a 58 libro del_espacio_al_subsuelo.pdf

7/17/2019 a 58 libro Del_espacio_al_subsuelo.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/a-58-libro-delespacioalsubsuelopdf 1/176

Del espacio al subsuelo

Del espacio al subsuelo

D E L E S P A C I O A L S U B S U E L O

Autor: RICARDO PERALTA Y FABI

COMITÉ DE SELECCIÓN EDICIONES PRÓLOGO I. EL RETO ESPACIAL II. DE REGRESO A LA TIERRA, PASANDO POR

...LA ATMÓSFERA

III. EL INGRESO AL SUBSUELO IV: MICROORGANISMOS Y MINERALES V. LA MICROGRAVEDAD Y LOS MATERIALES VI. NUESTRO LABORATORIO EN ÓRBITA

TERRESTRE VII. HACIA EL FUTURO GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA CONTRAPORTADA

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/086/htm/delespac.htm


http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/086/htm/sec_1.htm















































C O M I T É D E S E L E C C I Ó N

Dr. Antonio Alonso

Dr. Juan Ramón de la Fuente

Dr. Jorge Flores

Dr. Leopoldo García-Colín

Dr. Tomás Garza

Dr. Gonzalo Halffter

Dr. Guillermo Haro †

Dr. Jaime Martuscelli

Dr. Héctor Nava Jaimes

Dr. Manuel Peimbert

Dr. Juan José Rivaud

Dr. Emilio Rosenblueth †

Dr. José Sarukhán

Dr. Guillermo Soberón

Coordinadora Fundadora:

Física Alejandra Jaidar †

Coordinadora:

María del Carmen Farías

E D I C I O N E S



Primera edición, 1990

Segunda edición, 1995

La ciencia para Todos es proyecto y propiedad del Fondo de CulturaEconómica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con

los auspicios de la Secretaría de Educación Pública y del ConsejoNacional de Ciencia y Tecnología.

D. R. © 1990 FONDO DE CULTURA ECONÓMICA, S. A. DE C.V.

D. R. © 1995 FONDO DE CULTURA ECONÓMICA

Carretera Picacho-Ajusco 227; 14200 México, D.F.

ISBN 968-16-4806-4 (2a. edición)

ISBN 968-16-3l50-l (la. edición)

Impreso en México

P R Ó L O G O

Sobre la marcha decidí no dedicar este trabajo a un solo tema de entrelas investigaciones que realizo junto con el grupo interdisciplinario enel que trabajo. Los temas incluidos tomaron 10 años para su desarrolloy tocan materias muy diversas. Todo esto lo permití por variasrazones, entre ellas:

Primero, el deseo de plasmar el complejo proceso de cambio de untema de investigación a otro. Durante mis estudios de licenciatura ymaestría (1968-1974) me dediqué con obsesión a la ingenieríaaeroespacial, incluyendo temas de neurociencias espaciales; pero

entonces, desde lejos, decidí que iba a regresar a trabajar a mi patria,así que el doctorado lo hice especializándome en propiedadesingenieriles de materiales complejos, que juzgaba como másimportante para cuando trabajara en México. Durante los primeros seisaños de mi regreso, seguí el tema de estudio doctoral, por ciertainercia como ocurre a menudo, pero con otro tipo de material,fascinante como todos: los suelos arcillosos del valle de México. Perobien dicen que "la cabra tira pa'l monte" (sin alusión personal) y



regresé irremediablemente al campo aeroespacial. El libro lo habíaprimero titulado "Del espacio al subsuelo, y de regreso", mas al fin loacorté, aunque como verá el lector, lo cumplí; además deentretenerme en actividades atmosféricas. Segundo, como esta seriese llama La Ciencia desde México, me propuse incluir principalmente eltrabajo realizado en las condiciones de nuestro país, con todo y suscoyunturas, altibajos, influencia de modas exteriores, aventuras,superapoyos y leves "represiones" académicas, así que sinproponérmelo conscientemente, el escrito refleja la influencia de todosestos factores.

Al lector adaptado a este país y a esta super ciudad no le parecerámuy raro el a veces pintoresco proceso; a un rígido sistemático, y a suanálogo tropical, les parecerá un viaje en montaña rusa y, a ratos, unacaminata en el desierto. Sin embargo, así han sido para mí los intentosde hacer ciencia desde México. En 1978 se vivía la ilusoriaadministración de la petro-opulencia, hoy día, vivimos la cruda social,

y quizá la búsqueda del verdadero desarrollo. Eso sí, creo que deja verla realidad que me ha tocado vivir. Como no sabía escribir, cuandomenos en correcto español y para el público en general, no entrego allector una obra fácil de leer ni con la brevedad óptima, aunque creoque va mejorando hacia el final. Como tampoco soy ratón debiblioteca, aunque acabo leyendo muchas de las horas de cada día, lasapreciaciones finales toman rumbos que hasta a mí me sorprendieronpor su contenido social. No obstante, esa afición humanística laaprendí, como suele decirse, en la escuela de la vida, y esto no meapena, me enorgullece como mexicano y como latinoamericano; poralgo el logotipo de nuestra Universidad Nacional incluye el mapa detoda la patria grande y reza "Por mi raza hablará el espíritu", frase quesé interpretar, y que me gusta.

Advertidos, pues, sólo me resta reconocer la ayuda entusiasta ydesinteresada que otros prestaron para que el libro fuera posible ytuviera menos errores, aunque en mí recae la responsabilidad detantas aseveraciones que por ahí van saliendo. Como es natural, ellibro no presenta sólo el trabajo propio, sino el de muchas personascon las que colaboro y que sería muy largo mencionar. No obstante,como otros autores, ahora lo comprendo claramente, reconozco que loválido que puede tener esta obra se debe también a su influenciaconstructiva. En primer término, a la de mi compañera Rosalinda

Medina, que no sé cómo todavía me aguanta; a la de nuestros hijosErnesto y Emiliano que, aunque pequeños, les tocó facilitar micomprensión de cómo analizan y entienden las personas las cosas queparecen complejas, y por sufrir, casi sin decírmelo, la ausencia de supadre, aun estando en su presencia. A la influencia de mis padres, queaparte de ser los culpables de que esté yo aquí, lo son de que mededique con pasión a todas mis ocurrencias. Profesionalmente,agradezco a mi principal formador (o reformador), al profesor D. R.



