¿QUé TAN ALTO ES EL ESPACIO?

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Mira hacia el cielo nocturno y ¿qué ves? Espacio, brillante y reluciente en todo su esplendor. Astronómicamente hablando, el espacio está realmente bastante cerca, persistiendo justo al otro lado de esa delgada capa que llamamos atmósfera. Y si lo piensas, la Tierra es poco más que una pequeña isla en un mar de espacio. Entonces, literalmente, está a nuestro alrededor.

Por definición, el espacio se define como el punto en el que termina la atmósfera de la Tierra y comienza el vacío del espacio. ¿Pero exactamente qué tan lejos está eso? ¿Qué tan alto necesitas viajar antes de que puedas tocar el espacio? Como probablemente pueda imaginar, con una definición tan subjetiva, las personas tienden a estar en desacuerdo sobre exactamente dónde comienza el espacio.

Definición:

La primera definición oficial del espacio provino del Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (el predecesor de la NASA), quien decidió el punto donde la presión atmosférica era menos de una libra por pie cuadrado. Esta era la altitud que las superficies de control de los aviones ya no podían usarse, y correspondía a aproximadamente 81 kilómetros (50 millas) sobre la superficie de la Tierra.

Cualquier piloto de prueba de la NASA o astronauta que cruce esta altitud recibe sus alas de astronauta. Poco después de que se aprobara esa definición, el ingeniero aeroespacial Theodore von Kármán calculó que por encima de una altitud de 100 km, la atmósfera sería tan delgada que una aeronave necesitaría viajar a velocidad orbital para derivar cualquier elevación.

Esta altitud fue adoptada más tarde como la Línea Karman por la Federación Mundial de Deportes Aéreos (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). Y en 2012, cuando Felix Baumgartner rompió el récord de caída libre más alta, saltó desde una altitud de 39 kilómetros (24,23 millas), menos de la mitad del espacio (según la definición de la NASA).

Del mismo modo, el espacio a menudo se define como el comienzo en la altitud más baja en la que los satélites pueden mantener las órbitas durante un tiempo razonable, que es de aproximadamente 160 kilómetros (100 millas) sobre la superficie. Estas definiciones variables son complicadas cuando se tiene en cuenta la definición de la palabra "atmósfera".

Atmósfera terrestre:

Cuando hablamos de la atmósfera de la Tierra, tendemos a pensar en la región donde la presión del aire todavía es lo suficientemente alta como para causar resistencia al aire, o donde el aire es lo suficientemente grueso como para respirar. Pero en verdad, la atmósfera de la Tierra está compuesta por cinco capas principales: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera, la última de las cuales se extiende bastante lejos en el espacio.

La termosfera, la segunda capa más alta de la atmósfera, se extiende desde una altitud de aproximadamente 80 km (50 millas) hasta la termopausa, que se encuentra a una altitud de 500–1000 km (310–620 millas). La parte inferior de la termosfera, de 80 a 550 kilómetros (50 a 342 millas), contiene la ionosfera, que se llama así porque es aquí en la atmósfera donde las partículas son ionizadas por la radiación solar.

Por lo tanto, aquí es donde se producen los fenómenos conocidos como Aurora Borealis y Aurara Australis. La Estación Espacial Internacional también orbita en esta capa, entre 320 y 380 km (200 y 240 millas), y necesita ser impulsada constantemente porque todavía se produce fricción con la atmósfera.

La capa más externa, conocida como la exosfera, se extiende a una altitud de 10,000 km (6214 millas) sobre el planeta. Esta capa está compuesta principalmente por densidades extremadamente bajas de hidrógeno, helio y varias moléculas más pesadas (nitrógeno, oxígeno, CO²). Los átomos y las moléculas están tan separados que la exosfera ya no se comporta como un gas y las partículas escapan constantemente al espacio.

Es aquí donde la atmósfera de la Tierra realmente se fusiona con el vacío del espacio exterior, donde no hay atmósfera. Por eso la mayoría de los satélites de la Tierra orbitan dentro de esta región. A veces, la aurora boreal y la aurora austral se producen en la parte inferior de la exosfera, donde se superponen en la termosfera. Pero más allá de eso, no hay fenómenos meteorológicos en esta región.

Interplanetario vs. Interestelar:

Otra distinción importante al discutir el espacio es la diferencia entre lo que se encuentra entre los planetas (espacio interplanetario) y lo que se encuentra entre los sistemas estelares (espacio interestelar) en nuestra galaxia. Pero, por supuesto, esa es solo la punta del iceberg cuando se trata del espacio.

