La Estación Espacial Internacional (EEI) y la Película Gravity

A partir del análisis de un fragmento de la película Gravity vas a aprender a aplicar las leyes de Kepler, al reconocer las características de los satélites artificiales como la Estación Espacial Internacional y diferenciar de los satélites naturales. Así como generalizar estas características al movimiento de todos los Astros que giran alrededor de otro cuerpo celeste, al mismo tiempo que identificamos nuestro sistema solar. Revisa el siguiente planteamiento basado en la película Gravity. 

La Dra. Ryan Stone es una especialista a bordo del transbordador espacial Explorer, acompañada por el astronauta Matt Kowalski. Durante una misión para reparar el telescopio espacial Hubble, les advierten que la destrucción de un satélite por parte de los rusos, ha provocado la formación de una nube de desechos espaciales, que los golpean y separan del transbordador, dejando a la Dra. Stone a la deriva en el espacio, Kowalski rápidamente la recupera y se dirige a la Estación Espacial Internacional cronometrando sus relojes ya que tienen 90 minutos antes de que la nube de escombros complete una órbita y los alcancé de nuevo. Observa el siguiente video y las siguientes imágenes de la película:

Examina las siguientes interrogantes en torno a la problemática. Tal vez ahora no tengas respuesta para todas ellas, pero la tendrás una vez que hayas revisado todos los materiales y hecho los ejercicios que a continuación se plantean.

  • ¿Es correcto el tiempo que cronometran para que la basura espacial vuelva a ellos?
  • ¿Qué tipo de órbita sigue la basura espacial?
  • ¿La Estación Espacial va más rápido o más lento en algunos puntos de su órbita?
  • ¿Es posible que exista gran cantidad de desechos espaciales orbitando la Tierra?
  • ¿Qué tipo de satélites son la EEI y el telescopio Hubble?
  • ¿Qué otros satélites se encuentran en órbita en este momento? Y ¿Para qué sirven?
  • ¿Con qué rapidez tiene que salir el cohete que lleva a los satélites al espacio?
  •  ¿Existen otro tipo de satélites orbitando que no han sido elaborados por el ser humano? 
  • ¿Cómo surgieron los planetas y satélites naturales de nuestro sistema solar? 

Para dar respuesta a las anteriores interrogantes revisaremos los siguientes materiales.

Primera ley de Kepler

En febrero de 1600 Kepler llegó al castillo de Benatky, hogar y centro de trabajo de Tycho Brahe, asignándole un problema de investigación “El movimiento de Marte” después de algún tiempo pudo acceder a los datos que, durante décadas recopiló Tycho. Concluyendo que la trayectoria del planeta no es un círculo; se curva hacia dentro por dos lados y hacia fuera en los extremos opuestos enunciando su primera ley.

“Los planetas se mueven alrededor del Sol en órbitas elípticas, estando el Sol en uno de sus focos”.

Segunda Ley de Kepler

La segunda ley nos dice que la  línea que conecta al Sol con un planeta, recorre áreas iguales en tiempos iguales. A esta línea se le conoce como el radio vector de un planeta y al área barrida por este radio vector por unidad de tiempo se le llama “velocidad areal”. La constancia de la velocidad real implica que la velocidad del planeta es mayor al estar más cerca del sol (perihelio) y menor al estar más lejos del sol (afelio). 

Sabiendo lo que dicen la primera y segunda ley de Kepler, observa la siguiente imagen y el GIF.

Segunda Ley de Kepler. Wikimedia Commons

Puedes consultar el siguiente gif:

Órbita de la Tierra alrededor del Sol. Imagen de António Miguel de Campos, Wikimedia Commons.

Actividad

– Sabemos que la Tierra se mueve dentro de una órbita alrededor del sol. Cuando la Tierra está más cerca del sol, decimos que está en su Perihelio y cuando la tierra está más alejada del sol está en su Afelio, como se muestra en la siguiente figura.

Afelio y Perihelio. Wikicommons

Modelo de órbitas planetarias Tierra y Marte

Activa la casilla que dice: muestra de datos físicos, presiona el recuadro de Play/Pausa, pausa cuando la tierra pase por el Perihelio y anota la distancia del Sol a la Tierra, vuelve a activar Play y para cuando pase por el Afelio anotando la distancia que hay al Sol. Realiza lo mismo para Marte. 

Actividad H5P

Habiendo realizado las actividades anteriores sobre la primera y segunda ley de Kepler, elabora la siguiente actividad.