I. LOS SATÉLITES, LAS NAVES ESPACIALES Y NOSOTROS

TREINTA años han pasado desde el lanzamiento al espacio del Sputnik 1, el que inicia la era espacial. Desde esta fecha han sido lanzados al espacio más de 3 000 satélites y naves espaciales que, equipados con instrumentos, realizaron innumerables misiones.

De allí surgen las preguntas sobre qué importancia tiene el uso de vehículos espaciales, qué misiones se han realizado hasta la fecha y qué ventajas ofrece la era espacial al mundo y en particular a los países cómo los nuestros.

Es un hecho que la era espacial abrió al hombre dos nuevas perspectivas: una nueva visión de la Tierra y una nueva visión del Universo.

Como lo veremos, los descubrimientos producidos en la era espacial revolucionaron tanto a las ciencias básicas como a las aplicadas y a las sociales. Así, se abrieron nuevos rumbos para la geofísica, la astronomía, la física del Sistema Solar, la climatología y las comunicaciones; e incluso se abrieron nuevas disciplinas satelitarias como la cometología, la telecomunicación y el derecho espacial, entre otras.

Cabe señalar que, como sabemos, mientras los satélites giran alrededor de una órbita fija, las naves espaciales suelen adentrarse en el espacio. Algunas de estas naves están destinadas a abandonar nuestro Sistema Solar y a seguir su camino a través de la Vía Láctea.

Para entrar al mundo de las misiones espaciales debemos mencionar que en la explotación espacial se utilizan básicamente dos métodos. Uno, la detección "in situ", que consiste en la exploración directa con instrumentos, ya sea a lo largo de la trayectoria del vehículo espacial o mientras éste explora los cuerpos o espacios de interés. Dos, la teledetección, es decir, la detección a grandes distancias.

Para terminar esta breve introducción, debemos confesar que nuestro propósito es ante todo dirigir la atención de nuestros investigadores y —¿por qué no?— de los estudiantes, hacia las diferentes disciplinas espaciales, para uso y exploración del espacio con nuestros propios fines.

Nos parece urgente la formación de cuadros y recursos humanos, tanto en ciencias básicas y aplicadas espaciales, como en tecnologías de este tipo, no sólo porque representa uno de los quehaceres científicos y tecnológicos de vanguardia sino, además, porque conllevan implicaciones económico-sociales de gran trascendencia. No podemos olvidar que el siglo XXI está acercándose a pasos agigantados.

Como dijimos en la introducción de este artículo la era espacial ha traído consigo cambios revolucionarios sobre los conceptos que teníamos con respecto al espacio que rodeaba la Tierra. Para poder entender a fondo este cambio tenemos que retroceden en el tiempo.

Antes de la era espacial se creía que el espacio interplanetario

¹ era una región de quietud y vacío, alterada sólo durante las perturbaciones solares.

Como lo muestra la figura 1, se pensaba también que nuestro planeta ocupaba en el Sistema Solar un espacio del dominio terrestre de forma esférica de aproximadamente 7 870 km de radio. Se creía que este espacio estaba supuestamente constituido por la Tierra y las capas atmosféricas que la rodeaban donde la exósfera era la capa externa y fronteriza.

Al margen de este concepto se creía también que las líneas cerradas del campo magnético terrestre rebasaban esta frontera y que se iban extendiendo —cada vez más tenues— a través del medio interplanetario (Figura 2).

Las exploraciones mediante satélites, entre 1958 y 1961 mostraron la falacia de estos conceptos y dieron origen a la geofísica exterior.

Lo que quisiéramos señalar de antemano es que encima de las capas atmosféricas existen otras de fundamental importancia, y que el campo geomagnético no penetra al espacio interplanetario, sino que actúa como un centinela fronterizo del dominio terrestre.

Entre los descubrimientos de mayor trascendencia figura "el viento solar" compuesto de partículas tales como los electrones, protones y iones, que emanan continuamente del Sol y que se propagan a través del espacio interplanetario a una velocidad de 400 km por segundo.

Figura 1. La atmósfera terrestre confinada en una cáscara esférica
de aproximadamente 1 500 km de grosor.

La población de estas partículas, que se conocen como plasma, es tan escasa que entre ellas no ocurre colisión alguna. También se descubrió la magnetósfera —la región externa del dominio terrestre— que se encuentra embebida en las líneas del campo magnético de la Tierra.

La magnetósfera va acompañada de la magnetopausa, que es la línea fronteriza. Esta línea fronteriza es el resultado de la lucha que libra continuamente la fuerza del campo magnético contra la fuerza del "viento solar". Se conforma así un centinela fronterizo que inhibe la penetración del viento solar al dominio terrestre, separándolo del espacio interplanetario.

Sin embargo como lo muestra la figura 3 la presión que ejerce el viento solar logra limitar el dominio terrestre situándolo en una cavidad en forma de cometa.

El viento solar comprime parcialmente del lado día las líneas del campo magnético dejando un espacio de sólo 64 000 kilómetros de ancho. En cambio del lado noche, el viento solar se desliza a lo largo de la magnetopausa. Ésta transmite la presión al interior del dominio terrestre induciendo así —del lado noche— un estiramiento de las líneas del campo magnético terrestre. Estas líneas son las que se ven envueltas en una cola magnetosférica de unos 3 millones de kilómetros de largo.

Además, durante las exploraciones mediante satélites, aún anteriores a las ya descritas, se descubrió una zona de partículas ionizadas, altamente energéticas —conocidas como Anillos de Radiación o Anillos de Van Allen— que están confinadas por el campo magnético terrestre en forma de una dona y que se encuentran entre 700 y 48 000 kilómetros encima de la superficie terrestre. Esta población, relativamente densa, es letal. Por ello se debe evitar la permanencia de los astronautas —aun siendo de pocos días— en esta región, (Figura 3).