Axelrad que me enseñó a atar hasta el último cabo y a quien tantodesobedezco; al entonces director de mi centro de trabajo, el Institutode Ingeniería, profesor Daniel Reséndiz, que supo apoyar unainvestigación sin esperar garantías a cambio, a pesar de ser de su máscercano interés y aun cuando me vio derivar hacia el monte; a miscolegas más cercanos: Esaú Vicente, Jorge Prado, Armando Peralta,Orlando Palacios (mi primer colaborador), Oscar Weckmann, MargaritaNavarrete y Víctor Romero quienes, con su juventud crítica, no medejan fallar ni rezagarme. En la revisión conceptual del manuscritoparticiparon, además, mi hermano Ramón, el físico, Efraín Ovando,amigo, investigador de suelos, y Jesús Machado Salas, otro amigoinvestigador, pero de neuro. La redacción, labor titánica en mi caso, lahizo Maribel Madero, quien casi califica de coautora. En elprocesamiento del texto y otros mil apoyos más, Alma Chacón, quienno sé cómo no pierde el ánimo, y aún más.

Aparte de la ayuda de tanta gente, este libro no hubiera visto la luz si

no fuera por otras dos razones más. Una de tipo casual: tuvo unaparticipación importante un didáctico avionazo que me postró mesesen una silla de ruedas y me animó a vivir aún más, mientras PerlaCastillo tomaba dictado y corregía; la otra razón fue fruto de la máscálida y exigente dedicación al trabajo por parte de la coordinadora deesta serie, la querida doctora María del Carmen Farías y suscolaboradores del Fondo de Cultura Económica. Te añado también a ti,a quien olvidé incluir, e hiciste también un esfuerzo para hacer de míuna persona deseosa de ser útil a la sociedad, sólo espero que la obralo alcance a reflejar, y haga que el lector sienta la vitalidad ydedicación de toda esta gente. Amén.

RICARDO PERALTA

I . E L R E T O E S P A C I A L

LOS INICIOS

UN HOMBRE solo no puede escapar de la gravedad. Su presencia en elespacio es fruto del trabajo de cientos de miles de personas creativas yorganizadas. En un principio, la imaginación de los escritores deciencia ficción hizo que el hombre surcara y explorara el espacio.Siguieron después los ingeniosos, que tradujeron tales sueños afórmulas y cálculos, luego los prácticos convirtieron esas ecuaciones enlos materiales y sistemas que conforman una nave espacial. Los Verne,Tsiolkovski, Oberth, Goddard y Koroliov, apoyados por cientos de miles



de trabajadores multidisciplinarios, convirtieron un viejo sueño de lahumanidad en la realidad tangible de nuestros días.

Desde que el Sputnik 1 hizo su sorpresiva aparición el 4 de octubre de1957, el mundo ya no fue el mismo: la cohetería capaz de colocar enórbita un satélite, y poco después al hombre, abría una nueva era de

la humanidad, la Era Espacial.

La noticia del primer lanzamiento al espacio causó innumerablesreacciones: unos consideraban factible establecer, en este siglo, lasprimeras colonias espaciales; otros, contemplaban la posibilidad deque cayeran bombas atómicas sobre sus ciudades, y otros más, elinicio de una competencia bélico-espacial entre las potenciaseconómicas más importantes. Quizá en algo estaban todos de acuerdo:se nos presentaba otra frontera, la más vasta de todas, que a la vezconstituía un nuevo gran reto para los pueblos que podían apostar suprestigio a la manera de enfrentarlo.

También en los momentos iniciales de la era espacial se establecieron,teniendo en cuenta el prestigio nacional, los programas que daríanempuje a tal empresa; es una pena que desde sus inicios el desarrolloespacial tomara la forma de una colosal competencia, y no el caminode la cooperación, que sin duda permitiría un avance mucho másrápido, costeable y beneficioso para la humanidad. Sin embargo,motivaciones principalmente de tipo militar han determinado que hastala fecha los programas espaciales hayan desaprovechado en granmedida las ventajas de la cooperación internacional.

Hoy en día, los alcances tecnológicos y científicos han avanzado tan

aceleradamente que ya muy pocas personas reconocen claramente loslímites entre la ficción y la realidad. Paradójicamente, en la actualidadla magnitud y la difusión de los avances científicos y tecnológicos hanhecho que las personas pierdan contacto con los alcances reales ypotenciales de esos conocimientos, que tengan la idea de un mundoilusorio y lejano, y que desaprovechen actividades benéficas,desprendidas de ese saber.

Para confundir más al público sobre los valores de la ciencia y latecnología, la tendencia actual en los medios masivos de comunicaciónes presentar los avances de la humanidad y los de la exploraciónespacial como casos extraordinarios del talento, más allá de lacomprensión y realidad cotidiana de cualquiera; pareciera que estosavances sirven más para hacernos sentir pequeños e insignificantes,que para fincar sobre ellos la confianza en que son las herramientasprincipales para el desarrollo más justo de la sociedad futura.

Esta desinformación sobre la utilidad de las actividadestecnocientíficas, aunada a la distorsión que implica su militarización



son, sin duda, algunos de los acontecimientos más contradictorios yfunestos de la vida moderna.

