septiembre 26, 2023

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¿Cuáles son las posibilidades y los riesgos reales?

Esta semana, mucha gente se preocupó por la noticia de que un enorme cohete chino se estrellaría incontrolablemente en la Tierra. Pero, ¿esto realmente representa un riesgo para nosotros?

Lanzamiento del cohete Long March 5B en China. Imagen: CSA / China

En primer lugar, es importante tener en cuenta que los objetos se abandonan en órbita y vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra casi todos los días. Recientemente, tuvimos el caso del reingreso de la segunda etapa de un cohete Ariane 5 visto en varias ciudades desde Pará hasta Ceará, y también un caso registrado en el Noroeste de América del Norte, del reingreso de la segunda etapa del Falcon.- 9. Por lo general, estos objetos pesan “solo” unas pocas toneladas y se vaporizan casi por completo al volver a entrar, dejando solo unas pocas piezas más resistentes.

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Y aquí es donde comienzan las grandes diferencias: la etapa central del cohete chino Long March 5B, que se lanzará este fin de semana, es una enorme pieza de 33 metros de largo, 5 de diámetro y alrededor de 21 toneladas de masa. Mucho más grande y masivo que la gran mayoría de objetos que suelen entrar en nuestra atmósfera.

Incidente en la década de 1970

Incluso ha habido reentradas de objetos más masivos. En 1979, por ejemplo, Skylab, que fue la primera estación espacial estadounidense, volvió a entrar de forma parcialmente incontrolada. Skylab pesaba más de 70 toneladas y sus escombros se esparcieron por una gran área del Océano Índico y Australia Occidental.

Naufragio del Skylab que cayó en Australia en 1979. Imagen: 17qq.com
Naufragio del Skylab que cayó en Australia en 1979. Imagen: 17qq.com

El incidente con el reingreso de Skylab fue algo tan perturbador y peligroso que a partir de ahí se establecieron protocolos internacionales para evitar el reingreso incontrolado de objetos de más de 10 toneladas. Solo, aparentemente, China, que es nueva en la exploración espacial, ignora las recomendaciones.

El largo 5B de marzo parece fuera de control

Desde Skylab, la mayoría de los cohetes grandes enviados al espacio tienen una reserva de combustible para realizar una maniobra de desorbitación, lo que los obliga a regresar a un lugar seguro. Esto generalmente se hace inmediatamente después de que el cohete haya completado su misión, pero en el caso de la Gran Marcha 5B, esta maniobra no se realizó.

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En conferencia de prensa el pasado martes (4), Wang Jue, comandante en jefe de la misión china, informó que se habían realizado algunas mejoras en el cohete que puso en órbita el primer módulo de la nueva estación espacial china. Sin embargo, no se ha dicho nada sobre una posible maniobra de reingreso para la Gran Marcha 5B, que ha levantado sospechas dentro de la comunidad internacional.

Esta sospecha se exacerbó después de que los observadores de satélites en varios países se dieron cuenta de que el cohete giraba en el espacio, lo que indica que había sido derivado y debía caer incontrolablemente a la Tierra. Simplemente no sabemos dónde ni cuándo. ¿Pero por qué?

Por qué el cohete debe entrar a la atmósfera

Para orbitar la Tierra, cualquier objeto debe viajar a una velocidad de unos 27.000 kilómetros por hora, lo que genera una fuerza centrífuga que compensa la atracción gravitacional. Sin embargo, tras completar su misión, Long March 5B quedó en una órbita baja, alcanzando unos 170 kilómetros sobre el nivel del mar en su punto más cercano a la superficie. A esta altitud, hay partículas de gas atmosférico en cantidad suficiente para producir un arrastre, lo que reduce la velocidad del cohete, haciendo que poco a poco prevalezca la gravedad.

Con cada órbita alrededor de la Tierra, el arrastre reduce aún más la velocidad del cohete, como resultado, su altitud disminuye, lo que hace que el cohete alcance capas aún más bajas y más densas de la atmósfera, que ofrecen aún más resistencia. Es un camino sin retorno. Su órbita se deteriora hasta llegar al punto de ruptura, cuando el intenso calor y la desaceleración mecánica harán que el cohete explote y arda durante algún tiempo.

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Previsión de reingreso

En teoría, podríamos calcular este deterioro orbital y determinar el momento exacto en el que el objeto comenzaría a reentrar. Sin embargo, estos cálculos involucran parámetros que son difíciles de determinar, como la rotación del cohete y el flujo de partículas solares, que pueden interferir con la densidad de los gases en la atmósfera superior. Por lo tanto, solo cuando nos acercamos al momento del reingreso, los pronósticos se vuelven más precisos.

Hasta el momento (6:00 p.m. del viernes 7 de mayo), la previsión de reingreso es para la mañana del domingo (09), con un margen de error de 12 horas, y durante este período, Gran Marcha 5B realiza 10 pasadas sobre Brasil, esto lo que representa una probabilidad del 1,92% de que el reingreso ocurra en los cielos brasileños.

Pronóstico de regreso a clases a las 9:53 a.m. (BRT) del domingo 9 de mayo.  El círculo indica el centro del pronóstico y el área de visibilidad.  Las bandas amarillas indican los pasos del objeto dentro del margen de error.  Imagen: satflare.com
Pronóstico de regreso a clases a las 9:53 a.m. (BRT) del domingo 9 de mayo. El círculo indica el centro del pronóstico y el área de visibilidad. Las bandas amarillas indican los pasos del objeto dentro del margen de error. Imagen: satflare.com

Pero, incluso si aterriza en Brasil, no hay mucho de qué preocuparse, ya que entre el 60 y el 80% de la masa del cohete debe consumirse al volver a entrar. Y lo poco que quede, caerá completamente fragmentado y a una velocidad muy por debajo de su velocidad orbital.

Proceso de reingreso

El proceso de reingreso comienza entre los 120 y 100 km de altitud. En este punto, la compresión de los gases atmosféricos frente al cohete debería comenzar a formar una brillante burbuja de plasma. El brillo aumenta gradualmente a medida que el objeto entra en la atmósfera.

A unos 80 km de altitud, el calor y la resistencia del aire deberían empezar a romper el cohete y cada pieza debería formar una «bola de fuego» separada.

Reentrada de la nave espacial ATV-1.  Imagen: NASA
Reentrada de la nave espacial ATV-1. Imagen: NASA

La mayor parte del cohete, entre el 60 y el 80%, debe vaporizarse por completo antes de alcanzar los 60 km de altitud. Las partes que resisten, típicamente partes de titanio, tanques de presurización y carcasas sólidas de motores, deben continuar «ardiendo» durante cientos o incluso miles de kilómetros, hasta que la resistencia atmosférica reduzca drásticamente su velocidad.

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Los fragmentos restantes deben extenderse sobre una franja de superficie que puede extenderse hasta 1000 kilómetros, llegando al suelo a una velocidad mucho menor y sin riesgo de explosión (cualquier cosa que deba explotar, explotar al reingresar).

Donde puede caer

Teniendo en cuenta la inclinación de la órbita del cohete, existe un 73% de probabilidad de que se produzca una reentrada sobre el océano y aproximadamente un 62% de que ninguno de sus fragmentos llegue al suelo.

Si caen al suelo, la probabilidad de golpear a una persona o causar daños es extremadamente baja (en
1: 5000), especialmente para el hemisferio sur, donde la densidad de población es mucho menor que en el hemisferio norte.

Zona de caída potencial de Tiangong-1 (que también puede aplicarse en el caso de Long March 5B).  En el lado izquierdo, la densidad de población promedio para la latitud.  En el lado derecho, la probabilidad de impacto en cada latitud.
Zona de caída potencial de Tiangong-1 (que también puede aplicarse en el caso de Long March 5B). En el lado izquierdo, la densidad de población promedio para la latitud. En el lado derecho, la probabilidad de impacto en cada latitud.

350 cámaras miran el cielo

Definitivamente, el proceso de reingreso no debería ser muy cómodo para el cohete. Pero es relativamente seguro para nosotros en el campo y extremadamente hermoso de ver.

Ahora que lo pienso, el Tiempo en vivo esta a BRAMON, la Red Brasileña de Observación de Meteoros, ajustó sus cámaras para intentar registrar el reingreso de la Gran Marcha 5B desde diferentes miradores, en caso de que ocurriera sobre Brasil. En total, alrededor de 350 cámaras miran el cielo, listas para capturar cualquier detalle.

Además, las dos organizaciones realizarán una transmisión en vivo en el horario programado de reingreso, monitoreando en tiempo real la posición del cohete en el mapa y en cámaras en vivo, además de brindar una serie de información sobre este y otras reentradas. El espectáculo está programado para el domingo a las 11:30 p.m., pero esa hora puede cambiar según los pronósticos futuros.

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