astronomía misiones espaciales

El pionero ruso de los viajes espaciales: Konstantín Tsiolkovski

Artículo escrito por Luciano Andrés Valencia. (valencialuciano@gmail.com)

   Me parece importante comenzar este recorrido con quién es considerado el “Padre de la Cosmonáutica” y uno de los iniciadores de la astronáutica: Konstantín Eduárdovich Tsiolkovski.

Konstantin Tsiolkovsky 1934.jpg
(Fuente de la imagen: Wikipedia, www.wikipedia.es)

Nació en Izhevskoye (provincia de Riazan, Imperio Ruso) el 5 de septiembre –según el viejo Calendario juliano que rigió en Rusia hasta 1918- o 17 de septiembre –según el Calendario Gregoriano- de 1857. Era el quinto hijo del matrimonio formado por el polaco exiliado Eduard Ignatyevich Tsiolkovski (Oficial Forestal Provincial y noble de nacimiento) y de la rusa de origen tártaro Maruya Ivanovna Yumasheva. A los 10 años quedó sordo debido a un ataque de escarlatina, lo que le impidió continuar con la escuela. Se educó entonces en el hogar con los libros de su padre –a los que llegó a leer en poco tiempo- y consultando las Bibliotecas públicas de Moscú. Creía que por su discapacidad auditiva estaba motivado a superarse, lo que le permitió lograr una buena formación aunque no cursara la educación formal básica.

   A los 16 años comenzó a estudiar astronomía, matemática, química y mecánica en Moscú y ejerció como profesor de matemática en Borovsk, ciudad en la que contrajo matrimonio con Varvara Yevgrafovna Sokolovaya. En esa ciudad realizó investigaciones que le permitieron formular una “Teoría Cinética de los Gases” que envió para publicar a la Sociedad Físico-Química de Rusia, en Saint Petersburg. El manuscrito fue leído por Dimitry Mendeleev, el creador de la Tabla Periódica, que lo alentó a continuar con sus investigaciones.

   Posteriormente comenzó a interesarse por la Física tras leer algunas novelas de Jules Verné y en 1883 concibió un proyecto de nave por retropropulsión para viajes interplanetarios. A partir de 1884  su trabajo se vinculaba a cuatro grandes problemas: la justificación científica de un globo metálico (dirigible), del aeroplano aerodinámico, del tren que se desliza por el aire, y de los medios para viajes interplanetarios.

   Después de haber conocido a Nikolái Zhukovski, estudiante de Stolétov, Tsiolkovski empezó a ocuparse en la mecánica del vuelo controlado y juntos diseñaron una aeronave. Al principio, Tsiolkovski propuso la idea de la aeronave cubierta completamente de metal, y construyó su modelo de trabajo, creó los mandos de vuelo automático del dirigible y circuitos para el control de su elevación. En 1897 creó el primer Túnel de Viento ruso –con financiamiento de la Sociedad Físico-Química-, e incluyó un proceso experimental que lo llevó a probar 100 modelos con diferentes diseños.

   En 1902 diseñó una nave a retropropulsión basándose en el Autobólido del peruano Paulet.

   En el período de 1892-1935 vivió y trabajó como docente en el oblast –distrito- de Kaluga. El hogar en el convivió con su familia se fue convirtiendo a partir de 1904 en un Museo que se mantiene hasta la actualidad. Aquí comenzó a ser reconocido como matemático, físico e ingeniero, publicando más de 500 artículos relacionados a los viajes espaciales, además de los libros: Sueños con la Tierra y el Cielo (1895), Exploración del espacio cósmico por medio de aparatos a reacción (1896), Investigación de los espacios mundiales por dispositivos de propulsión a chorro (1903), Organización Social de la Humanidad (1928) y Ética científica  (1930), entre otras. En su Filosofía cósmica, sueña un futuro en donde la humanidad ha conquistado otros planetas. En este mismo trabajo encontramos su famosa frase –que Carl Sagan gustaba de citar en sus obras-: “La Tierra es la cuna de la humanidad, pero no se puede vivir en una cuna para siempre”.​También fue un decidido defensor de la posible existencia de vida en otros planetas, respecto a la que acuñó otra famosa frase “la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia” –también citada constantemente por Sagan-.