Por estas razones, antes de proseguir, creo justo advertir al lector quesi piensa alimentar un mero entusiasmo por todo lo espacial con estelibro, que no pierda su tiempo y lo regale, pues corre además el

peligro de destruir un castillo de ilusiones. Este trabajo tiene laintención de tratar sólo con la realidad más tangible del quehacerespacial; y en particular, sobre el efecto que tienen en el avance de lahumanidad el estudio y desarrollo de viejos y nuevos materiales, asícomo las diversas actividades espaciales. Asimismo, esta obrapretende ayudar a desmitificar el tema espacial, a nulificar un abismoimaginario entre las actividades espaciales y la vida diaria y acercarnoshacia la comprensión de una interesante actividad que en nuestrosdías nos afecta crecientemente.

LA ACTUALIDAD

Ahora sabemos que algunos frutos de la era espacial son lascomunicaciones amplias o gente trabajando en el espacio; también,aparatos automáticos que estudian casi todo: desde los recursosnaturales propios y ajenos, hasta los planetas más alejados en nuestroSistema Solar. Los adelantos implican astronautas y equipos militares,experimentos científicos y también estudios médicos y biológicos.

Poco a poco, los resultados de las tecnologías aeroespaciales llegan atodos los rincones del planeta, hecho que no mucha gente reconoce, apesar de que gran parte de los habitantes del planeta tiene ya accesopor ejemplo a información climática, a comunicaciones y a útiles

imágenes de la Tierra provenientes de sistemas establecidos en elespacio exterior.

Esta falta de conocimiento sobre las repercusiones del quehacerespacial en la humanidad causó un entusiasmo realmente desmedidoen la primera década de la actividad espacial, que muchas vecesrayaba en lo delirante: algunos programas como la colonización deMarte en nuestro siglo, difundidos en un principio, resultarontotalmente falsos o excesivamente ambiciosos a la hora de enfrentarlos hechos; otros programas son tétricos y apocalípticos, como loscohetes intercontinentales portadores de ojivas nucleares y, másrecientemente, se ha llegado al colmo de confundir la realidad y lailusión con los planes y programas para desatar la llamada "guerra delas galaxias".

NUESTRAS PERSPECTIVAS EN EL ESPACIO

Demasiados dudan de que los países en desarrollo, como México,tengan algo que hacer en el espacio; idea que sólo apoya lo dichosobre el supuesto abismo entre el trabajo espacial y las necesidades de



los países en desarrollo. No obstante, la verdadera dificultad de estospaíses para abordar temas espaciales es otra: estriba en saber a quéaspirar dentro de la variedad de actividades e investigacionesespaciales actuales. Seguir, por ejemplo, el camino de los paísesindustrializados hasta alcanzar sus logros espaciales, no parece viable;esto debimos haberlo hecho hace décadas, como lo hicieron la India yBrasil. Hoy, y en el futuro cercano, nuestros pasos en esa direccióndeben ser necesariamente cautos y certeros, lejanos de lo inseguro,coyuntural o propagandístico. El desarrollo de un país no depende degrandes pasos o saltos hacia adelante, y sí de una mayor cantidad detrabajo sobrio por parte de sus ciudadanos, así como también, nosobra nunca señalarlo, de una autoevaluación justa, que se base en loslogros pasados y presentes, y en las expectativas futuras de cadasociedad.

En los países en vías de desarrollo el impedimento para hacer estudiosespaciales suele ser, en principio, mental; es decir, de antemano se

suponen temas y caminos vedados, o al menos ajenos. Al pensar esto,nos autolimitamos y consentimos en algunos aspectos delsubdesarrollo, haciendo a un lado la búsqueda de nuestras propias víaspara el crecimiento económico y social, y dejando de utilizar losmedios que nos proporciona el avance del conocimiento. Uno de losprimeros pasos a dar es encontrar las mejores herramientas, las másadecuadas a nuestro estado real, que nos posibiliten un avance y unauge económico estable. Claro está, también se requiere que nuestraorganización social responda y se encuentre a la altura de lasnecesidades. Un desafío para nuestros países.

Para encaminarnos se puede, por ejemplo, elaborar políticas y

procurar los medios que permitan al país avanzar con seguridad en ladirección que su sociedad y su gobierno seleccionen, sin tener queimitar tardía y torpemente el camino de otros. En cuanto a logrosespaciales, México posee la capacidad en un corto plazo, dos o tresaños, de manejar satélites en órbita, de diseño y fabricaciónnacionales. Primero, unos satélites de experimentación, para allanarsolamente el camino de la técnica: de hecho, al escribir estas líneas,los planes al respecto avanzan y han recibido su primer apoyofinanciero; del diseño preliminar ya se encarga la UniversidadNacional, con la colaboración de otros importantes centros deinvestigación, en los que se visualizan con claridad las ventajas futuras

de tal empresa y que apoyan este tipo de proyectos piloto. Al primersatélite seguirán otros y en pocos años tendremos la tecnologíanecesaria para no volver a gastar grandes cantidades en comprarsatélites a los países desarrollados, sino hasta exportárselos, como lohace hoy Brasil con su aviación. Claro está, en el espacio no todo sonsatélites o astronautas, como parece al primer vistazo; hay otrasactividades que también requieren de la atención de todos nosotros, ocuando menos, de que las conozcamos. Dichas actividades pueden ser



experimentos y observaciones realizados en el espacio, preparadospara conocer más sobre la naturaleza que nos rodea, que hacen uso delas condiciones propias y únicas del ambiente espacial, o aquellas quepretenden fabricar productos en el espacio, y que resultan, comoveremos, de gran valor para todos. En las siguientes seccionesanalizaremos con detenimiento las condiciones que ofrece la órbitaterrestre.

LA MICROGRAVEDAD

En el espacio, particularmente en la órbita terrestre, hay variascondiciones especiales y únicas, que resultan muy útiles para grannúmero de actividades. Entre estas condiciones, primero veremos unade las más curiosas: la microgravedad, o imponderabilidad.

Estando dentro de una nave en órbita, los efectos de la gravedad no seperciben: las cosas no caen al suelo, todo flota, la gente, el jugo denaranja, las cámaras fotográficas, todo. En órbita, por ejemplo a unaaltura de 300 km, un satélite se encuentra bajo el efecto de dosfuerzas en equilibrio: por un lado la gravedad que tiende, comosabemos, a provocar que las cosas caigan hacia la Tierra, y por otro,una fuerza (centrífuga) opuesta que proviene de la trayectoria delsatélite alrededor de la Tierra.

Sin embargo, la Tierra no es una esfera de dimensiones precisas yuniformes, de hecho, tiene una forma tan especial que se tuvo queinventar una nueva palabra, geoide (algo entre una pera y unanaranja), y por tal motivo, cuando un satélite orbita el planeta, lafuerza de gravedad varía ligeramente, según el lugar que sobrevuela;

por esto el equilibrio entre las fuerzas mencionadas varía, provocandopequeñas aceleraciones que oscilan de milésimas a millonésimas de losvalores de la gravedad en la superficie terrestre.

De la magnitud de estas pequeñas variaciones, proviene el nombre demicrogravedad: fuerzas que alcanzan la millonésima parte de lagravedad sobre la Tierra. Es quizá más preciso llamarlaimponderabilidad que "ingravidez", como la llaman algunos autores, yaque la palabra gravidez se refiere sólo al estado de embarazo en lamujer, y destacados médicos ginecobstetras me aseguran que deciringravidez o microgravidez no es correcto, ya que, en el primer caso,si no hay embarazo no hay por qué señalarlo llamándolo ingravidez; yen el segundo caso, no se puede estar embarazada una millonésimaparte. En fin, la fuerza de la costumbre acabará dictando cómollamaremos al fenómeno de microgravedad o imponderabilidad.

Ponderar es pesar: las cosas se ponderan, es decir se pesan; peroestando en órbita nada pesa, las cosas por tanto son imponderables.En todo el libro hablaremos de esta propiedad de las cosas en órbita,porque tiene muchas y muy importantes repercusiones para los



científicos e ingenieros espaciales, y en consecuencia podría tenertambién —dentro de muy poco tiempo— efectos benéficos para loshabitantes de cualquier país del planeta, como trataremos de mostraren varias secciones de esta obra. Uno de los primeros efectos quenotaríamos estando en órbita, aparte de que nuestro estómago no sesentiría igual y de que entraríamos en un estado medio eufórico detanta emoción, es que al ponerle leche al café, no se mezclarían tanfácilmente solos, puesto que en órbita no se llevan a cabo lascorrientes naturales que en la Tierra mezclan las cosas frías ycalientes.

Por estas características, en órbita se pueden tener experiencias y,sobre todo, hacer experimentos únicos imposibles de repetir en tierra;por eso, la microgravedad es tan interesante. Entre las muchasposibilidades que nos abre la imponderabilidad, podemos, a modo deintroducción, mencionar la producción de medicamentos de ultra altapureza, la preparación de aleaciones con resistencias cientos de veces

mayores que las producidas en tierra, el estudio de fuerzas muypequeñas, que en los laboratorios terrestres se esconden detrás de losefectos de la gravedad, y muchas otras actividades.

LA VISIÓN AMPLIA

Otra condición única del espacio es la visión total que la gente o losequipos en órbita tienen de la Tierra y del resto del Universo: a estapropiedad los científicos e ingenieros la llaman visión sinóptica. Si bienlos aviones pueden volar muy alto, normalmente a unos diezkilómetros, o hasta a 90 algunos muy especiales y costosos, losingenios espaciales pueden colocarse a cientos y hasta a muchos miles

de kilómetros de la Tierra, en posiciones móviles o fijas en el planoecuatorial, con lo que pueden cubrir a un país dado con sus señales.Desde allá arriba, aparte de verse bellísima la Tierra, como lomuestran las fotos, las películas tomadas desde el espacio y lasdescripciones de los cosmonautas, se puede observar nuestro planetay otros cuerpos celestes de manera muy especial, única, más aún sipara ello se cuenta con instrumentos ópticos y electrónicos adecuados.

Desde el espacio se exploran los recursos naturales de extensas zonasdel planeta, que tomaría años explorar en la Tierra. Con imágenesespeciales tomadas con satélites de percepción remota o teledetección(detección a distancia), se preparan mapas de regiones o de paísesenteros con gran precisión. México y otros países así lo hicieron, y sólotardaron 15 años; digo sólo, porque otros países tardaron hasta 100años en lograrlo recorriendo su territorio por tierra o con aviones.Después volveremos sobre esto.

Además, desde el espacio se estudia el crecimiento anual o inclusomensual de las ciudades, sus procesos de contaminación, los de losmares, bahías y ríos, y asimismo —tomen nota— se detectan posibles



depósitos de minerales, que incluyen oro y plata, fósforo y potasiopara fertilizantes, tungsteno y titanio para industrias clave, zonas depotencial petrolífero, concentraciones de alimentos para peces, con loque se pueden orientar flotas pesqueras hacia lugares másproductivos, y otras muchas actividades, algunas de las cuales iránapareciendo en el libro, y otras, tratadas con más detalle porespecialistas, en libros de esta misma serie (véase La percepciónremota: nuestros ojos desde el espacio).

