Para toda la humanidad

Análisis escena 7: paseo por Polaris

¿Has notado que Dev va andando como tumbado hacia atrás?

¿Y sabes por qué?

Por falta de presupuesto para el departamento de efectos especiales.

Y me voy a explicar. Fíjate en el set empleado para rodar las escenas del pasillo de Polaris

Un buen trabajo de carpintería, sí. ¿Para qué vas a hacer la rueda completa? Se va moviendo la cámara y listo.

Pero hacer solo un segmento tiene un precio.

En la situación real (más bien la que se quiere representar) la gravedad artificial es siempre perpendicular (normal) al suelo del pasillo. Es decir la gravedad sigue la dirección del radio como se ve en la figura siguiente

Caminando por el pasillo con gravedad originada por fuerza centrífuga

Pero en el set de rodaje la gravedad es la de la Tierra. Sí, es perpendicular a la superficie pero a la del suelo, no a la del pasillo que está curvado.

Caminando por el pasillo del set con gravedad terrestre

¿Qué ocurre cuando a través del objetivo de la cámara se hace ver el suelo del comienzo del pasillo como horizontal? Esto

Cuando vemos a Dev caminar por el principio del pasillo nos parece que camina inclinado hacia atrás

Parece que Ed Baldwin tuvo en cuenta esto porque a él no se le nota casi. Pero claro Dev es el ricachón, no el astronauta experimentado.

Y por qué he dicho que es la falta de presupuesto el origen de este «fallito».

Mira esto

En 2001 se construyó una centrifugadora completa que giraba para que los actores (astronautas) siempre estuvieran en la parte inferior (donde precisamente la gravedad de la Tierra y la de la centrifugadora coincidirían).

Y el resultado todos sabemos cuál fue

La centrifugadora de la nave Discovery en 2001, una odisea del espacio
Otro ejemplo de simulación de gravedad artificial con una rueda horizontal
Experimentos reales de gravedad artificial (en órbita)

Pese a lo aparentemente sencillo que físicamente es generar generar «gravedad artificial» la verdad es que son pocas las misiones espaciales que han realizado estudios sobre cómo generarla.

El primer intento de generar gravedad artificial en el espacio, al contrario de lo que hubiera cabido esperar, no se hizo con especímenes animales sino con humanos.

Experimentos humanos

Dentro del proyecto Gemini (ese gran olvidado proyecto entre los proyectos Mercury y Apollo) se realizó una misión que incluyó un experimento de generación de gravedad artificial en órbita.

La misión Gemini XI tripulada por el incalificable «Pete» Conrad como comandante y Rick Gordon como piloto.

Pete y Rick muestran cómo iba a realizarse el experimento de gravedad artificial.

La cápsula Gemini se uniría con un cable de dacrón (fibra de poliester) a una etapa Agena para formar un conjunto al que imprimirían un movimiento tangencial de modo que girara ambos elementos respecto al centro de gravedad.

Generando gravedad artificial en la cápsula Gemini

El 14 de Septiembre de 1966 Rick unió las dos naves con un cable durante una EVA (Actividad extravehicular). Una vez dentro de la cápsula y con un pequeño encendido de los motores laterales de la cápsula Gemini se logró que el conjunto girara a 0,15 r.p.m.

EL sistema de unión de las dos naves no dejaba de ser una cincha de escalador.

Dado que la distancia de la cápsula tripulada al baricentro era de unos 19 m se puede estimar teóricamente que la gravedad artificial que se consiguió fue de 0,0005 g (aunque NASA da el valor más modesto de 0.00015g).

Vista de la etapa Agena desde la capsula Gemini durante el experimento. Observad el cable torsionado.

El conjunto estuvo rotando de esta forma durante dos órbitas y media (4 horas). Los astronautas no sintieron ningún efecto fisiológico pero sí físico ya que los objetos que dejaban cerca del panel de control de la nave se desplazabanhacia el fondo contrario de la nave (precisamente por la «fuerza» centrífuga que como observadores en un sistema no inercial debían incluir en la descripción del movimiento).

Tras el experimento, los astronautas soltaron el cable y dejaron que el Agena se separara de la cápsula.

Durante la EVA de Rick Gordon para conectar las dos naves (Gemini y Agena) con el cable se produjo una escena mítica de la conquista espacial:

Rick Gordon cabalgando a lomos del Agena. No olvidemos que eran pilotos de prueba y lo de poner un cohete entra las piernas era algo a lo que no se podían resistir.
«Ride ‘em, cowboy!» fueron sus palabras en ese momento.