Si uno fuera a ampliar la red, también existe el espacio que se encuentra entre las galaxias en el Universo (espacio intergaláctico). En todos los casos, la definición involucra regiones donde la concentración de materia es significativamente menor que en otros lugares, es decir, una región ocupada centralmente por un planeta, estrella o galaxia.

Además, en las tres definiciones, las mediciones involucradas van más allá de lo que los humanos estamos acostumbrados a tratar de manera regular. Algunos científicos creen que el espacio se extiende infinitamente en todas las direcciones, mientras que otros creen que el espacio es finito, pero es ilimitado y continuo (es decir, no tiene principio ni fin).

En otras palabras, hay una razón por la que lo llaman espacio: ¡hay mucho de eso!

Exploración:

La exploración del espacio (es decir, lo que se encuentra inmediatamente más allá de la atmósfera de la Tierra) comenzó en serio con lo que se conoce como la "era espacial". Esta nueva era de exploración comenzó con los Estados Unidos y la Unión Soviética poniendo su mira en la colocación satélites y módulos tripulados en órbita.

El primer gran evento de la era espacial tuvo lugar el 4 de octubre de 1957, con el lanzamiento de Sputnik 1 por la Unión Soviética: el primer satélite artificial que se lanzó a la órbita. En respuesta, el entonces presidente Dwight D. Eisenhower firmó la Ley Nacional de Aeronáutica y del Espacio el 29 de julio de 1958, estableciendo oficialmente la NASA.

Inmediatamente, la NASA y el programa espacial soviético comenzaron a dar los pasos necesarios para crear naves espaciales tripuladas. Para 1959, esta competencia dio como resultado la creación del programa Vostok soviético y el Proyecto Mercurio de la NASA. En el caso de Vostok, esto consistió en desarrollar una cápsula espacial que podría lanzarse a bordo de un cohete transportador prescindible.

Junto con numerosas pruebas no tripuladas y algunas con perros, seis pilotos soviéticos fueron seleccionados en 1960 para ser los primeros hombres en ir al espacio. El 12 de abril de 1961, el cosmonauta soviético Yuri Gagarin fue lanzado a bordo del Vostok 1 nave espacial del cosmódromo de Baikonur, y por lo tanto se convirtió en el primer hombre en ir al espacio (superando al estadounidense Alan Shepard por solo unas pocas semanas).

El 16 de junio de 1963, Valentina Tereshkova fue puesta en órbita a bordo del Vostok 6 artesanía (que fue la misión final de Vostok), y así se convirtió en la primera mujer en ir al espacio. Mientras tanto, la NASA se hizo cargo del Proyecto Mercurio de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y comenzó a desarrollar su propio concepto de misión tripulada.

Diseñado para enviar a un hombre al espacio utilizando cohetes existentes, el programa adoptó rápidamente el concepto de lanzar cápsulas balísticas en órbita. Los primeros siete astronautas, apodados los "Mercurio Siete", fueron seleccionados de los programas piloto de pruebas de la Marina, la Fuerza Aérea y la Marina.

El 5 de mayo de 1961, el astronauta Alan Shepard se convirtió en el primer estadounidense en el espacio a bordo del Libertad 7 misión. Luego, el 20 de febrero de 1962, el astronauta John Glenn se convirtió en el primer estadounidense en ser lanzado a la órbita por un vehículo de lanzamiento Atlas como parte de Amistad 7. Glenn completó tres órbitas del planeta Tierra, y se realizaron tres vuelos orbitales más, que culminaron en el vuelo de 22 órbitas de L. Gordon Cooper a bordo Fe 7, que voló el 15 y 16 de mayo de 1963.

En las décadas siguientes, tanto la NASA como los soviéticos comenzaron a desarrollar naves espaciales tripuladas de largo alcance más complejas. Una vez que la "Carrera hacia la Luna" terminó con el aterrizaje exitoso del Apolo 11 (seguido de varias misiones más del Apolo), el enfoque comenzó a cambiar para establecer una presencia permanente en el espacio.

Para los rusos, esto llevó al desarrollo continuo de la tecnología de la estación espacial como parte del programa Salyut. Entre 1972 y 1991, intentaron orbitar siete estaciones separadas. Sin embargo, fallas técnicas y una falla en los refuerzos de la segunda etapa de un cohete causaron los primeros tres intentos después Salyut 1 fallar o provocar que las órbitas de la estación decaigan después de un corto período.