La visión amplia tiene otra cara, de la misma o incluso mayorimportancia para los científicos, en particular para los astrónomos. Nosreferimos a la visión hacia el resto del Universo. Los astrónomos hansoñado durante siglos con poder quitarse de encima los efectosdistorsionadores que sobre sus observaciones tiene la atmósfera de laTierra; la atmósfera cambia los colores, las formas, las propiedades, yhasta las posiciones de objetos distantes. La manera más sencilla deevitar las distorsiones es poner en órbita los telescopios, que pesan

varias toneladas. Este viejo sueño se está logrando progresivamenteen la actualidad, por un lado, mediante la cooperación internacional:grupos de los más prestigiosos investigadores han diseñado untelescopio (el Telescopio Espacial Hubble) para que funcione a cientosde kilómetros de altura sobre gran parte de la atmósfera, y que sepuede operar a control remoto desde la Tierra. Por otro lado, a laestación espacial soviética Mir, puesta en órbita en 1986, se le han idofijando módulos adicionales, entre los cuales se ha colocado ya elobservatorio astrofísico Quantum de 20 toneladas; en este proyectohan participado con algo de instrumentación científicos holandeses,alemanes, suizos y la Agencia Espacial Europea. Sin duda, este tipo deinstalaciones revolucionará la física del espacio al aumentar losconocimientos sobre el inmenso entorno del hombre.

Y no sólo los países más desarrollados se abocan a hacer esto; parasorpresa de muchos, las primeras pláticas para diseñar y fabricar unsatélite-telelescopio se han llevado a cabo; actualmente se estádiscutiendo entre universitarios el proyecto, y quizá para el inicio de ladécada de 1990 empiece a instrumentarse este satélite mexicano. Másadelante nos referiremos a él.

EL ALTO VACÍO

Se dice que en el espacio interplanetario no hay nada, esto es, hay unvacío, pues aunque éste contenga muchas cosas, su proporción esmuy baja. Sin embargo, hasta el vacío es útil, tanto que en tierra, pormedio de aparatos como bombas difusoras, turbomoleculares,criogénicas y mecánicas, se pueden alcanzar, con no pocasdificultades, los altos y los llamados ultraltos vacíos; sin embargo,mientras más alto sea el vacío que deseamos, más trabajo, costo ytécnica se requieren.



Los altos vacíos son muy útiles en muchos procesos tecnológicos eindustriales: desde algunas actividades aparentemente tan complejascomo la observación en microscopios electrónicos, hasta otras comodorar o platear joyería de fantasía. Todos los países industrializados, ymuchos en desarrollo, manejan técnicas de vacío en una amplia gamade actividades; casi se podría medir el avance de una sociedad entérminos del número de sistemas de vacío por habitante. Asimismo,hay muchos avances de la ciencia y la tecnología que hubiera sidoimposible alcanzar sin estas técnicas de vacío; por ejemplo, loscontinuos descubrimientos de partículas dentro del núcleo atómico,que se conocen por medio de estudios con aceleradores que lanzanhacia un blanco experimental partículas submicroscópicas, paraobservar los efectos de la colisión, son un logro que sin el vacío nopodría haberse realizado, ya que el aire pronto las frenaría.

En el espacio no sólo hay vacío, sino, valga la expresión, hay mucho,lo que hace posible desarrollos tecnológicos muy importantes. Hoy en

día se diseñan fábricas para operar en el espacio, que utilizanprincipalmente el vacío, y a una gran compañera de la que ya hemoshablado, la imponderabilidad. ¿Por qué subir a órbita terrestre todauna fábrica, teniendo todavía un costo tan alto? Esto sólo se puedecontestar considerando a fondo las ventajas del vacío, sus costos entierra, la frecuencia de su uso y otros factores. Lo que es seguro esque nadie lo financiaría por puro gusto.

RADIACIÓN DIRECTA

Por último, otra importante condición de la órbita terrestre es el accesoa la radiación que proviene del Sol y de otros cuerpos del Universo. La

atmósfera no deja pasar o frena muchas partículas y radiaciones queviajan en el espacio en dirección a la Tierra; nuestro conocimiento delUniverso creció en forma importante cuando la humanidad pudocolocar artefactos sobre las capas más densas de la atmósfera. Entrelos primeros descubrimientos, vino la sorpresa de que la Tierra teníaunos cinturones o bandas que atrapaban radiaciones (los cinturones deVan Allen, 1958) y que su campo magnético, como el de un gran imán,dirigía muchas de estas partículas cargadas eléctricamente (como loselectrones, con carga negativa, y los protones, con positiva) hacia lospolos norte y sur, generando entre otras cosas la Aurora Boreal oAustral —por cierto, un gran espectáculo visual, que francamente hay

que ver para creer. Los habitantes y afortunados viajeros de esas fríasregiones gozan con cierta frecuencia de tan imponente espectáculo deluz y sonido (o cuando menos a mí me parece que nos acompañaba enaquella experiencia un sonido, aunque sospecho que fueexclusivamente resultado de la emoción y el entusiasmo de esemomento). Pero, que no cundan las envidias, pues para los habitantesde regiones más cercanas al ecuador, se compensa tal carencia deespectáculo con creces, pues seguro que los que gozan de las auroras,



preferirían ver y nadar en los mares cálidos, transparentes y llenos devida como el Caribe. Pero volvamos al tema de la radiación.

Unos años después de que se conocieran los cinturones de Van Allen,se descubrió que la Tierra, como los cometas, tiene cola que le pisen:una cauda que se extiende, según se sabe, hasta 65 000 kilómetros en

dirección siempre opuesta al Sol, y que junto con la Tierra da vueltasanuales sin descanso.

Entre las radiaciones que casi no llegan a la superficie terrestre, lo quepor cierto es una suerte, está la radiación ultravioleta. Invisible al ojopero dañina para la piel y para las partes más delicadas del ojohumano: principalmente para la retina y sus receptores. Estudiar lasemisiones de cuerpos celestes con éste y otros tipos de radiaciones, hahecho posible el conocimiento de una serie de datos del Universo queantes de la Era Espacial nos eran ajenos.