Esa escena fue recreada en la magnífica serie «From Earth to the Moon» producida por Tom Hanks tras el éxito de su película Apollo 13″. Pero tuvieron un fallo ya que el astronauta que aparece a horcajadas en el Agena es Buzz Aldrin y no Rick Gordon.

Escena (digital) de «From Earth to the Moon» con el astronauta equivocado. En la serie es Buzz Aldrin en el Gemini 12.
Esta escena de «Teléfono rojo…» de Stanley Kubrick en la que quizás se inspiro Gordon para su pose.
En este vídeo se puede ver el experimento de generación de gravedad artificial. He puesto el enlace a la parte en cuestión pero si tenéis ganas podéis verlo entero

Desde el Gemini 11 pocos experimentos humanos ha habido de gravedad artificial. Quizás hay uno que merece la pena contar porque no necesitó de ningún dispositivo mecánico para generarla.

Los astronautas de la misión Skylab 2 (creo que es la primera misión tripulada por la calva de Pete) generando su propia gravedad artificial al correr en el interior circular de la tercera etapa del Saturno 2 modificada.
Experimentos con animales

Los primeros animales «centrifugados» en órbita fueron huevos de peces y tortugas.

Dentro del programa Бион (cápsulas soviéticas con participación internacional) dedicadas a estudios de medicina y biología se realizaron experimentos de gravedad artificial en órbita.

La primera de estas cápsulas que llevó una centrifugadora fue la Космос-782, Бион-3, una misión que duró 20 días a finales de 1975.

La cápsula integraba una centrifugadora de 35.5 cm de radio que podía girar hasta 52 r.p.m.

Tras el retorno de la cápsula se comprobó que no había diferencias significativas entre las muestras que se sometieron a 1g de gravedad artificial en órbita con las que se quedaron en tierra (y obviamente estuvieron a 1g) e incluso con otras muestras que volaron en la cápsula pero se desarrollaron a 0g (en microgravedad) durante los 20 días que duró el vuelo.

Tras el éxito de este experimento se diseñó otro más ambicioso en una nueva misión que volaría en 1977, Космос-936, Бион-4.

Centrifugadora utilizada en las misiones Бион.
Космос-782 y Космос-936.

En cada uno de los compartimentos de la centrifugadora iba un lindo ratoncito sin ninguna restricción de movimiento (imagino que muy bien no lo pasaron, pero la ciencia requiere sacrificios). EL radio de giro era en esta ocasión de 32 cm la velocidad de giro 53.5 r.p.m.

El experimento demostró que los efectos de la gravedad artificial eran positivos en los sistemas muscular y óseo respecto a los individuos en microgravedad. Sin embargo tuvo efectos nocivos en el sistema visual y vestibular muy probablemente debido al gradiente de gravedad debido al pequeño tamaño de la centrifugadora (id a la sección de las fórmulas si no la habéis leído antes).

Aspecto de los cubículos de las ratas en la cápsula del Космос-936.
Arriba las que van en el tiovivo espacial a 1g. Abajo las que permanecen en ingravidez.

En los primeros diseños de la Estación Internacional Espacial (ISS) estaba previsto un módulo para estudios biológicos en gravedad artificial. El módulo CAM (Centrifuge Accomodation Module) incluía una centrifugadora de 2.5 metros de diámetro.

Lo que hubiera sido la centrifugadora de la Estación Espacial Internacional

La centrifugadora (GBF: Gravitational Biology Facility) hubiera permitido realizar investigaciones con material biológico en el rango de 0.01 g y 2g en incrementos de 0.01g (recordad que g es la gravedad terrestre a nivel del mar). Hubiera dispuesto de 8 compartimentos para plantas, roedores y otros especímenes.

Dibujo esquemático de la centrifugadora

El despliegue del módulo CAM fue desestimado en Enero de 2005 ya que NASA redujo el inicial número de vuelos de la lanzadera espacial de 28 a solo 16.

La construcción de la centrifugadora corrió a cargo de la Agencia Nacional de Desarrollo Espacial de Japón (NASDA), predecesora de la actual Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA).

Modulo CAM abandonado en un parking del Centro Espacial de Tsukuba.

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Físico por formación, astrónomo por devoción, ingeniero por alimentación, poeta por necesidad.

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