido por el pionero de la aviación y la astronáutica Robert Esnault-Pelterie y André-Louis Hirsch, se otorgó entre 1929 y 1939 en reconocimiento al estudio de los viajes interplanetarios y la astronáutica.

A mediados de la década de 1950, había comenzado la carrera espacial entre la URSS y los EE. UU.

Subdisciplinas

Aunque muchos consideran que la astronáutica en sí misma es un tema bastante especializado, los ingenieros y científicos que trabajan en esta área deben tener conocimientos en muchos campos distintos.

• Astrodinámica – el estudio del movimiento orbital. Los especialistas en este campo examinan temas como trayectorias de naves espaciales, balística y mecánica celestial.
• Propulsión de naves espaciales: cómo cambian las órbitas de las naves espaciales y cómo se lanzan. La mayoría de las naves espaciales tienen una variedad de motores de cohetes, por lo que la mayoría de los esfuerzos de investigación se centran en una variedad de propulsión de cohetes, como químicos, nucleares o eléctricos.
• Diseño de naves espaciales – una forma especializada de ingeniería de sistemas que se centra en combinar todos los subsistemas necesarios para un vehículo de lanzamiento o satélite en particular.
• Controles: mantener un satélite o un cohete en su órbita deseada (como en la navegación espacial) y orientación (como en el control de actitudes).
• Entorno espacial – aunque más una subdisciplina de la física en vez de astronautas, los efectos del clima espacial y otros problemas ambientales constituyen un campo de estudio cada vez más importante para los diseñadores de naves espaciales.
• Bioastronautics

Campos de estudio relacionados

• Aeronáutica y aeroespacial
• Ingeniería mecánica
• Física