Estas son, pues, a grandes rasgos, las principales condiciones de laórbita terrestre que tanto atraen a los científicos aeroespaciales:imponderabilidad, visión amplia, vacío y radiación. Si bien todo lo quehemos tratado tiene carácter espacial y no es muy difícilentusiasmarse con ello, me voy a permitir intentar poner los pies en laTierra, ya que lo que ocurre aquí abajo determina lo que podemoshacer en órbita, y esto lo hace tanto o más interesante. Más adelanteretomaremos el tema del espacio, después de haber recogido en elcamino alguna información, en apariencia muy diferente pero, comoveremos, con mucha relación con los temas espaciales: la aeronáutica,los materiales complejos, así como los medios de investigación que seutilizan para hacer avanzar el conocimiento en muchos campos.

I I . D E R E G R E S O A L A T I E R R A ,P A S A N D O P O R L A A T M Ó S F E R A

INTRODUCCIÓN

DENTRO de los países que buscan desarrollarse, existe una sociedadfrágil y con un buen número de problemas serios y graves. Esto semanifiesta, entre otras cosas, en la concepción arraigada en buenaparte de la población de que la ciencia y la tecnología son un lujo, y nouna condición indispensable para el desarrollo. Existe además,agravando el problema, un divorcio entre las actividades deinvestigación y las productivas, lo cual representa un verdaderodesperdicio del potencial en el que se puede fundar la superación



económica y social de estos países. En este contexto, frecuentementesurgen las preguntas: ¿cuál es nuestra función como científicos en eldesarrollo del país?, ¿cuáles nuestras responsabilidades? Tratemosahora de comenzar a dilucidar cuestiones tan importantes, para que apartir de ahí identifiquemos las posibles líneas de acción, y lesadjudiquen un orden de prioridades.

Cualquier actividad de los científicos que vivimos del presupuestopúblico debe considerar, en diferentes etapas del trabajo, el intentaruna justificación de su actividad ante la sociedad, para lo cual deberávalerse de alguno de los múltiples medios de la difusión científica. Elpueblo que financia nuestro trabajo, tiene todo el derecho de saber, yde preguntar a los miembros de la comunidad científica, de qué sirvelo que hacen, aun en los casos donde el tema no es fácil de entender.De hecho, el haber gozado de varios años de trabajo de investigaciónfinanciado y protegido por una estructura universitaria, o similar,debiera bastar cuando menos para intentar una explicación del valor

que tiene lo que hacemos para la sociedad que nos sostiene. Hablandocon autores de esta serie, La Ciencia desde México, y leyendo sutrabajo, se da uno cuenta de que muchos más también lo ven así.

En este capítulo trataremos, pues, de explicar la faceta del trabajo querealizamos, en términos de su justificación social; de estarrazonablemente bien escrito, debiera quedarle claro al lector que eltrabajo sobre materiales terrestres, junto con el del espacio, debecontinuar recibiendo apoyo, y si no quedara claro, se intentaríacomunicarlo de nuevo.

El científico, y el que aspira a serlo, trabaja en un entorno social que lo

influye o controla en términos de su ánimo, de los recursos con los quecuenta para trabajar, de su pasión por el tema, y hasta del temamismo que escoge en las diferentes etapas de decisión que enfrenta(por ejemplo, cuando cambia o ajusta su tema de trabajo). Sinembargo, al formar parte de este entorno social, es también influido,en mayor o menor grado, por los temas en boga o francamente demoda en los países altamente industrializados, que se enfrentan, comoes de esperarse, a otro tipo de problemas urgentes. Es durante estasconsideraciones cuando su conciencia de científico, que es sólo unaparte de su conciencia social, debe influir para que al menos parte desu inteligencia y producción sea honestamente dedicada a mejorar la

situación de sus conciudadanos que, en última instancia, son los quefinancian sus búsquedas más o menos atinadas.

La investigación espacial, por sus aspectos aparatosos, cae fácilmenteen modas y en manos interesadas que la pueden mostrar como unaactividad quizá muy divertida, y por su propia ignorancia y torpeza,proyectarla como algo superfluo, lejos de lo indispensable. Encontraposición, también hay que considerar que aun los caminos que



hoy nos parecen poco útiles pueden sorprendernos al perfilarse comolos más promisorios en el futuro.

Si tratamos de establecer los mejores caminos a seguir en lainvestigación espacial de un país en desarrollo, tendremos queseleccionar y jerarquizar los proyectos que en su conjunto definan un

programa espacial, y todo esto sin perder de vista que la sociedaddebe ser la principal receptora de los beneficios que se puedangenerar. Esto no es nada nuevo, sólo se señala que, como en todas lasprofesiones, se espera que el científico y el ingeniero se equivoquenmenos de lo que aciertan y que, en general, produzcan algo que tardeo temprano beneficie verdaderamente a sus coterráneos.

En las cuestiones espaciales hay factores que complican esta verdad,debidas, por un lado, a la gran propaganda que acompaña un tema tanvistoso (el prestigio que mencionábamos), y por otro, a los intentos dedisfrazar con piel de cordero programas militares que ni a un pobre

lobo se le ocurrirían. Considerando lo anterior, vemos que tan sóloopinar sobre el tema, implica una mayor responsabilidad para elinvestigador. Trataré de ilustrar el punto con un ejemplo, que nocarece totalmente de realidad.

UNA HISTORIA CON FINAL FELIZ

En estos finales del siglo XX un niño mexicano puede soñar, comomuchos otros niños, con ser astronauta cuando sea mayor. Después detodo, entre las noticias, revistas, programas de televisión y películas,así como con aquello de que "el que persevera alcanza", nada le diceque esto le será casi imposible; o dicho en el sobrio lenguaje de la

ciencia, que llegar a astronauta para él (o ella), es muy poco probable,lo que "no es lo mismo, pero es igual", como dice una canción popular.Así que nuestro niño mexicano con todo el entusiasmo que sólo lainocencia o la temprana juventud permite, se lanzará decidido y comomejor se le ocurra a tal empresa. La realidad, por su parte, le iráinformando que si bien no le falta nada para cumplir esa meta, encuanto a cualidades y virtudes se refiere, existe una fuerza contraria asus deseos, desconocida para él, y que algunos adultos llamaríangeopolítica, que reduce drásticamente sus posibilidades reales decumplirla. Los factores geopolíticos serían los siguientes.Considerando:

