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TEMARIO
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LA CARRERA ESPACIAL
LA COHETERIA
INFLUENCIAS MILITARES
CONTRIBUCIONES ALEMANAS
SATELITES ARTIFICIALES EL SPUTNIK – EXPLORER 1
DETECCION DE LAS SEÑALES – UBICACIÓN ESPACIAL DEL SPUTNIK
EL PROBLEMA INVERSO
TRANSIT y NAVSTAR GPS
LOS PRIMEROS EQUIPOS SISTEMA DOPLER
SEGMENTOS DEL SISTEMA GPS
DETERMINACION DE LA POSICION
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La carrera espacial fue una competencia entre Estados Unidos y la Unión
Soviética que duró desde 1957 a 1975 aproximadamente.
Fue un gran esfuerzo para ambas naciones con el objetivo de:
explorar el espacio exterior con satélites artificiales
enviar humanos al espacio y
posar a un ser humano en la Luna.
Aunque sus raíces están en las primeras tecnologías de cohetes y en las
tensiones internacionales que siguieron a la Segunda Guerra Mundial, la carrera
espacial comenzó de hecho tras el lanzamiento soviético del Sputnik 1 el 4 de
octubre de 1957. El término se originó como analogía de la carrera
armamentística. La carrera espacial se convirtió en una parte importante de la
rivalidad cultural y tecnológica entre la URSS y Estados Unidos durante la
Guerra Fría. La tecnología espacial se convirtió en una arena particularmente
importante en este conflicto, tanto por sus potenciales aplicaciones militares
como por sus efectos psicológicos sobre la moral de la población.
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Los cohetes han interesado a científicos y aficionados desde hace siglos. Los chinos
los utilizaron como armas ya en el siglo XI.
El científico ruso Konstantín Tsiolkovski teorizó en la década de 1880 sobre cohetes
multi-fase propulsados por combustible líquido que podrían llegar al espacio, pero no
fue hasta 1926 que el estadounidense Robert Goddard diseñara un cohete de
combustible líquido práctico.
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Contribuciones alemanas
A mediados de la década de 1920, científicos alemanes empezaron a experimentar
con cohetes propulsados por combustibles líquidos que eran capaces de alcanzar
altitudes y distancias relativamente altas. En 1932, el Reichswehr, predecesor de
la Wehrmacht, adquirió interés en la cohetería como artillería de largo
alcance. Wernher von Braun, un científico de cohetes en alza, se unió al esfuerzo y
desarrolló armas así para su uso en la Segunda Guerra Mundial por parte de
la Alemania nazi. Von Braun adoptó muchas ideas de la investigación original de
Robert Goddard, estudiando y mejorando los cohetes de Goddard.
El cohete A4 alemán, lanzado en 1942, se convirtió en el primer proyectil balístico de
combate y el primer artefacto humano conocido que hizo un vuelo suborbital. En
1943, Alemania empezó la producción de su sucesor, el cohete V2, con un alcance
de 300 km y portando una cabeza de guerra de 1000 kg. La Wehrmacht disparó
miles de cohetes V-2 contra las naciones aliadas, causando daños y muertes
masivas.
Fue el progenitor de todos los cohetes modernos.
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Tras la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos y la Unión Soviética se
embarcaron en una amarga Guerra Fría de espionaje y propaganda. La exploración
espacial y la tecnología de satélites alimentaron la guerra fría en ambos frentes. El
equipamiento a bordo de satélites podía espiar a otros países, con cámaras de fotos
y señales de radar, mientras que los logros espaciales servían de propaganda
política, para demostrar la capacidad científica y el potencial militar de un país.
VIDEO CARRERA ESPACIAL https://www.dailymotion.com/video/x4ygb4p
Los mismos cohetes lanzadores que podían poner en órbita un satélite, a un hombre
o alcanzar algún punto de la Luna podían enviar una bomba atómica a una ciudad
enemiga cualquiera, en misiles militares que tenían el nombre de ICBM. Gran parte
del desarrollo tecnológico requerido para el viaje espacial se aplicaba igualmente a
los cohetes de guerra como los misiles balísticos intercontinentales.
Satélites artificiales
En 1955 tanto EE. UU. como la URSS anunciaron públicamente su intención de
lanzar en los años siguientes satélites artificiales al espacio, como contribución al
Año Geofísico Internacional (1957-1958)
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En los primeros dias de octubre de 1957, la URSS lanzó con éxito el Sputnik 1, el
primer satélite artificial en alcanzar la órbita, y comenzó la carrera espacial. Por sus
implicaciones militares y económicas, el Sputnik causó miedo y provocó debate
político en Estados Unidos. Al mismo tiempo, el lanzamiento del Sputnik se percibió
en la Unión Soviética como una señal importante de las capacidades científicas e
ingenieriles de la nación. El hombre clave de la carrera espacial Rusa fue
KOROLEV
En respuesta al Sputnik, Estados Unidos emplearía un enorme esfuerzo para
recuperar la supremacía tecnológica, incluyendo la modernización de los planes de
estudio con la esperanza de producir más von Brauns y Korolevs.
Esta reacción se conoce hoy en día como crisis del Sputnik.
El público estadounidense, inicialmente desanimado y asustado con el Sputnik,
quedó cautivado por los proyectos estadounidenses que siguieron. Los escolares
seguían la sucesión de lanzamientos, y la construcción de réplicas de cohetes se
convirtió en una afición popular.