Actualmente se afirma que los Anillos de Van Allen son producto de subtormentas magnetosféricas que energetizan y desplazan partículas de origen ionosférico, normalmente de baja energía. Asimismo se señala que son el resultado de un bombardeo de rayos cósmicos a la atmósfera terrestre.

Y para terminar pasemos a un descubrimiento del dominio geofísico que nada tiene que ver con el espacio pero sí con la geodesia. En marzo de 1958 un satélite geodésico descubrió que la Tierra no es esférica, sino que tiene forma de pera, como lo muestra la figura 4.

Figura 4. La Tierra no es exactamente una esfera. En esta figura se muestra una visión exagerada de la forma real de nuestro planeta. La deformación aquí mostrada no es notoria a simple vista.

Las atmósferas son las guardianas de la vida en la Tierra porque logran inhibir el paso de radiaciones letales a la superficie terrestre; tal es el caso de los rayos gamma, los rayos X y los ultravioleta. Inhiben también el paso de un amplio espectro del infrarrojo, aunque éste no representa peligro para la vida en la Tierra. Sin embargo, todas estas frecuencias son portadoras de una información muy valiosa para la exploración del Universo.

La observación del espacio desde la Tierra mediante el telescopio, la deben los astrónomos a tres belgas que inventaron este instrumento al principio del siglo XVII. A pesar de que con los años los telescopios se han ido perfeccionando, la observación de cuerpos celestes a través de estos instrumentos sólo se puede realizar en el espectro visible y algunas franjas del infrarrojo. No fue sino hasta después de la segunda Guerra Mundial que la astronomía se enriqueció con los radiotelescopios que proporcionaron una observación "más transparente" del Universo mediante todo el espectro

² en radiofrecuencias.

Finalmente, con el inicio de la era espacial, los satélites astronómicos, que orbitan la Tierra a unos 1 000 km, abrieron al astrónomo las ventanas de todo el espectro electromagnético para la observación del Universo. Permítaseme mostrar la importancia de esta apertura mediante dos interesantes ejemplos que han resultado de la observación de los rayos X y de algunos rayos infrarrojos.

Los astrónomos han podido percibir en algunas estrellas —de atmósfera muy extendida— súbitos desprendimientos de materia. Estos desprendimientos van asociados con emisiones discontinuas de rayos X que los astrónomos observan y las asocian con la presencia en las vecindades de la estrella, de un cuerpo —hasta ahora hipotético— llamado "hoyo negro". Su campo gravitacional es tan fuerte que absorbe y no permite escapar ni la radiación ni la materia que emite la estrella vecina. De ahí nuestra incapacidad para observarlo.

Las recientes observaciones en el infrarrojo realizadas con instrumentos a bordo de satélites astronómicos han permitido descubrir la presencia de discos de materia que giran alrededor de algunas estrellas. Siendo que los planetas del Sistema Solar fueron formados mediante este tipo de materia, se cree que en un futuro muy lejano estas estrellas estarán acompañadas de sus planetas.

Como se puede apreciar, la exploración en el espacio mediante satélites astronómicos ofrece nuevas perspectivas de fundamental importancia. Es más, próximamente se pondrá en órbita un telescopio estadounidense que permitirá la observación astronómica a más de mil millones de años luz del Sistema Solar, porque aumenta 350 veces la profundidad observable del Universo, con respecto a lo que se tiene a la fecha.

Por lo pronto los astrónomos no pueden explorar los espacios celestes con métodos in situ. Sin embargo, tomando en cuenta que algunas naves espaciales —en lo que resta del siglo XX— se internarán en la Vía Láctea,

³ existe la posibilidad de que estas técnicas se desarrollen más y puedan ayudar al astrónomo en sus exploraciones.

La telecomunicación mediante satélites resolvió prácticamente los problemas de comunicación en el planeta.

Mucho antes de la era espacial se usaban elementos naturales portadores de comunicación como la ionósfera y algunos medios como los cables submarinos. Sin embargo éstos no cuentan con suficiente ancho de banda, por ejemplo para la comunicación televisiva.

Las microondas resolvieron parcialmente este problema por su amplia capacidad de transmisión. Sin embargo, aun en la comunicación por este medio se tienen ciertas limitaciones. Como estas ondas no son reflejadas por la atmósfera, no tienen la capacidad de comunicar directamente a dos estaciones situadas una debajo del horizonte de la otra. De ahí que este tipo de transmisión se logra mediante una red muy densa de estaciones repetidoras de microondas colocadas en tierra firme, pero, por supuesto, nunca en mares y océanos.

Más aún, hay regiones que carecen de estas estaciones de microondas, por ejemplo en las altas montañas y en las selvas. De allí que antes de la era espacial, para comunicar Chile con Argentina la comunicación se lograba sólo vía Nueva York.

Sin embargo los satélites de comunicación —como decíamos— resuelven todos estos problemas, ya que desde la órbita geostacionaria éstos funcionan como altas torres cuya "visión" abarca tanto mares y océanos como continentes.

Actualmente la comunicación internacional y nacional se realiza mediante satélites pertenecientes a organismos internacionales. Sólo algunos países cuentan con sus propios satélites de comunicación, en general para servicio nacional, entre ellos, México con el Sistema Morelos.

Las aplicaciones de la telecomunicación mediante satélites son múltiples. Entre otras figuran la telefonía, la televisión y la telegrafía ya sea a nivel regional, continental o transoceánico; también la comunicación entre pueblos remotos que antes estaban incomunicados. Canadá por ejemplo, es uno de los países de mayor extensión territorial con población esquimal al norte que, antes de la era espacial; carecían de medios de comunicación. Hoy en día no sólo pueden comunicarse entre sus diferentes pueblos sino también con grandes urbes.

Aparte de la comunicación terrestre y oceánica existe también la comunicación entre estaciones terrenas y satélites o naves espaciales. Por ejemplo, es fundamental captar la información sobre la exploración realizada por naves espaciales en planetas, lunas y cometas y en la exploración de los espacios mismos.

