¿Qué es la microgravedad?

¿Alguna vez te has preguntado por qué los astronautas en la Estación Espacial Internacional flotan en el espacio? Es muy posible que puedas pensar que se debe, simplemente, a que se encuentran muy lejos de la fuerza gravitacional de la Tierra, y que están flotando porque, a esa distancia, no hay gravedad. Pero no es tan simple…

Qué es la gravedad

Una caminata espacial. Crédito: NASA

Una caminata espacial.
Crédito: NASA

El problema de ese razonamiento es que nos lleva a pasar por alto algo que vemos todas las noches… La Estación Espacial Internacional se encuentra a sólo unos 400 kilómetros de altura de la atmósfera, mientras que la Luna se encuentra a unos 384.400 kilómetros de distancia (de media) y se ve afectada por la gravedad de nuestro planeta, que es la que le obliga a girar constantemente a su alrededor. Así que si la gravedad afecta a la Luna, evidentemente también afecta a nuestros astronautas, que están mucho más cerca.

La gravedad es una fuerza de atracción (en realidad no es una fuerza, pero para el propósito de este artículo vamos a conformarnos con la explicación de andar por casa, por llamarla de alguna manera), siempre está presente entre dos objetos que tengan masa. Eso sí, es una fuerza tan débil que hace falta la presencia de objetos masivos (como las galaxias, estrellas, planetas y satélites) para poder darnos cuenta de que esta ahí.

De hecho, describimos la aceleración de un objeto con masa hacia el centro de la Tierra por medio de la letra “g” y tiene un valor de 9,81 m/s2 (metros por segundo al cuadrado). La intensidad de esa atracción decrece con el cuadrado de la distancia. Es decir, a mayor distancia, menor es la fuerza de la gravedad. Para llegar a un lugar en el que no experimentásemos la atracción gravitacional de un objeto con masa, tendríamos que irnos a una distancia infinita. O lo que es lo mismo, es imposible escapar de la gravedad de los objetos que nos rodean.

Es difícil escapar de su atracción

La galaxia de Andrómeda. Crédito: Adam Evans

La galaxia de Andrómeda, a pesar de la enorme distancia a la que se encuentra, también ejerce una atracción gravitacional sobre ti.
Crédito: Adam Evans

Sí, ahora mismo, mientras lees estas líneas, todos los objetos del universo están ejerciendo una atracción gravitacional sobre ti. La Tierra, el Sol y todos los objetos de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda… Su intensidad es imperceptible en comparación a la de la Tierra, pero está ahí. De hecho, gravitacionalmente, estamos ligados con más fuerza a Andrómeda que a la Tierra. No, no, espera, no me he vuelto loco.

Para escapar de la Tierra tendrías que moverte a una velocidad de 11 km/s (sin tener en cuenta la fricción del aire). Es lo que llamamos la velocidad de escape, la velocidad a la que necesitamos movernos para poder escapar de la atracción gravitacional de un objeto. Para poder escapar de Andrómeda, desde aquí, desde este punto a unos 2,5 millones de años-luz de distancia de su centro, sería necesario moverse en dirección opuesta a una velocidad de 88 km/s, mucho más rápido de lo necesario para escapar de la atracción de la Tierra y del Sistema Solar.

¿Cómo podemos librarnos de sentirla?

Instalación de investigación de Gravedad Cero de la NASA. Es una torre de caída (bajo tierra) con 150 metros de altura.  Crédito: NASA/GRC/Paul Riedel, Al Lukas

Instalación de investigación de Gravedad Cero de la NASA. Es una torre de caída (bajo tierra) con 150 metros de altura.
Crédito: NASA/GRC/Paul Riedel, Al Lukas

Así que, si no podemos escapar de la gravedad en ningún lugar del Universo, lo único que podemos hacer es crear entornos donde podamos reducir su efecto (esa g de marras) casi a cero. A ese tipo de lugares los llamamos entornos de microgravedad, donde los objetos parecen no tener peso. A fin de cuentas, sólo notamos las fuerzas cuando son contrarrestradas por otras. Como tenemos masa, la atracción gravitacional de la Tierra nos acelera hacia su centro, y por suerte el suelo está en medio para detenernos.

Sin su presencia, estaríamos en caída libre hacia el núcleo del planeta. Esa es una forma de experimentar microgravedad, la caída libre. Como no hay ninguna fuerza que nos frene o nos empuje en dirección contraria, nos sentiríamos como si no tuviésemos peso. El problema de la caída libre, dentro de nuestro planeta, es que es más difícil de experimentar de lo que parece. No basta con hacer paracaidismo y saltar desde las alturas (por ejemplo), porque la fricción del aire actúa como una fuerza y es capaz de frenar la velocidad de los objetos (y de hecho los frena).

Un avión de la NASA para vuelos parabólicos. Crédito: NASA

Un avión de la NASA para vuelos parabólicos.
Crédito: NASA

Así que, para los experimentos en tierra, los científicos utilizan unas instalaciones llamadas torres de caída. En su interior (algunas tienen hasta 150 metros de altura) se evacua todo el aire y se deja caer un objeto desde lo más alto. Durante la caída (que puede llegar a durar hasta casi cinco segundos), el objeto está en caída libre y, por tanto, en un entorno de microgravedad.