1) que, con base en las actividades espacialesprecedentes, de aquí al año 2030 subirán al espacio, comomáximo, unos 10 000 astronautas y cosmonautas, alinaudito ritmo de 15 mensuales;tr>2) que la población del planeta, creciendo como va, tendráentonces como máximo unos 10 500 millones dehabitantes, de los cuales, con los continuos avances



tecnológicos de dichos habitantes, el 80% podría soportarel viaje al espacio (unos 8 400 millones), pero que deéstos, sólo la cuarta parte (2 100 millones) querríaverdaderamente subir al espacio; es decir, que losaspirantes y competidores sumarían 2 100 millones, y

3) que como máximo, 10% de la población mundial eslatinoamericana (y que es probable que esto siga igual),por lo que los aspirantes a subir al espacio enLatinoamérica serían 210 millones.

De estos datos resulta que se puede estimar que si de los 10 000astronautas posibles mil (el 10%) correspondieran a la América Latina,la probabilidad de ser seleccionados se dará en una proporción de unoentre 210 000.

Por otro lado, ya que los seleccionados deberán ser gente preparada ycapaz de hacer algo útil allá arriba, como competidores tendríamos

que prepararnos y ser capaces de hacer algo valioso, capacidad quetendríamos que demostrar en Tierra (claro está que suponemos aquíque para entonces no mandarán advenedizos, ni se colaránoportunistas). ¿Qué podemos, por fin, concluir? En pocas palabras, noes el tipo de profesión a la cual los niños y jóvenes en Latinoaméricapuedan aspirar con alguna seguridad, sin que la mayoría resultefrustrada (209 999 aspirantes por cada elegido). Estas cifras (que silas viéramos con más cuidado resultarían aún más desoladoras) dejanmuy claro el hecho de que sólo se podría motivar irresponsablementea nuestros niños en esa dirección.

Y se preguntarán: ¿dónde está el final feliz? ¡Ah! Veamos más allá:como de todos los competidores es casi seguro que los seleccionadossean científicos y técnicos muy preparados y útiles a la sociedad, losaspirantes más listos pueden adelantarse a los soñadores, comenzandopor prepararse con seriedad y sin descanso. De este modo, si noresultaran elegidos, sí serán personas útiles de todos modos, cosa quelos hará tanto o más felices que si llegaran a ser "cosmoastronautas".

La moraleja de esta historia señala que, dentro de las actividadesespaciales de los países de América Latina, no tiene ningún sentido lapreparación de astronautas. Los latinoamericanos que sí vuelen, loharán en números muy reducidos y, seguramente, asociados y

entrenados para participar en vuelos con las agencias espaciales de lospaíses industrializados en los próximos 15 a 20 años. Como en elpasado, y ojalá en esto me equivoque rotundamente, es probable quebuena parte de las invitaciones a volar al espacio por parte de lospaíses con capacidad espacial, sea motivada por razones inicialmentepolíticas y propagandísticas; pero posteriormente, con más experienciay madurez, los diferentes grupos nacionales de científicos e ingenierosse habrán preocupado lo suficiente para no desperdiciar oportunidades



tan especiales, y presionarán a los políticos para poder realizar, nomalabarismos televisivos, sino un trabajo serio de investigación, con lamira puesta en beneficiar realmente a las sociedades a las quepertenecen.

El secreto es, pues, encontrar un punto de balance en el que la

investigación aeroespacial beneficie a la sociedad en general con susproductos, para que ésta, a su vez, asigne las inversiones necesariaspara encaminar y sostener la investigación aeroespacial, y paraapoyarla con políticas nacionales ideadas para obtener beneficiosconcretos en el mediano y largo plazo.

En el caso de países como México, la localización del punto deequilibrio no es evidente. Quedarnos fuera de toda investigaciónaeroespacial sería, cuando menos, irresponsable, lo que sedemostraría en poco tiempo. Veamos: los estudios espaciales han dadoal hombre una visión más realista de su posición con respecto al

Universo. Hoy sabemos que la Tierra no sólo no es el centro delSistema Solar, ni mucho menos lo es de la galaxia donde nosencontramos, sino que es uno de miles de millones de lugares dondepuede haber vida. También sabemos que los demás posibleshabitantes del Universo viven tan lejos que están prácticamente fuerade nuestras posibilidades de comunicación, tal como la conocemos, yhasta como la podemos imaginar, siempre y cuando nos mantengamosen nuestros cabales.

LA PRECURSORA ESPACIAL: LA AERONÁUTICA

La mayoría de las consideraciones abordadas hasta ahora se han

referido principalmente al tema espacial; no obstante, hay variasrazones para hablar de aeronáutica cada vez que abordamos el temaespacial. Primero, tendríamos que reconocer su origen común. En unprincipio sonaba tan imposible volar a través de los aires, como en elmismo cosmos, aunque desde Julio Verne se veían necesidadesdiferentes para cada empresa. La aeronáutica y la cosmonáuticacomparten buena parte de los medios técnicos: las primeras navesespaciales fueron desarrolladas por diseñadores aeronáuticos, queutilizaron buena parte de sus materiales, hoy en día comunes a lasdos. En cuanto a las tripulaciones, también desde el inicio se hace usode personal capacitado para vuelo en aeronaves de alto rendimiento,ya que el piloto posee toda una serie de atributos que le permitiránadentrarse en la actividad cosmonáutica.