También la comunicación que se logra con los astronautas, durante su permanencia en el espacio es trascendente. Tal es el caso de los astronautas que permanecieron varias horas en el suelo lunar, o por ejemplo, la comunicación frecuente que se establece con los astronautas rusos, que llegan a quedarse unos nueve meses abordo del MIR, hasta ahora la única estación orbital permanente.

Como lo indica su nombre, la teleobservación significa observar, detectar o percibir a distancia. De ahí que también se le conozca por teledetección. Cuando se trata de la observación de los recursos naturales terrestres se le llama percepción remota.

Figura 5. Campo maderero con plaga, detectado por satélites de Percepción Remota.

En general, para realizar la percepción remota (PR), los satélites coleccionan los datos mediante un código digital para después transmitirlos a la Tierra, donde son transformados en imágenes. El logro de una imagen terrestre de unos 34 225 km² se obtiene en aproximadamente dos horas.

Con la percepción remota es posible detectar todos los recursos naturales, sus deterioros y transformaciones. Por esto es que la PR cobra una importancia impresionante no sólo por las posibilidades que ofrece de exploración y conocimiento de dichos recursos, sino también dentro de los procesos productivos y económicos de los países. De hecho, con la PR se han enriquecido muchas disciplinas. A continuación presentamos un listado que por si mismo habla del amplio y variado espectro en que la PR es útil. Aparecen solamente unos cuantos ejemplos.

Sin embargo, hasta la fecha sólo cinco países cuentan con satélites de percepción remota, los cuales pueden explorar todo lo que encuentran a lo largo de sus órbitas.

Los países que cuentan con satélites de percepción remota son: la India, los Estados Unidos, la URSS, Japón y Francia. Entre éstos, la serie de dos satélites franceses Spot destaca por su gran avance tecnológico. El Spot 2 logrará la detección de casi todos los recursos de la mayoría de los países en aproximadamente 24 horas y estará ubicado en la órbita polar. La rapidez con la que efectuará sus operaciones, le permitirá fácilmente observar los recursos naturales temporales como —por ejemplo— el cultivo.

Los países que, como el nuestro, no cuentan con satélites de PR, se ven obligados a comprar los datos que detectan los satélites de otros países. Asimismo necesitan comprar la infraestructura tecnológica para poder interpretar dichos datos. La compra por parte de nuestros países de los datos y de tecnología soluciona momentáneamente sus necesidades de exploración, que resulta muy costosa cuando trata de la exploración de recursos naturales temporales, tan importantes en la economía nacional de cualquier país.

Antes de la era espacial, la información sobre el estado del tiempo se realizaba mediante contadas estaciones terrestres, que sólo aportaban una información local ocasional. Con base en esta información se solían hacer pronósticos del tiempo muy deficientes, según los propios meteorólogos. Además resultaba imposible establecer estaciones en las montañas altas, océanos, mares y en los desiertos.

Existen dos tipos de órbitas donde actualmente se sitúan los satélites meteorológicos: la órbita geoestacionaria y la órbita polar.

La altura de la órbita geoestacionaria

⁴ le posibilita a los satélites una perspectiva que abarca particularmente toda una cara del planeta —de continentes, océanos y nubosidad.

Por las características de la órbita polar,

⁵ los satélites meteorológicos situados en ella pueden hacer una "revisión de arriba hacia abajo de la Tierra", aunque por su escasa altura tienen una perspectiva mucho menor que los situados en órbita geoestacionaria.

Para lograr una visión global y simultánea del estado meteorológico del planeta es necesario contar —por lo menos— con tres satélites situados en distintos puntos de la órbita geoestacionaria.

La meteorología mediante satélites se inicia a partir de los años setenta con el lanzamiento de Tiros 1 en órbita polar. Su misión fue explorar y recoger 23 000 fotografías del estado del tiempo. Con ello, se inicia una era de predicciones meteorológicas de mucha mayor confiabilidad.

La serie de satélites Tiros en órbitas polares no sólo toman fotografías del estado del tiempo sino además cuentan con instrumentos que detectan la temperatura y evalúan el contenido del ozono en la atmósfera.

Se cuenta con satélites en órbita geoestacionaria desde 1966, que detectan ante todo el estado de nubosidad a nivel global.

La exploración meteorológica se realiza simultáneamente mediante satélites en órbitas polares y en órbitas geoestacionarias. Todo este avance logró que la exploración meteorológica fuera tridimensional y global.

Por ello los satélites meteorológicos actualmente sirven para conocer el estado del tiempo tanto en la tierra como en mares y océanos. De allí que la navegación se guía hoy con base en la información satelitaria que proporciona los datos sobre el estado del tiempo, así corno sobre el estado de las corrientes marinas.

Este avance en navegación marina y oceanográfica va tan lejos que hoy existen compañías que se dedican, con base en los datos de satélites, a señalar a los buques rutas de mayor seguridad y menor uso de combustible.

Finalmente es posible, por la pronta y simultánea detección del estado del tiempo a través de satélites, la existencia de un sistema de alerta meteorológica mundial, para la prevención de daños posibles causados por fenómenos naturales de alto riesgo huracanes, tormentas, etcétera.

Antes de la era espacial, el hombre, para la exploración de los planetas, sólo contaba con telescopios ópticos y de radiofrecuencia. Estos aparatos le proporcionaban una información no nítida debido, en parte, a las distancias de centenas y hasta miles de millones de kilómetros existentes entre los planetas observados y la Tierra.

Con el advenimiento de la era espacial el hombre logró enviar al espacio múltiples naves dotadas de instrumentos para realizar misiones de exploración de los planetas del Sistema Solar. Tanto las naves como los instrumentos fueron totalmente automatizados, sin presencia ni participación de astronautas.

La exploración de los planetas se realizó con diversos métodos. Para ello, las naves algunas veces solamente pasaban en la cercanía de los planetas; y algunas otras, las naves tenían una permanencia relativamente larga en órbita planetaria.