   Sus cuadernos de notas están llenos de bosquejos de cohetes de propulsión líquida, diseños detallados con las paletas del manejo en el plume del extractor para el control direccional, cabinas presurizadas dobles para proteger contra los meteoritos, detallados diseños de cámaras de combustión, giroscopios para el control de altitud, asientos de descanso para proteger contra la gran aceleración durante el despegue y bolsas de aire G para salir de la nave espacial hacia el vacío del espacio. Previamente había estudiado los efectos de la fricción en el cuerpo humano, para diseñar las medidas de seguridad en ambientes extremos.

http://www.conec.es/wp-content/uploads/Proyecto-de-primera-nave-espacial-de-Tsiolkovsky.jpg
Apuntes de los cuadernos de Tsiolkovki (Fuente de la imagen: http://www.conec.es/wp-content/uploads/Proyecto-de-primera-nave-espacial-de-Tsiolkovsky.jpg)

   En 1920, expuso la idea de un cohete formado por módulos múltiples que iban desprendiéndose en las sucesivas etapas del viaje, como lo serían los que viajaron a la Luna medio siglo después. También vislumbró la posibilidad de utilizar motores de combustible líquido, con una mezcla de un comburente distinto del aire y un carburante para la propulsión de estas naves.

   También es autor del primer proyecto de un Ascensor Espacial, un hipotético elevador que conecta la superficie del planeta con el espacio exterior. Básicamente sería una estación espacial en una órbita geosíncrona –que tiene el mismo periodo orbital que el periodo de rotación de la Tierra-, y de la que parte un cable de miles de kilómetros de largo, que llega hasta el suelo y que puede tener forma de riel. Por este cable se pueden subir y bajar cargas hacia el espacio con costos mucho menores de lo que supondría enviar un cohete espacial. Incluso se podría llegar a subir una nave espacial completa para que despegue una vez fuera de la atmósfera terrestre. El concepto, tal como se lo conoce hoy en día, fue formulado en 1960 por Yuri Artsutanov en un artículo publicado en el diario oficial soviético Pravda bajo el título “Hacia el Cosmos por medio de un tren eléctrico” (В Космос — на электровозе), sin embargo ya había sido propuesto por Tsiolkovski en 1895, inspirándose en la Torre Eiffel. Ascensores espaciales aparecen en numerosas obras de ciencia ficción como la novela 3001: Odisea Final (3001: the final Oddisey, 1997) de Arthur Clarke y la reciente película Ad Astra (2019) de James Gray.

   Otro legado del científico ruso fue la llamada Ecuación de Cohetes de Tsiolkovski, publicada en 1903, que considera que un objeto –en esta caso un cohete- puede acelerarse a sí mismo –empuje- expulsando parte de su masa a alta velocidad en el sentido inverso a la aceleración obtenida debido a la conservación de la cantidad de movimiento.

Una de las formas de la ecuación de Tsiolkovski

   Por sus logros científicos y tecnológicos fue nombrado Caballero de Tercera Clase de la Orden de Santa Ana, Orden de la Bandera Roja del Trabajo, Caballero de Tercera Clase de la Orden de Saint Stanislav y miembro de la Academia Socialista de Ciencias (más tarde Academia de Ciencias de la Unión Soviética). En 1921 el Congreso de Comisarios del Pueblo de la Unión Soviética le otorgó una pensión vitalicia en reconocimiento a sus logros científicos y a su labor como docente.

   Falleció en Kaluga, el 19 de septiembre de 1935. Un cráter ubicado en el Hemisferio Sur de la Luna –al oeste del cráter Gagarin- y el Asteroide Nº 1590 llevan su nombre, además de numerosos institutos de investigación. También se han erigido estatuas en su honor.

   Los inventos y descubrimientos de Tsiolkovski hicieron posible la colocación del primer satélite artificial en 1959 –el Sputnik– y el primer ser humano en el espacio –el cosmonauta Yuri Gagarin-, ambos logros obtenidos por la Unión Soviética.

Bibliografía:

  • Casado, Javier; Rumbo al Cosmos: los secretos de la astronáutica, edición del autor, 2011.
  • Enciclopaedia Britannica, 15º edición, 1995, vol. XI (artículo “Tsiolkovski, Konstantín”).
  • Ruiza, Miguel, Fernández, Tomás y Tamaro, Elena; “Biografía de Konstantín Tsiolkovski”, Biografías y Vidas: la enciclopedia biográfica en línea, www.biografiasyvidas.com/biografia/b/braun_von.htm, 2004.
  • Sagan, Carl; Cosmos, 12º edición, Barcelona, Planeta, 1987.
  • Sagan, Carl; La Conexión Cósmica: una perspectiva extraterrestre, Barcelona, Biblioteca de Divulgación Científica Muy Interesante, 1986.
  • Wikipedia: la enciclopedia libre, www.wikipedia.es, artículos: “Ascensor Espacial”,  “Ecuación de Cohetes de Tsiolkovsky” y“Konstantin Tsiolkovsky”.
  • http://www.spaceward.org/elevator-who
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