La Estación Espacial Internacional, probablemente el objeto más caro y complejo jamás creado, es un satélite artificial habitable construido en colaboración entre una docena de países. A grandes rasgos podríamos decir que es un laboratorio en órbita alrededor de la Tierra que se ha convertido en un hito histórico en la exploración espacial. Es el único lugar en el espacio donde los astronautas pueden vivir y trabajar de forma continuada durante largos períodos de tiempo.
La primera de las piezas que la componen lleva en órbita desde 1998 y la estación lleva más de 23 años, desde 2000, siendo habitada de manera constante. Por ella han pasado cientos de astronautas de muchas nacionalidades diferentes. La mayoría han sido estadounidenses y rusos, pero también ha habido tripulantes provenientes de Canadá, Japón, Italia, Francia, Alemania y también España. Pedro Duque visitó la EEI en 2003, donde permaneció durante 10 días llevando a cabo diferentes experimentos. Si alguna vez has visto cómo vive la tripulación de la Estación Espacial Internacional, probablemente te habrás dado cuenta de que parecen flotar. Esto no es técnicamente así, y la realidad es mucho más interesante que lo que se ve en apariencia.
Un objeto como la Estación Espacial Internacional podría flotar, junto con la tripulación que contiene, en ausencia de gravedad. Sin embargo no es eso lo que experimenta esta estación. La EEI recorre una órbita alrededor de la Tierra en apenas 90 minutos y situada a unos 400 kilómetros de altura. La gravedad debida a la Tierra no desaparece, ni está cerca de hacerlo, a esa altura Si así fuera, la Luna no podría orbitar a los 386 000 kilómetros de media que nos separan de ella. La aceleración que experimenta un cuerpo por efecto de un campo gravitatorio viene dada por la famosa Ley de la Gravitación Universal, propuesta por el físico inglés Isaac Newton en 1687. En ella aparecen magnitudes como la masa de la Tierra y la distancia entre la Tierra y el objeto al que afecta esa gravedad. También incluye la constante de la gravitación, una cantidad que sirve para convertir entre las unidades utilizadas para medir masas y distancias (kilogramos y metros respectivamente) y las unidades utilizadas para medir fuerzas (los Newtons). Si introducimos los números correspondientes a la masa de la Tierra y a su radio en la fórmula dada por esta Ley obtendremos la gravedad en la superficie de la Tierra, el famoso valor de 9’8 m/s2.
Si ahora sumamos al radio de la Tierra los 400 kilómetros de altura de la órbita de la EEI, obtenemos 8’67 m/s2. Es decir, la aceleración debida a la gravedad ahí arriba es un 88% de la que experimentamos aquí abajo. Dicho de otro modo: es prácticamente igual. Por tanto la estación y sus astronautas no flotan por ausencia de gravedad. De hecho no flotan o no con respecto a la Tierra, al menos. Sin duda flotan con respecto a la nave en la que están, pero ni la Estación Espacial Internacional ni su tripulación se encuentran en suspensión sobre la Tierra sino que caen sin cesar hacia la superficie del planeta, pero lo hacen de una manera muy específica.
Imagina que lanzas una piedra con todas tus fuerzas: subirá, llegará a una altura máxima y volverá a caer. Imagina ahora que lanzas esa misma piedra con mucha más fuerza de forma que llegue más lejos. Si sigues lanzando la piedra cada vez más fuerte, antes o después la lanzarás con tanta fuerza que escapará completamente del campo gravitatorio terrestre, no sin antes curvar un poco su trayectoria por la fuerza de la gravedad. Por tanto, si tiras la piedra demasiado flojo acaba cayendo a tierra y si la tiras demasiado fuerte sigue alejándose por siempre y deja de haber tierra sobre la que caer.
Podríamos visualizarlo considerando que a veces la Tierra no se curva lo suficientemente rápido y otras se curva demasiado rápido. En algún punto intermedio habrá una velocidad a la cual puedas lanzar la piedra de forma que la Tierra vaya curvándose al mismo ritmo al que va cayendo la piedra, de forma que no caiga, pero tampoco salga despedida. Estará siempre cayendo sin llegar a caer, estará en órbita. Esto es lo que le ocurre a la tripulación de la Estación Espacial Internacional. Caen hacia la Tierra a la misma velocidad a la que la Tierra se va curvando por debajo suyo. Los astronautas que están ahí arriba pasan meses seguidos en caída libre y como toda la nave que habitan cae a la vez perciben esa caída como una ausencia de gravedad. Este es precisamente el fundamento de los aviones de gravedad cero. Suben a gran altura y se dejan caer durante unos segundos, de forma que la tripulación experimenta una caída libre como si no hubiera gravedad. La realidad es que este avión está cayendo rápidamente hacia la superficie terrestre y si no volviera a activar sus motores en pocos minutos acabaría chocando contra el suelo.
Referencias:
- Sandra May, 2017, “What Is Microgravity?”, NASA, NASA Knows!
- Chandler, David, 1991, "Weightlessness and Microgravity", The Physics Teacher. 29, doi:10.1119/1.2343327