En el caso de la exploración de los planetas de suelo sólido, se usó además el método de impacto con el suelo planetario, utilizando instrumentos para la exploración del mismo y del medio ambiente. Se usó también, desde la nave en órbita, un descenso suave de una "cápsula"

⁶ o un "lander"

⁷ que se depositaba en el suelo planetario y ejecutaba la exploración también mediante instrumentos automatizados.

En los planetas gaseosos o líquidos como Júpiter, Saturno y Urano la exploración se realiza básicamente desde las alturas de las atmósferas planetarias.

Los instrumentos a bordo de las naves de las cápsulas, de los "landers" o de los globos se utilizaron principalmente para la exploración de las atmósferas y su composición, así como del campo magnético, la magnetósfera, los Anillos de Van Allen, los vientos planetarios, la interacción con el viento solar y la presencia de rayos cósmicos.

⁸

Otros de los instrumentos de exploración utilizados fueron los relacionados con los que exploraban las superficies planetarias, los satélites de dichos planetas, los asteroides y meteoritos. También las naves estaban equipadas con instrumentos indispensables para la telecomunicación con la Tierra radio, imagen televisiva y por supuesto, aparatos para la toma y envío de datos y fotografías.

Y para terminar con los métodos de exploración planetaria el hombre aprovechó los "instrumentos naturales". Usó la fuerza de gravedad de algunos planetas para impulsar y encaminar las naves hacia otros planetas, ya sea para enviarlas en dirección perpendicular a la eclíptica o bien para dirigirlas hacia la frontera del espacio interplanetario, —hasta ahora desconocida— y para que éstas posteriormente se adentraran en el espacio interestelar.

La exploración de los planetas se realizó por medio de las naves espaciales de la URSS y de los Estados Unidos empezando con los planetas más cercanos al Sol, a saber Venus, Marte y Mercurio y terminando con Júpiter, Saturno y Urano, que se encuentra a unos 3 000 millones de kilómetros de distancia del Sol. La exploración de los primeros se realiza entre 1961 y 1984, mientras que de los segundos entre 1972 y 1986.

La serie de naves soviéticas Venera que exploraron Venus lograron en orden cronológico: el primer acercamiento a Venus; el impacto con el suelo venusiano; el descenso de una cápsula dotada de un paracaídas y finalmente la colocación de la nave en órbita venusiana y el subsecuente descenso a la superficie venusiana de un "lander".

Además en 1984 la URSS envía las naves Vega 1 y Vega 2 hacia Venus, mismas que, como veremos, exploraron el cometa Halley dejando, cada una, un globo dotado de instrumentos para la exploración de la atmósfera.

Los Estados Unidos en cambio envían primero a Venus los Mariner 2 y Mariner 10, que pasan a miles de kilómetros del planeta. En 1978 enviaron un orbitador

⁹ venusiano, el Pionero-Venus, que mediante un radar exploró la atmósfera y realizó el estudio de la superficie por medio de cuatro sondas, dos del lado día y dos del lado noche.

La exploración de Marte se realizó entre 1965 y 1974 mediante tres naves estadunidenses Mariner y siete naves soviéticas Marte. Los Mariners se limitaron al acercamiento al planeta mientras que la serie de naves de la URSS iniciaron su exploración colocándose en órbita y descendiendo después lentamente a la superficie marciana.

Mercurio, el planeta más pequeño y cercano al Sol fue explorado en 1973 por el Mariner 10, que pasó tres veces cerca de este planeta fotografiando y enviando los datos a la Tierra.

Estados Unidos fue el único país que exploró Júpiter, Saturno y Urano. Para ello se utilizaron las naves Pionero 10 y 11 y Voyager 1 y 2. Nótese que la exploración de estos planetas —en contraste con los cercanos al Sol— se basa en datos no siempre directos debido ante todo al hecho de que las naves no se pueden adentrar en las regiones más internas de los planetas.

La exploración de Júpiter comienza con Pionero 10 lanzado en marzo de 1972 desde Cabo Kennedy. Después de once horas de vuelo cruza la órbita lunar y entra en la zona de los anillos de asteroides —que se encuentra entre Marte y Júpiter— la que atraviesa durante siete meses. Nueve meses más tarde inicia la exploración de Júpiter a una distancia de 209 600 kilómetros del planeta. La comunicación con la Tierra se logra mediante una antena que cuenta con un sensor solar como fuente de energía. El Pionero 10 abandonó Júpiter después de siete días de exploración. Se espera que cruzará la órbita de Plutón, y seguirá a lo largo de la eclíptica para posteriormente abandonar el Sistema Solar. Por su lado, la nave Pionero 11 —después de un viaje de 20 meses— llegó a Júpiter a fines de 1974, donde penetró hasta 36 800 kilómetros dentro de las nubes, desde donde exploró muchas de las características de Júpiter, superando lo realizado por Pionero 10.

Terminando la exploración de Júpiter, e1 Pionero 11, también llamado Pionero-Saturno llegó a Saturno en 1979, después de recorrer aproximadamente tres millones de kilómetros en el espacio. La nave logró el mayor acercamiento al planeta al llegar hasta 20 000 kilómetros de profundidad debajo del techo de nubes. Terminando la misión, la fuerza de gravedad del planeta impulsó a la nave en la dirección perpendicular a la eclíptica.

El mayor acercamiento de los Voyager 1 y 2 a Júpiter ocurre entre marzo y agosto de 1979 o sea unos 20 meses después de sus lanzamientos. Los grandes descubrimientos logrados mediante estas naves fueron observados en pantallas televisivas tanto en Estados Unidos como en México. Terminando la exploración, que duró más de 100 días, se logró enviar a la Tierra un número extraordinario (de 250 mil millones de bits) de datos.

Realizada la misión en unos 100 días, se utilizó la fuerza de gravedad de Júpiter para dirigir los Voyager hacia Saturno, logrando así el encuentro con este planeta en agosto de 1980, exploración que termina en diciembre del mismo año. Acabada la misión, el Voyager 1, seguirá su camino a lo largo de la eclíptica, para llegar a la heliopausa; cruzando esta frontera —aún desconocida— la nave tomará el rumbo del espacio galáctico.

Por otro lado y aprovechando una situación coyuntural, la que sólo ocurre una vez cada ,175 años, se logró mediante el uso de gravedad de Saturno encaminar al Voyager 2, hacia Urano.

Así, después de ocho y medio años de viaje a través del espacio interplanetario esta nave se acercó en enero de 1986 a 107 000 kilómetros de este planeta, y durante 5 meses realizó la exploración del mismo.

La transmisión a la Tierra de fotografías y datos obtenidos tomó dos horas y 45 minutos, siendo la distancia entre Urano y Tierra del orden de 294 mil millones de kilómetros. Para mejorar la transmisión de las señales provenientes del Voyager 2, se instalaron unas nuevas antenas parabólicas en Australia, España, California y en los Estados Unidos.

Después de terminar la misión, el Voyager 2 cruzará la heliopausa para iniciar una historia de navegación a través del espacio interestelar.

¹⁰

La exploración de la Luna sin duda es hasta la fecha una de las hazañas espaciales más extraordinarias del hombre. En ella participaron tanto las naves norteamericanas como las soviéticas.

La exploración de la Luna por parte de los Estados Unidos se inició en 1961 con dos tipos de misiones: las que se realizaron por medio de naves automatizadas y que podríamos llamar "auxiliares": los Rangers, los Surveyors y los orbitadores lunares. Estas misiones auxiliares sirvieron de apoyo a la serie fundamental —y de todos conocida— de las 18 naves Apolo. Como veremos más tarde, la exploración de la Luna por parte de los soviéticos se hizo mediante 24 naves, totalmente automatizadas conocidas con el nombre de Lunas.

Las misiones de los Rangers estadounidenses y que comenzaron —como decíamos— desde 1961, consistían en una especie de hara-kiri: las naves se iban acercando a la Luna hasta impactarse y destruirse contra el suelo lunar. Durante los últimos 10 minutos anteriores a la colisión, lograban fotografiar la superficie del satélite y enviar las imágenes a la Tierra.

Las misiones de los orbitadores lunares duraron muy poco por fallas ingenieriles. Sus misiones —desde la órbita lunar— eran nuevamente fotografiar la superficie para las futuras y apropiadas zonas de alunizaje de las naves Apolo y de los Surveyors. Esto comenzó en agosto de 1966 para terminar en 1967.

Casi paralelamente, en mayo de 1966, se inician también las misiones de exploración de las naves Surveyors, que entraron en órbita lunar cumpliendo con proyectos de exploraciones ingenieriles y científicas así como de toma de imágenes. La finalidad de estas exploraciones era también la selección de las zonas más adecuadas para el alunizaje de las naves Apolo. Para ello, estas naves utilizaron el método de descenso suave a la superficie lunar. En estas mismas misiones se realizaron también algunas excavaciones del suelo lunar para su análisis químico.

Otro de los elementos auxiliares para el proyecto Apolo fueron los satélites tripulados Gemini, de órbita baja, que cumplían con diversas misiones, de las cuales sólo algunas estaban asociadas al proyecto Apolo. Se centraron en la exploración de las "condiciones de acoplamiento" entre naves, mismas que se esperaba después lograr entre el módulo lunar,

¹¹ que bajaría a la Luna, y la nave Apolo, que se quedaría en órbita lunar.

El programa se inició en l966, con la serie de seis naves Apolo totalmente automatizadas y sin tripulación a bordo. Sus principales misiones fueron las pruebas ingenieriles de funcionamiento de cohetes de la nave y de descenso y ascenso del módulo lunar.

Los vuelos tripulados comenzaron con el Apolo 7, en el que los astronautas realizaron —desde la nave— las pruebas del funcionamiento de la misma y experimentaron con el sistema de rastreo, comando y comunicación. También se llevaron a cabo experimentos médicos sobre la desmineralización de los huesos y los cambios celulares de la sangre de los astronautas.

El Apolo 8 fue la primera nave que además de ser tripulada, pudo permanecer en la órbita lunar durante 20 horas. Ya con las naves Apolo 9 y 10, los astronautas realizaron pruebas ingenieriles en el módulo lunar y pruebas de alunizaje de los astronautas. Finalmente, estas naves hicieron un vuelo de ocho horas en el que los astronautas permanecieron en el módulo orbitando la Luna, a la altura de 14 km sobre la superficie de nuestro satélite.

No fue sino hasta julio 20 de 1969, cuando el Apolo 11 se cubre de gloria por lograr el primer descenso del hombre a la superficie lunar. Esta misión tuvo también como objetivo la exploración del suelo de la Luna, sus características y del medio. Así el Apolo 11 mostró la capacidad del hombre de salir al espacio, trabajar en éste para regresar después sano y salvo a la Tierra.

Las siguientes misiones de la serie Apolo se concentraron en exploraciones seleneológicas y la exploración y colección de muestras del suelo lunar, incluyendo aquellas que fueron traídas a la Tierra. Además se estudiaron las variaciones gravitacionales de la Luna, el medio lunar, la penetración del viento solar, la presencia de protones, iones y electrones en el espacio lunar y las actividades sísmicas de la Luna. Fueron muy importantes también las exploraciones del ambiente lunar, mismas que se lograron por la interacción del hombre con el vehículo de transporte "Rover", con éste, los astronautas podían trasladarse a distintas partes de la Luna.

El proyecto termina en 1975 con el lanzamiento de la nave Apolo 18 y la permanencia temporal de astronautas en el suelo lunar. En este último proyecto participaron también los soviéticos. Con el amarizaje en el Océano Pacífico y el exitoso regreso de los astronautas a la Tierra, concluyen las enriquecedoras misiones de la serie Apolo.

En contraste con la exploración estadounidense de la Luna, la Unión Soviética se basó en naves e instrumentos robotizados.

La exploración de la Luna, mediante 24 naves llamadas Luna la iniciaron los soviéticos en 1959 con el lanzamiento de Luna 1, la que pasó a 6 500 km de nuestro satélite mientras iba coleccionando fotos del mismo y enviándolas a la Tierra.

La nave Luna 2 chocó con el suelo lunar pero logró una exploración mediante instrumentos que mostraron la ausencia en nuestro satélite de las radiaciones de los Anillos de Van Allen. La Luna 3 pasó a 7 000 km, de la Luna, logrando fotografiar su lado obscuro.

Entre 1963 y 1965 se lanzaron cinco naves; todas éstas intentaban descender suavemente en la Luna: algunas no lo lograron porque se alejaron demasiado y otras porque chocaron con la superficie lunar.

La nave 9 lanzada en 1966 y enviada a la órbita lunar, alrededor de la cual orbitó 460 veces, seleccionó durante un semestre datos circunlunares que envió a la Tierra. En cambio, Luna 10 logró un estudio mediante instrumentos y descubrió que el campo magnético de la Luna es muy débil y que alrededor de ésta existe una ínfima densidad de micrometeoroides. Las siguientes misiones de las naves Luna se concentraron en datos científicos tales como la densidad del suelo, el campo gravitacional de la Luna y las relaciones masa-Tierra-Luna. Para conocer la tercera dimensión del suelo lunar se utilizó un taladro automático que penetró hasta 35 cm de profundidad del suelo, enviándose 100 gr de muestras lunares a la Tierra.

La robotización de las naves e instrumentos soviéticos en la exploración lunar, desempeñó un papel fundamental para el mayor conocimiento de la Luna.

En noviembre de 1970 se logró el descenso al suelo lunar, por medio de una rampa, del vehículo robotizado Lunakhod, que contó con un radio que transmitió y recibió las instrucciones, dos sistemas de televisión para lograr imágenes panorámicas, cámaras fotográficas, un sistema de antenas, telescopio de rayos x, detectores de protones, electrones y partículas alfa.

La misión del Lunakhod 2 fue similar a la del anterior Lunakhod, pero viajó a través de zonas accidentadas y a lo largo de distancias más grandes. Por ello el Lunakhod 2 pudo obtener un mayor número de datos.

La exploración de la Luna por los soviéticos terminó en 1976 con las misiones de las naves 22, 23 y 24 de la serie y que se abocaron a la exploración de la Luna desde la órbita. Así terminan estas interesantes misiones soviéticas robotizadas.

En su larga historia de 30 viajes alrededor del Sol, en noviembre 27 de 1985 el cometa Halley se encontró con una serie de naves espaciales esperando su aparición.

Figura 6. Cometa Halley, explorado por medio de satélites de diferentes países.

Entre éstas figuraba el Giotto de la ESA (Agencia Espacial Europea), los dos satélites japoneses Sakigake y Suisei, la nave internacional ICE y las dos naves rusas Vega 1 y Vega 2, una de las cuales, como ya lo mencionamos, antes de llegar al Halley pasó cerca de Venus dejando en la superficie del planeta un "lander" y dos globos (Figura 6).

Tomemos como ejemplo la exploración realizada por las dos naves espaciales Vega 1 y Vega 2, en la que cooperaron los Estados Unidos con la Unión Soviética.

En menos de dos horas las naves Vega atravesaron el cometa a 280 000 km/seg cruzando la cola del cometa y acercándose hasta unos 5 000 kilómetros del núcleo. Este cuerpo sólido en forma de una papa, resultó ser el objeto más oscuro del Sistema Solar.

El Sol, al calentar el material del núcleo, da lugar a que se emita un gas con pequeñas partículas de polvo. La lista de elementos de la cola incluye entre otros CN, C, CH, H₂0, NH₂ y HCN; se detectó también que la componente principal del gas ionizado está formada por agua.

Además, con los aparatos a bordo se descubrió también la presencia del plasma y de una onda de choque que se extiende a un millón de kilómetros.

Para resumir, de la exploración del Halley se concluye que los cometas son pequeños cuerpos de polvo y hielo, que quedaron de la temprana formación del Sistema Solar.

El calentamiento del cometa en la cercanía del Sol y la aureola que se forma alrededor del núcleo es en parte responsable de toda la mística de siglos que se asocia a los cometas.

Nos gustaría presentarles el panorama actual de las actividades espaciales en nuestro país.

La Universidad Nacional Autónoma de México forma cuadros de alto nivel académico en múltiples disciplinas espaciales, tanto en ciencias básicas y aplicadas especiales, como en sociales. Recientemente la UNAM está desarrollando tecnología espacial;

¹² al mismo tiempo, atiende sus necesidades haciendo uso de la infraestructura tecnológica espacial ya existente en el país.

También, dentro de sus actividades espaciales, participa el sector gubernamental y algunas otras instituciones del país. Veamos esto con más detenimiento.

La trayectoria espacial de la UNAM, se inicia en 1962 con la fundación del Departamento del Espacio Exterior —hoy Departamento de Física Espacial— en el Instituto de Geofísica. Además, en esa fecha se integró al Plan de Estudios de la Facultad de Derecho, la cátedra de derecho en aeronáutica y astronáutica. Actualmente, el Instituto de Geofísica ofrece cursos de maestría y doctorado en Física Espacial.

Conviene señalar que las ciencias espaciales básicas, como la Física Espacial del Sistema Solar y la Astrofísica, se desarrollan exclusivamente en los Institutos de Geofísica y el de Astronomía de la UNAM.

La climatología y meteorología satelitarias se realizan en el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM.

Diversos institutos de la UNAM utilizan los datos obtenidos de percepción remota: el instituto de Geografía, el Instituto de Geología, la Facultad de Ciencias, el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, el Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, y el Instituto de Geofísica. Sólo en los últimos se investiga sobre ella y en el de Geofísica se imparten cursos de posgrado sobre percepción remota.

La tecnología, que comprende por ejemplo el diseño de construcción de antenas parabólicas, se realiza en el Centro de Instrumentos, y el desarrollo de sistemas de codificación, para la comunicación satelitaria, en la Facultad de Ingeniería.

Por otro lado, el Grupo Interdisciplinario de Actividades Espaciales de la UNAM, fundado en 1985 por la Rectoría, coordina proyectos en ciencias básicas aplicadas y sociales y de tecnología satelitaria con muchos de estos institutos y con otras instituciones de investigación y tecnológicas del país.

Uno de sus principales proyectos es la realización de experimentos espaciales automáticos para ser realizados en estado de microgravedad y vacío relativo. Otro de los proyectos de gran importancia del GIAE es el diseño y construcción de un satélite experimental de colección y envío de datos en el que participan algunas cifras instituciones científicas del país. Además, está especialmente interesado en la formación de recursos humanos en el área espacial. Desarrolla investigaciones sobre la comunicación satelitaria y sobre la repercusión social de la era espacial, tanto en México como en Latinoamérica. Estos últimos proyectos los realiza en coordinación con las facultades de Ciencias Políticas y Sociales y la de Filosofía y Letras.

Asimismo, el GIAE cuenta con proyectos de cooperación latinoamericana de tecnología espacial.

Dentro del sector estatal son cuatro las secretarías implicadas en las actividades espaciales; a saber: la Secretaría de Relaciones Exteriores (SRE), la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), dependiente de la Secretaría de Programación y Presupuesto, y la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH).

Desde el advenimiento de la era espacial, la SRE juega un papel importante en lo que se refiere al derecho internacional del espacio. Se ha caracterizado por su clara pronunciación para que éste sea utilizado con fines pacíficos y por su insistencia en el desarme mundial. También esta Secretaría cuenta con la Dirección General para la Organización de las Naciones Unidas que se encarga de establecer relaciones con la División de Asuntos del Espacio Exterior de la ONU.

La Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) se ocupa de las comunicaciones mediante satélites en México. Maneja el sistema de telefonía, telex y televisión a través del Sistema Morelos, desde su adquisición en 1985. La estación de control y telemetría está ubicada en Iztapalapa, Distrito Federal. Por otro lado, cuenta desde 1968 con la estación terrena en Tulancingo para la comunicación satelitaria internacional, utilizando el Sistema Intelsat

¹³ También imparte esta Secretaría cursos sobre comunicaciones, basados generalmente en tecnología importada en la Escuela Nacional de Telecomunicaciones.

El Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) y la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH) utilizan datos satelitarios para la exploración y conocimiento de los recursos naturales nacionales.

El INEGI se dedica principalmente a la elaboración, cartográfica y al procesamiento de imágenes digitales.

La SARH, por su parte, cuenta con el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) a través de su estación receptora de imágenes de los satélites meteorológicos Geos y Tiros. Éstos proporcionan gratuitamente su servicio por medio de la Organización Mundial Meteorológica. Igualmente hacen uso de la PR (percepción remota) para estudiar y evaluar los índices de desforestación del país.

El servicio que presta la SARH, a través del Sistema Meteorológico Nacional, resulta de gran utilidad para el Servicio Aeronáutico Nacional (SENEAM).

El Instituto Politécnico Nacional (IPN) se dedica principalmente al desarrollo de antenas y equipo terreno de recepción de señales de satélites. Imparte a su vez cursos de licenciatura y maestría en comunicaciones eléctricas y electrónicas del área espacial. El Departamento de Física y Matemáticas del IPN desarrolló modelos matemáticos para control de la estabilidad en órbita del Morelos I.

En la provincia mexicana existen instituciones dedicadas al área espacial que se circunscriben a actividades concretas y regiones específicas.

En Jalapa, Veracruz, se encuentra el Instituto de Investigaciones de Recursos Bióticos (INIREB) que utiliza imágenes de percepción remota para estudiar el clima y la vegetación tropical.

En el Centro de Investigaciones Científicas y Estudios Superiores de Ensenada, Baja California (CICESE) se realizó un plan de telefonía rural regional y se creó el primer laboratorio nacional de electrónica para comunicaciones espaciales y estaciones terrenas de baja capacidad para recepción de imágenes del satélite Morelos. Se ofrecen cursos de maestría y doctorado y comunicaciones.

En Cuernavaca, Morelos, el Departamento de Comunicaciones del Instituto de Investigaciones Electrónicas (IIE) ha realizado diversas actividades espaciales: un programa de computadoras para diseño de redes de comunicación vía satélite, el diseño de una antena parabólica y un programa para la automatización de mediciones del Sistema Morelos.

Si bien el panorama general de las actividades espaciales en México no es muy desarrollado, también es cierto que cuenta con una base científica espacial bastante fuerte que tiene las condiciones para un desarrollo tecnológico propio. De allí nuestro interés en que los jóvenes participen y reconozcan la importancia del quehacer espacial en nuestro pais, además, de lo atractivo que puede resultar el trabajar en esta área de vanguardia.

Para completar la información sobre el uso del espacio; nos gustaría señalar cuáles son las corrientes recientes en esta rama y los futuros proyectos espaciales.

Los vehículos de transporte espacial y el sistema de la primera estación permanente

En 198l, los Estados Unidos iniciaron los vuelos de transbordadores: vehículos espaciales tripulados de gran capacidad de carga, que se colocan y permanecen unos siete días en órbita, a una altura de 300 km, antes de su retorno a la Tierra.

Los transbordadores cuentan con un compartimento de carga —que puede abrirse al espacio— y desde el cual se pueden lanzar los satélites y enviarlos a su órbita,

¹⁴ realizar ejercicios extravehiculares, así como experimentos expuestos al medio espacial. La nave cuenta también con un espacio interior para la tripulación y para los llamados "expertos de carga", quienes son los responsables de la realización de experimentos científicos.