Sin embargo, en 1974, los rusos lograron desplegarse con éxito Salyut 4, seguido de tres estaciones más que permanecerían en órbita por períodos de entre uno y nueve años. Si bien todos los Salyuts se presentaron al público como laboratorios científicos no militares, algunos de ellos fueron en realidad coberturas para los militares Almaz estaciones de reconocimiento.

La NASA también persiguió el desarrollo de la tecnología de la estación espacial, que culminó en mayo de 1973 con el lanzamiento de Skylab, que seguiría siendo la primera y única estación espacial construida de forma independiente en Estados Unidos. Durante el despliegue, Skylab sufrió daños severos, perdiendo su protección térmica y uno de sus paneles solares.

Esto requirió que la primera tripulación se reuniera con la estación y realizara reparaciones. Le siguieron otras dos tripulaciones y la estación estuvo ocupada durante un total de 171 días durante su historia de servicio. Esto terminó en 1979 con el derribo de la estación sobre el Océano Índico y partes del sur de Australia.

Para 1986, los soviéticos una vez más tomaron la delantera en la creación de estaciones espaciales con el despliegue de Mir. Autorizada en febrero de 1976 por un decreto del gobierno, la estación originalmente tenía la intención de ser un modelo mejorado de las estaciones espaciales de Salyut. Con el tiempo, se convirtió en una estación que consta de múltiples módulos y varios puertos para naves espaciales Soyuz tripuladas y Progreso naves espaciales de carga.

El módulo central se puso en órbita el 19 de febrero de 1986; y entre 1987 y 1996, todos los demás módulos se desplegarían y conectarían. Durante sus 15 años de servicio, Mir recibió la visita de un total de 28 equipos de larga duración. A través de una serie de programas de colaboración con otras naciones, la estación también sería visitada por equipos de otras naciones del Bloque del Este, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA.

Después de una serie de problemas técnicos y estructurales que afectaron a la estación, el gobierno ruso anunció en 2000 que desmantelaría la estación espacial. Esto comenzó el 24 de enero de 2001, cuando un ruso Progreso buque de carga atracó con la estación y lo empujó fuera de la órbita. La estación luego entró en la atmósfera y se estrelló en el Pacífico Sur.

En 1993, la NASA comenzó a colaborar con los rusos, la ESA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) para crear la Estación Espacial Internacional (EEI). Combinando la NASA Libertad de la estación espacial proyecto con el soviet / ruso Mir-2 estación, el europeo Colón estación y el módulo de laboratorio japonés Kibo, el proyecto también se basó en las misiones ruso-estadounidenses Shuttle-Mir (1995-1998).

Con el retiro del Programa del Transbordador Espacial en 2011, los miembros de la tripulación han sido entregados exclusivamente por la nave espacial Soyuz en los últimos años. Desde 2014, la cooperación entre la NASA y Roscosmos se ha suspendido para la mayoría de las actividades que no son de la EEI debido a las tensiones causadas por la situación en Ucrania.

Sin embargo, en los últimos años, la capacidad de lanzamiento indígena se ha restaurado a los EE. UU. Gracias a compañías como SpaceX, United Launch Alliance y Blue Origin que intervienen para llenar el vacío con su flota privada de cohetes.

La ISS ha estado continuamente ocupada durante los últimos 15 años, después de haber excedido el récord anterior de Mir; y ha sido visitado por astronautas y cosmonautas de 15 naciones diferentes. Se espera que el programa ISS continúe hasta al menos 2020, pero puede extenderse hasta 2028 o posiblemente más, dependiendo del entorno presupuestario.

Como puede ver claramente, dónde termina nuestra atmósfera y comienza el espacio es tema de debate. Pero gracias a décadas de exploración espacial y lanzamientos, hemos logrado llegar a una definición funcional. Pero sea cual sea la definición exacta, si puedes superar los 100 kilómetros, ¡definitivamente has ganado tus alas de astronauta!

Hemos escrito muchos artículos interesantes sobre el espacio aquí en Space Magazine. Aquí está ¿Por qué el espacio es negro ?, ¿qué tan frío es el espacio ?, ¿Qué es el espacio en los espacios ilustrados: el problema en las imágenes, qué es el espacio interplanetario ?, ¿qué es el espacio interestelar?

Para obtener más información, echa un vistazo a la NASA revela misterios del espacio interestelar y esta lista de misiones en el espacio profundo.

Astronomy Cast tiene episodios sobre el tema, como la Serie de estaciones espaciales, Episodio 82: Basura espacial, Episodio 281: Explosiones en el espacio, Episodio 303: Equilibrio en el espacio y Episodio 311: Sonido en el espacio.

Fuentes: