El documento resume brevemente la historia de la exploración espacial y la navegación espacial. Detalla los descubrimientos científicos clave que llevaron al desarrollo de cohetes y vuelos espaciales, como las leyes del movimiento de Kepler y Newton. Explica que la navegación espacial se basa principalmente en cohetes de combustible líquido y la transferencia orbital de Hohmann, y destaca la importancia de la gravedad y las órbitas elípticas para viajar entre planetas.

1. Tema: Navegación Espacial
Curso. Cosmografía
Profesor: Eliecer Quesada B
Estudiantes: Marcela Alpizar P
Alejandro Morales M
Fecha; 21 de abril de 2012

2. Se llama astronáutica a la navegación
realizada entre los astros, es decir, realizada
fuera del ámbito de la Tierra. También es
conocida como cosmonáutica, ya que
también se realiza en el cosmos.
El deseo de volar del hombre es casi tan
antiguo como la humanidad misma y soñó
con los vuelos desde tiempos muy anteriores
al logro de los mismos.

3. Breve paseo por la Historia
Fue necesario alcanzar muchos descubrimientos
científicos antes de poder hacer realidad este sueño.
Dédalo fabricó alas de cera a su hijo Ícaro
Caldeos (desde unos 4.000 a.C.) llegaron a predecir
con bastante exactitud los períodos de eclipses.
Pitágoras y a Tales de Mileto: predijo un eclipse total
de Sol, considerar a la Tierra como un globo
Copérnico: creador de la teoría Heliocéntrica, la cual
serviría de base para la astronomía moderna.
Galileo, con la construcción de su primer telescopio
en 1609, logró observar las fases de Venus.

4. Kepler formuló las leyes del movimiento
planetario, definiendo que los planetas giraban
alrededor del sol en órbitas elípticas.
Newton , logró identificar la fuerza de atracción
planetaria con la gravedad terrestre.
Hasta el siglo XIII no se llegaría a la conclusión de
que un artefacto mas pesado que el aire podría
volar, a manos de Roger Bacon
Leonardo da Vinci, máquinas que podían volar y
eran mas pesados que el aire: el planeador, el
helicóptero y el ornicóptero

5. Los primeros cohetes datan del siglo III a.C. en China,
utilizando como combustible sólido a la pólvora.
La astronáutica científica se comenzó a desarrollar casi
al unísono en Estados Unidos y en Europa. Robert
Goddard en EEUU, en los inicios del siglo XX, ideaba
cohetes con combustibles líquidos.
La Unión Soviética lanzó al primer hombre en órbita,
Yuri A. Gagarin, alrededor de la Tierra el 12 de abril de
1961.
El 20 de julio de 1969 los Estados Unidos enviaron dos
hombres a la superficie de luna.

6. Se han lanzado más de 5000 naves
espaciales desde 1957 es necesario
agruparlas en programas, por ejemplo
los programas de la antigua Unión
Soviética Sputnik, Vostok, Soyuz y
Venera,
y
los
norteamericanos
Explorer, Intelsat, Apolo, Voyager y
Space Shuttle.

7. El vuelo espacial tiene que ver con aquellos
movimientos hacia el exterior de nuestro
planeta por lo tanto para entender como
funciona debemos de recurrir a la Primera
Ley de Newton que dice: Todo cuerpo
tiende a mantener su estado de
movimiento de reposo en el que se
encuentre a menos que exista una fuerza
externa que lo modifique“. Se expresa en
aquellas naves que no poseen frenos al
vacío
del
universo.
.

8. El talentoso Sir Isaac Newton (1642-1727)
matemático y físico inglés fue quien pudo
visualizar el movimiento de los objetos
celestes.
Al no existir fricción en el vacío no hay objeto
alguno que detenga el avance de una nave. Es
decir si se impulsa la nave por un minuto esta
seguirá moviéndose infinitamente, siempre
que no haya un efecto de gravedad por otro
cuerpo de mayor tamaño

9. ¿Cómo funciona la navegación espacial?
Cohetes de combustible líquido:
•La potencia propulsora de éstos es la clave de la capacidad humana
para penetrar en el áspero vacío del espacio y necesitan tener una
gran potencia para vencer la fuerza terrestre y situarse en órbita .
•Al lanzar un cohete, éste debe alcanzar cierta velocidad antes de salir
al espacio (velocidad de escape).
•Cuando alcanza esta velocidad crítica, conocida como "velocidad de
escape", el cohete tendrá suficiente energía para vencer la atracción
de la gravedad y abandonar el planeta.
•A velocidades inferiores a la de escape, el proyectil se convertiría en
un satélite artificial en órbita elíptica alrededor del astro que lo
atraiga.
•Según las dimensiones del astro y la velocidad inicial del proyectil,
puede ocurrir que esa trayectoria elíptica se complete o que termine
en colisión con el astro que atrae al proyectil.

10. Es el tipo más extendido en navegación espacial.
El proceso químico que lo alimenta es la
combustión de determinados Propulsores que
desarrollan las partículas gaseosas a alta
temperatura y velocidades responsables del empuje.
Los cohetes de propulsión química, a su vez,
pueden ser de dos tipos: de propulsor sólido y de
propulsor líquido.

11. La Tierra crea un campo gravitatorio causante de la
atracción de los cuerpos en dirección perpendicular a la
superficie de la misma.
En consecuencia, los primeros problemas que han de
resolverse para posibilitar un vuelo espacial están
directamente relacionados con la cuestión de vencer la
fuerza de atracción gravitatoria.
La física indica que esto sólo es posible confiriendo
velocidad a un cuerpo, de modo que consiga escapar a la
influencia del campo gravitatorio terrestre para, luego,
proseguir en vuelo gravitacional y, finalmente, si
procede, hacerlo regresar a la Tierra.

12. Para enviar un vehículo al espacio exterior,
normalmente lo primero que se hace es situarlo en
una órbita de estacionamiento próxima a la de la
Tierra.
Oportunamente se incrementa su velocidad a fin de
que salte a otra trayectoria, definitiva o no.
El problema principal que existe en la navegación
espacial es que para alcanzar una determinada órbita
cuando se están atravesando las capas atmosféricas es
el de encontrar una solución de compromiso entre el
incremento necesario de velocidad y la capacidad de
la resistencia a las altas temperaturas propia del
material con el que está construida la nave.

13. La tecnología actual no permite el impulso de una
nave espacial de forma continua debido al tipo de
combustible utilizado. Por esa razón la mayoría de los
vuelos espaciales actuales se basan en la
"Transferencia de Hohmann".
Órbita de transferencia de Hohmann (en
amarillo).

14. En 1925, un ingeniero alemán, Walter Hohmann dio la
solución teórica para la futura realización de viajes
interplanetarios:
«Cualquier nave que abandone la Tierra, superando su
velocidad de escape, tiene que entrar en una órbita
elíptica alrededor del Sol como si se tratara de otro
planeta más. En consecuencia, para viajar entre dos
planetas con el mínimo consumo de energía hay que
ajustar esta elipse de forma que pase por estos dos
astros.»

15. El primero que propuso utilizar el campo gravitacional
de un planeta para dirigir una sonda hacia un destino
más difícil de alcanzar fue Giuseppe Colombo (19201984), matemático e ingeniero en la Universidad de
Padua (Italia).
La asistencia gravitacional consiste en utilizar la
gravedad de un planeta para impulsar la nave. Al
entrar en las cercanías de un planeta, la gravedad de
éste atrae a la sonda, y dado que el planeta orbita por
el espacio a gran velocidad, la nave gana el impulso
con el que viaja el planeta.

16. GRACIAS!