Después de múltiples lanzamientos de transbordadores estadounidenses, los vuelos fueron suspendidos en 1986, por el lamentable accidente sucedido al Challenger.

En ese mismo año, los soviéticos lanzaron al espacio la primera estación permanente MIR, que orbita la Tierra a 340 km de altura. Esta estación, hasta ahora la única en su género, cuenta con una capacidad de acoplamiento con 6 naves espaciales. Dicho enlace puede lograrse automáticamente o mediante la acción del hombre.

La estación permanente MIR es parte de un sistema que cuenta con dos tipos de naves auxiliares que tienen distintas funciones. El Soyuz M tripulado, que ya una vez acoplado cumple con la misión de permanecer algún tiempo en la estación intercambiando astronautas y experimentos, para posteriormente regresar a la Tierra. En cambio, las naves Progreso tienen como función la revitalización y abastecimiento de la estación permanente. Para ello, logran el acoplamiento automático y retornan también automáticamente a la Tierra.

MIR cuenta con cubículos para astronautas, un comedor y diversos espacios dedicados a la realización de experimentos científicos y obtener datos fotográficos. Actualmente, en la estación suelen permanecer dos astronautas unos diez meses, quienes realizan experimentos tanto dentro como fuera de la estación.

Entre los experimentos actuales figuran el posible aprovechamiento de las condiciones del estado de microgravedad y vacío que ofrece el espacio a las naves espaciales en órbita terrestre. Tal es el caso de los transbordadores y del MIR.

Estas naves logran por ejemplo la perfecta aleación de múltiples metales, así como la excelencia de fármacos.

En la Tierra estos procesos distan de ser perfectos por la fuerza de gravedad, las corrientes convectivas y los contactos con el crisol, que provocan que dichas aleaciones sean impuras.

Hasta aquí hemos descrito brevemente algunos de los proyectos espaciales ya realizados o en marcha. Pero la investigación por medio de satélites contempla proyectos aún más ambiciosos a futuro, como ejemplo mencionaremos el proyecto que existe para ser realizado a fines de los 80 y principios de los 90 y que consiste en un estudio exhaustivo sobre el estado actual de la Tierra, de su medio, sobre los elementos cambiables con el tiempo y sobre los que el propio hombre induce.

Así también existen proyectos espaciales a largo plazo pero que se perfilan en un futuro relativamente cercano.

Para asegurar las fuentes de energía para la Tierra, se planea un "sistema de satélites de energía solar", que coleccionarían y enviarían la energía solar a la Tierra. Este proyecto resultaría factible, siempre y cuando se pudiera solucionar el deterioro del medio espacial inducido por los materiales de propulsión de dichos satélites. Se propone también la elaboración en el espacio de estructuras altamente ligeras para usos múltiples.

Se planea además el envío y utilización de minerales de Marte y de la Luna, ante todo los que escasean en la Tierra, como es el aluminio y el uranio. Se prevé también el establecimiento de estaciones de lanzamiento de naves espaciales desde la Luna y desde Marte.

Entre los proyectos a largo plazo, figura una renovada exploración de los planetas y sus satélites, para estudiar no sólo sus características actuales, sino también los elementos de su deterioro.

Finalmente, se prevé en un futuro no muy lejano la construcción e instalación de múltiples estaciones espaciales en donde, se creen artificialmente las condiciones necesarias para que el hombre pueda vivir. De ahí los proyectos de agricultura espacial y la posibilidad de que nazcan niños en estos hogares. De ahí surge esta pregunta ¿por qué antes de pensar en hogares en el espacio, no tratamos de proteger y cultivar más la Tierra?, ciertamente el planeta más bello e importante para nosotros.

Llamamos espacio interplanetario a aquel que se encuentra entre los planetas del Sistema Solar, y que no incluye a la atmósfera solar ni a los espacios circumplanetarios.

El espectro electromagnético es el total de frecuencias de ondas electromagnéticas, desde las más bajas hasta las más altas

Véase el apartado "Las naves espaciales explorando los planetas del Sistema Solar".

Llamamos órbita geoestacionaria a aquella que, siendo circular, está situada en el plano ecuatorial a 36 000 km sobre el nivel medio del mar. Los satélites puestos en esta órbita giran a la velocidad de la rotación de la Tierra y, por tanto, permanecen estacionarios con respecto a un lugar de nuestro planeta.

Los satélites que recorren la órbita polar barren los paralelos de la Tierra en una posición ligeramente inclinada con respecto al eje polar.

Llamamos "cápsula" a un contenedor de gran capacidad de carga, con instrumentos a bordo.

Llamamos "lander" a un vehículo dotado de instrumentos que se deposita en una superficie planetaria, con capacidad de desplazamiento.

Los rayos cósmicos son partículas ionizadas de muy alta energía proveniente del espacio interestelar y del Sol mismo.

Véase Space Log, TRW, volúmenes 11,13,16,17, 18 y 22.

Cápsula que tiene la capacidad de descender al suelo lunar para posteriormente ascender y acoplarse con la nave Apolo en órbita.

Véase, en este mismo apartado, las actividades del Grupo Interdisciplinario de Actividades Espaciales (GIAE)

Intelsat es un consorcio comercial internacional de satélites de comunicación. Proporciona servicios de comunicación internacional y nacional a los países miembros.

Los satélites de telecomunicación Morelos 1 y Morelos II fueron lanzados en 1985, el primero fue colocado en órbita geoestacionaria y el segundo en órbita de almacenamiento, de la cual las fuerzas de gravedad lo irán situando en órbita geoestacionaria hacia 1989.


Objetos y disciplinas de la percepción remota

Agricultura.	Energéticos	Oceanografía.
Asentamientos	(hidrocarburos y	Rutas viales.
humanos.	geotermia)	Selvas.
Cartografía.	Erosión.	Silvicultura.
Climatología.	Meteorología.	Suelos.
Desertificación.	Minería.
Ecología.	Pesca.