Otra opción es el vuelo parabólico… que son vuelos llevados a cabos por pilotos con entrenamiento especial, en el que se les enseña a ajustar la ruta de vuelo para seguir una curva, que produce la sensación de caída libre para los ocupantes del avión, durante unos 22 segundos, y que puede llegar a repetirse más de treinta veces por cada vuelo.

La microgravedad más allá de la Tierra

La Luna, vista desde el hemisferio norte de la Tierra. Aunque menos evidentes, esas diferencias en las tonalidades de la superficie lunar siguen siendo apreciables. Crédito: Gregory H. Revera

La Luna está en constante caída libre alrededor de la Tierra.
Crédito: Gregory H. Revera

Otra forma de conseguir una caída libre constante es poner algo en órbita alrededor de nuestro planeta. Una órbita no es más que eso. Una perpetua caída libre alrededor de un objeto. La Luna está en caída libre alrededor de la Tierra. Nuestro planeta la empuja hacia su centro, pero su movimiento lateral hace que no pierda altura (sí, decimos que está a una distancia de 384.400 kilómetros, pero también podríamos decir que se encuentra a esa altura y no estaríamos cometiendo ningún error).

Todos los satélites y, por supuesto, la Estación Espacial Internacional están en caída libre alrededor de la Tierra, y cuanto más cerca del planeta, mayor es la velocidad lateral a la que necesitamos avanzar para sobreponernos a esa atracción. La fuerza centrífuga obliga al objeto a moverse en un círculo, alejándose del centro de la Tierra, mientras el planeta intenta empujar ese objeto hacia su centro. Así que, si ese objeto se mueve a la altitud y velocidad adecuadas, parecerá no tener peso.

La Estación Espacial Internacional, fotografiada el 23 de mayo de 2010 desde el Space Shuttle Atlantis.

La Estación Espacial Internacional está en un entorno de microgravedad.

Esa velocidad lateral es imprescindible para poder crear un entorno de microgravedad. A distancias cercanas a la Tierra (menos de 3.000 kilómetros) la gravedad no se ve reducida considerablemente, pasa de 9,81 m/s2 a 9 m/s2 en la órbita baja de nuestro planeta, una franja que se extiende hasta 2.000 kilómetros de altura.

La única forma de reducir la gravedad sin necesidad de esa velocidad lateral sería alejarnos. Para que la gravedad de la Tierra fuese sólo la millonésima parte de lo que experimentamos, sería necesario irnos a 6 millones de kilómetros de distancia. Para hacer lo mismo con la del Sol, deberíamos irnos a 3.700 millones de kilómetros. Para la Vía Láctea no necesitamos irnos más lejos porque a esta distancia ya es menos de la millonésima parte de la gravedad de la Tierra. A día de hoy, sólo cuatro sondas están lo suficientemente lejos del Sol y de la Tierra para haber reducido la atracción gravitacional de ambos a una millonésima parte: las sondas Voyager 1 y 2 y las sondas Pioneer 10 y 11.

¿Por qué es útil la microgravedad?

El comandante de la expedición 8, Michael Foale, examina la caja de guantes de microgravedad en la Estación Espacial Internacional. Crédito: NASA/Crew of Expedition 8

El comandante de la expedición 8, Michael Foale, examina la caja de guantes de microgravedad en la Estación Espacial Internacional.
Crédito: NASA/Crew of Expedition 8

Como la mayor parte de lo que sucede en la Tierra se ve influenciado por la gravedad de una manera u otra, investigar qué sucede en condiciones de microgravedad nos permite entender cómo funciona el mundo que nos rodea. Por ejemplo, gracias a la microgravedad hemos podido observar cómo interaccionan los metales en aleaciones, y eso nos ha permitido crear componentes más ligeros para las turbinas de los aviones.

Gracias a la presencia de relojes atómicos en el espacio, aquí en la Tierra somos capaces de medir el tiempo con mucha más precisión. Los aparatos que se desarrollaron para medir la presión en los cráneos de los astronautas ahora se utilizan para monitorizar a los pacientes hospitalizados que han sufrido traumas craneales. Esa lista de contribuciones seguirá creciendo, porque la EEI es nuestro mayor laboratorio de microgravedad en el que, constantemente, hay cientos de experimentos en funcionamiento.

Así que, cuando oigas hablar de microgravedad, recuerda que no se está hablando de la ausencia de la gravedad, si no de un entorno en el que su efecto es casi cero, y que la investigación en ese tipo de lugares no sólo nos sirve para poder avanzar en los campos relacionados con la astronomía, si no que también contribuyen a mejorar diversos aspectos de las vidas de los que estamos aquí, en la superficie de la Tierra.

Referencias: Science 2.0Wikipedia, The Conversation

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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4 Respuestas

  1. Aborash dice:

    Un ejemplo de microgravedad que me ha venido a la mente es una montaña rusa: cuando haces una curva subiendo y bajando, hay un momento que pareces flotar.

  2. Lidia dice:

    Genial. Riguroso y claro. Muchas gracias!

  3. Experto en funciones dice:

    La fuerza centrífuga no existe, no ha existido nunca, ni va a existir.

  1. 28 septiembre, 2016

    […] que su intención es que la nave pueda disponer de zonas de recreo (para realizar actividades en microgravedad, o zonas como […]

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