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Casi cuatro meses después del lanzamiento del Sputnik 1, Estados Unidos consiguió
lanzar su primer satélite, el Explorer I. Durante ese tiempo se habían producido
varios lanzamientos fallidos de cohetes Vanguard desde Cabo Cañaveral con
consecuencias publicitarias muy negativas.
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EL SPUTNIK 1
El lunes 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética puso en órbita el Sputnik: el primer
satélite artificial de la historia. Era una esfera metálica de 58 centímetros de diámetro,
tenía una masa de 83 kg y orbitó la Tierra a una distancia máxima de 938 kilómetros.
Los transmisores del Sputnik funcionaron durante tres semanas, tras lo cual fallaron
sus baterías. El 4 de enero de 1958, el Sputnik cayó a la Tierra después de haber
completado alrededor de 1.440 órbitas terrestres.
Sus 4 antenas emitían un "bip" (una señal de 20 MHz) cada pocos segundos. Aquel
"bip" era detectable desde la Tierra. La noticia salió en la portada de todos los diarios
del mundo
EMISION BIPS POR EL SPUTNIK 1
https://www.youtube.com/watch?v=ZtwgqpUibfU
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Dos jóvenes físicos: William Guier y George Weiffenbach se anotociaron en la cafetería
del Departamento de Física Aplicada de Maryland y empezaron a discutir sobre la
posibilidad de detectar aquella señal. Sospechaban que todo aquello era un engaño de
la maquinaria propagandística soviética. Weiffenbach estaba haciendo el doctorado en
espectroscopia de microondas y tenía un receptor disponible en su oficina. Ambos se
pusieron a trabajar y a media tarde ya estaban escuchando aquel "bip". No era un
engaño de la propaganda soviética: aquella señal era real.
Era una situación increíble: sentados en una habitación de un suburbio de Maryland,
escuchando señales hechas por el hombre provenientes del espacio. La noticia se
difundió y muchisimas personas llegaron al despacho de Weiffenbach. Los dos jóvenes
se dieron cuenta de que lo que estaban haciendo tenía importancia histórica, así que
empezaron a grabar las señales y el momento en que se recibían. Pronto averiguaron
que por efecto Doppler podían saber si el satélite se acercaba o se alejaba de su
laboratorio así como la velocidad a la que iba. Y más aún, mediante el análisis del
cambio en el efecto Doppler podían conocer el punto donde estaba más cerca del
laboratorio. Casi por accidente dieron con la técnica para calcular la trayectoria del
satélite. Compañeros del laboratorio se unieron a ellos impulsando la investigación,
proponiendo mejoras. El director aprobó los fondos para que aquellos cálculos fueran
introducidos en una nueva computadora llamada UNIVAC. En unos meses ya conocían
la órbita del satélite sólo partiendo de aquel "bip".
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EL PROBLEMA INVERSO
El director del Departamento de Física, Frank Mc Clure, los llamó a su despacho y les
propuso el problema inverso. Es decir, si podían conocer la órbita desde un punto
receptor de la Tierra de un objeto emisor en el espacio, ¿podría averiguarse la posición
de un objeto receptor en la Tierra que captara la señal de un satélite conociendo de
antemano la órbita de dicho satélite? Quería saberlo cuanto antes. Después de unos
intensos días de hacer cálculos volvieron con la respuesta: "el problema inverso", tal
como lo llamaron, tenía solución.
Guier y Weiffenbach pronto supieron por qué ese problema era tan importante para Mc
Clure. El ejército de los EEUU estaba trabajando en el programa Polaris. Consistía en
poder lanzar misiles nucleares desde submarinos. Es fácil calcular la trayectoria de un
misil si es lanzado desde un silo en Alaska, pero desde una plataforma móvil como un
submarino, sin saber en qué punto está en medio de un océano no es tan sencillo.
Pero tal y como los marineros habían utilizado las estrellas para navegar durante miles
de años, los militares iban a poner sus estrellas artificiales con la tecnología de los
satélites. Tres años después los americanos ya habían puesto cinco satélites en órbita.
Con el tiempo, aquel sistema de localización vendría a ser conocido como Global
Position System: el GPS.
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INICIALMENTE SE LO CONOCIÓ COMO SISTEMA TRANSIT Y MAS
TARDE NAVSTAR GPS
TRANSIT
El primer sistema de navegación por satélites fue el Transit, un sistema
desplegado por el ejército de Estados Unidos en los años 1960.
EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (en inglés, GPS; Global
Positioning System), y originalmente Navstar GPS, es un sistema que permite
determinar en toda la Tierra la posición de un objeto (una persona, un vehículo)
con una precisión de hasta centímetros (si se utiliza GPS diferencial),
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MAGNAVOX MX 1502
Basado en la tecnología DOPPLER
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SEGMENTOS QUE FORMAN EL SISTEMA GPS
SEGMENTO ESPACIAL
SEGMENTO DE CONTROL TERRESTRE
SEGMENTO DE LOS USUARIOS DEL SISTEMA
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SEGMENTO ESPACIAL
24 satélites en órbita sobre el planeta Tierra, a 20.80 km
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Este segmento consiste en una serie de Estaciónes de control con antenas
parabólicas dispuestas en la dirección en que orbitan los satélites. Transmiten
los datos al centro de control permanente en Colorado Springs. Alli se calcular
los parametros orbitales de cada satelite y se inyectan esos datos.
SEGMENTO DE CONTROL TERRESTRE
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SEGMENTO DE LOS USUARIOS DEL SISTEMA
Posicionador geodesico, Navegador de mano y navega-
dor vehicular
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URL CEPTM http://www.ceptm.iue.edu.ar/ Secretaría [email protected]
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08 de AGOSTO 2018
