El
lanzamiento y la puesta en órbita de
satélites artificiales es un estudio
que se inició con el experimento imaginario
de Newton.
Por
medio de éste experimento virtual, Newton,
demostró que es posible lanzar objetos
y ponerlos en órbita; así en los
últimos años la investigación
científica ha logrado realizar aquello
que newton ideó mentalmente.
El
origen de los satélites artificiales
está íntimamente ligado al desarrollo
de los cohetes que fueron creados, primero,
como armas de larga distancia; después,
utilizados para explorar el espacio y luego,
con su evolución, convertidos en instrumentos
para colocar satélites en el espacio.
El
primer experimento en comunicaciones desde el
espacio fue en 1958, cuando un cohete Atlas-B,
equipado con un transmisor y un reproductor,
emitió hacia la Tierra un mensaje grabado
con anterioridad por el presidente Eisenhower.
Ésto permitió demostrar que la
voz humana podía propagarse superando
la considerable distancia existente entre el
planeta y el satélite.
Investigación
Espacial
Lanzamiento
de un satélite artificial
Newton
empleó un "experimento imaginario" similar
a la animación presentada anteriormente para demostrar
que es posible lanzar un objeto al espacio y ponerlo en
órbita al rededor de la Tierra.
Observamos
un cañon situado en una montaña y en lo alto
de una torre que lanza una bala horizontalmente. La bala
del cañon es un proyectil que sigue una trayectoria
parabólica, por lo tanto su movimiento tiene componentes
de movimiento horizontal y vertical.
Ahora
analicemos el movimiento...
Durante
el primer segundo de vuelo, la bala cae 4,9m. No obstante,
si su rapidez aumenta viajará una distancia mayor
a través de la superficie de la Tierra, aunque siempre
caerá 4,9m el primer segundo de vuelo.
Por
otro lado, sabemos que la superficie de la Tierra es curva;
entonces si la bala avanza suficiente distancia, en su primer
segundo de caída, llegará a un punto donde
la Tierra se ha curvado 4,9m, alejándose de la línea
horizontal. Notemos que si esto ocurre la curvatura de la
Tierra es justamente igual a la curvatura de la trayectoria
de la bala, así la bala describe una órbita
al rededor de la Tierra.
Si
la Tierra se curva alejándose de la línea
horizontal (tangente) a su superficie a razón de
4,9m por cada 8 km, entonces, la altura de la línea
tangente a la Tierra en A estará por encima de la
Tierra en B.
De
esta manera podemos advertir que, si la bala de cañón
tuviera suficiente velocidad horizontal para ir de A a B,
en un segundo habría caído 4,9m y llearía
a C, donde la altura de la bala respecto a la superficie
de la Tierra no habría cambiado. Por tanto, la bala
de cañón caería hacía la Tierra
a la misma razón que se curva la superficie terrestre.
En conclusión, un objeto con una rapidez horizontal
de 8km/s se mantendría a la misma altura y daría
vueltas al rededor de la Tierra como un satélite
artificial.
Newton
ideó el experimento despreciando la resistencia del
aire, así que para que ésto se cumpla la montaña
debería tener más de 150 km de altura sobre
la superficie de la Tierra y así superar la atmósfera
puesto que un satélite a esa altura encuentra poca
resistencia del aire y se puede colocar en órbita
alrededor de la Tierra.
