LAS SENSACIONES DE YURI GAGARIN

Muchos hemos visto en la televisión imágenes de astronautas flotando en el espacio en el interior de sus naves, lo cual se achaca, o así se suele hacer, a la ingravidez. Pero, ¿por qué flotan? ¿realmente no hay gravedad?

Primero, para poder analizar las sensaciones de ingravidez de un astronauta, vamos a analizar si realmente no hay gravedad. Para ello vamos a tener en cuenta la figura de Yuri Gagarin, el primer hombre que orbitó alrededor de la Tierra, para mí el mayor hito de la Carrera Espacial. Pues bien, Gagarin, a los mandos de su nave, el Vostok 1, se mantuvo en órbita alrededor de la Tierra a razón de un periodo de rotación de unos ¡90 minutos!, y con unas distancias máximas y mínimas de la superficie de la Tierra, de 327km y 181km respectivamente.

Pues bien, para analizar si realmente no hay gravedad en un transbordador alrededor de nuestro planeta y por tanto, si Gagarin experimentó ingravidez, vamos a calcular, en base a conocimientos propios del curso de 2º de Bachillerato, el potencial gravitatorio (gravedad) que había a la máxima de las distancias de separación del Vostok 1 respecto a la superficie de la Tierra.

La variación del potencial gravitatorio con la altura viene dada por la ecuación:

g=g₀·(R_T/(R_T+h))²

Donde g₀ es la gravedad en la superficie (9.8m/s^2), R_T el radio de la Tierra (6370km) y h la altura a la que se encuentra la órbita. Pues bien, considerando estos valores, Gagarin estaba sometido a una atracción gravitatoria por parte de la Tierra de 8.875m/s^2. En base a esto, no experimentó ingravidez, y por extensión, no lo hace ningún astronauta (ingravidez únicamente se produce a una distancia infinita de un cuerpo, ya que la distancia al mismo es tan grande que g tiende al valor 0m/s^2). Es más, si Yuri pesaba 80kg en la Tierra, en la órbita pesaba unso 72kg, pero entonces ¿por qué flotaba?

Esta respuesta requiere de un estudio dinámico.

Cualquier objeto que está en una órbita alrededor de un astro, en este caso la Tierra, está sometido a una fuerza gravitatoria. Asimismo, si se supone que la órbita es circular, el transbordador o nave espacial, debido a su velocidad y en base a la trayectoria que sigue, tendrá una aceleración centrípeta o normal, que a su vez define una fuerza denominada Fuerza Centrípeta (aunque no es una fuerza tal y como la entendemos pues es consecuencia de la trayectoria seguida).

Citado esto y puesto que la nave continúa en su trayectoria sin caer hacia la Tierra, se considera que la Fuerza Gravitatoria de atracción se ve compensada por la Fuerza Centrípeta.

Considerando sus expresiones matemáticas:

Fg=G·M·m/R²

Fc=m·ac

La gravitatoria también se puede escribir como: Fg=g·m, considerando g, no la que hay en la superficie terrestre, sino la g calculada a la altura de la órbita. En el caso de Yuri Gagarin, 8.875m/s^2. Por tanto, la aceleración centrípeta del movimiento circular del Vostok, compensaba a la de la gravedad:

ac=g

Pues esta es la razón por la cuál Yuri Gagarin y el resto de astronautas, flotan en el espacio.

Sería posible hacer un simil de una caída vertical: si nos encontramos en un ascensor que desciende a una aceleración menor que la gravedad, nuestro peso aparente se ve disminuído, pasando de pesar P=m·g, a pesar P=m·(g-a). Si el ascensor rompe el cable y cae libremente, su aceleración será g y por tanto nuestro peso, 0. Es decir, en la caída, no tendríamos peso, nos encontraríamos flotando en el interior del ascensor como Yuri Gagarin en el interior de su nave.

Por tanto, la conclusión final es: YURI GAGARIN EXPERIMENTÓ UNA SENSACIÓN DE INGRAVIDEZ, PERO NO UNA INGRAVIDEZ TOTAL, ERA COMO SI ESTUVIERA CAYENDO EN EL INTERIOR DE SU NAVE A UNA ACELERACIÓN IGUAL QUE LA GRAVEDAD.

Todo esto puede abrir también una conclusión: el porqué de que los astronautas se entrenen en máquinas que les dan vueltas hasta perder el conocimiento. La razón, de esta manera acostumbran su cuerpo a una aceleración muy grande que les preparará para soportar una aceleración centrípeta, en la órbita, igual a la aceleración de la gravedad en la misma.

El vídeo adjuntado muestra el dispositivo empleado por los astronautas para "aclimatarse" a las mismas sensaciones que experimentó Yuri Gagarin.