Aparte de los materiales, podemos también referirnos a una basetecnológica común a ambas: parte de la instrumentaciónelectromecánica utilizada en la navegación, los dispositivos decomunicaciones, la necesidad de mantener y conocer los parámetrosvitales del organismo humano a distancias considerables(biomonitoreo), técnicas de diseño estructural y aerodinámico para



naves e impulsores y, asimismo, las que se utilizan para seguimiento ycontrol de proyectos complejos, que comenzaron a desarrollarse yutilizarse con los grandes proyectos aeronáuticos, y que hanencontrado su estado de pleno desarrollo dentro de las actividadesespaciales. Desgraciadamente, también comparten ciertascaracterísticas que resultan de gran atractivo para la mentalidadbelicista, por lo que buena parte del financiamiento que impulsó talesactividades proviene de presupuestos militares, que nunca handescuidado el desarrollo aeroespacial.

Principalmente por estas razones, podemos afirmar que no puedeconcebirse el desarrollo de una de estas actividades, como lainvestigación en microgravedad o el desarrollo de satélites, sinreconocer que con las mismas herramientas con las que se resuelvenlos problemas tecnocientíficos de la investigación espacial, se puedenresolver problemas urgentes y económicamente apremiantes de laaeronáutica.

ALGUNAS CONSIDERACIONES AERONÁUTICAS

En las primeras décadas de este siglo, se generó en México y enmuchos otros países el interés por la aeronáutica. Los primeros vuelosen México se realizaron poco tiempo después que en los países másindustrializados, promovidos por entusiastas personalidades dispuestasa arriesgar tanto su vida como su capital, en aras de una actividad quemuy pocos en ese entonces visualizaban como un renglón clave de laeconomía futura. Hoy en día, los gastos mundiales relacionados con lainvestigación, desarrollo y operación de sistemas aeroespaciales,superan las decenas de miles de millones de dólares cada año, y ya

muy pocos dudan que esta actividad sea socialmente útil.

Los hechos más notables que podemos mencionar sobre el desarrollode una aeronáutica mexicana están naturalmente asociados con laspartes clave de un avión: hélice, motor y alas. Si consideramos quedespegar de la meseta central de la República Mexicana (altura mayora los 2 200 m), era hacerlo desde las máximas alturas de operación dela mayoría de las aeronaves de aquel entonces, nos podemos percatarfácilmente de por qué desde sus inicios la aviación mexicana tuvo queemprender caminos novedosos y desconocidos. La presión atmosféricaen el Valle de México es, durante las etapas de vuelo más peligrosas(despegue y aterrizaje), equivalente a la de alturas de vuelo decrucero para las aeronaves que despegan desde nivel del mar; a esasalturas, las aeronaves de otros países sólo requieren de pequeñosajustes para dirigir el vuelo, y no de un mayor esfuerzo de laestructura y del motor para remontarlo.

En la práctica, durante la segunda década del siglo esta demanda setradujo en la presencia de aviones con mayor superficie alar que losimportados, equipados con hélices más eficientes, como la llamada



hélice Anáhuac, que permitió que nuestro país registrara la máximaaltura alcanzada mundialmente por un avión en aquellos días. Otrotanto puede decirse sobre los esfuerzos llevados a cabo por el equipode fundición de la compañía Talleres de Construcciones Aeronáuticas,S. A., subvencionada por el Estado, que desarrolló las aleaciones ymoldes de uno de los primeros motores con disposición radial de loscilindros, inventado poco antes por el ingeniero francés Esnault-Pelterie, y que dominaron hasta la década de 1960. Asimismo, fue ennuestro país donde se dio un impulso serio al diseño de aeroplanos deala baja, sin soportes laterales, tendencia que habría de dominar eldiseño aeronáutico los siguientes 25 años.

No obstante el grado de avance alcanzado hasta la década de 1930,después de ese momento se comenzaron a adquirir en el extranjeromotores de mayor potencia para aeronaves fabricadas en el país, y deeste modo, poco a poco, se fue asentando esa tendencia que ennuestros días nos hace adquirir la casi totalidad de equipos y

refacciones aeronáuticas fuera de nuestras fronteras —a pesar de queno existe razón objetiva que nos impida llevar a cabo estos dispositivoscon nuestros propios medios. Es una verdadera pena que sigamospagando hoy en día la poca visión que ante una tecnología de granfuturo tuvieron los empresarios y el Estado mexicano (cuando Obregónfirmó los oscuros tratados de Bucareli a cambio de su reconocimientopor una potencia poco interesada en nuestro desarrollo). La actuaciónante la aeronáutica, con excepción de la del general Carranza, nuncallegó a fomentar una política nacional para favorecer el desarrollo deun renglón clave en la economía de cualquier país moderno. Un hechoparticularmente grave ante nuestros ojos, es que haber evitado lasituación actual hubiera resultado relativamente fácil, con sóloauspiciar que una comisión calificada analizara las repercusiones deignorar la aeronáutica y, en particular, el desarrollo de sus principalesmateriales en México.

Si bien la aeronáutica no se frenó drásticamente en esos años pues suuso práctico impedía ignorarla totalmente (basta recordar que lacreación de las primeras rutas de correo en nuestro país se dio a lapar, o incluso antes, que en muchos países hoy desarrollados), elhecho de no haber continuado con la metalurgia y el uso de otrosmateriales surgidos desde las primeras décadas de la aeronáutica, síacabó frenando de manera irremediable el desarrollo propio en este

terreno, sobre todo, después de que se utilizaron materiales muysencillos, y al alcance de todos en la construcción de las primerasgeneraciones de aeronaves. De haberse continuado los ensayos quesobre aleaciones desarrollaban los talleres de aeronáutica para su usoen motores, y de haberse emprendido el desarrollo de duraluminios,que se convirtieron en material primordial de la aeronáutica de lassiguientes décadas, el país habría podido mantenerse a flote, sin duda



alguna, y alcanzar un nivel digno, aunque acaso modesto, dentro de laaeronáutica mundial.

En nuestros días, tenemos la idea de que la construcción de un aviónes una actividad excesivamente compleja y que técnicamente escapa anuestra capacidad actual; una apreciación errónea sin duda (¿nos

persigue el Síndrome de Bucareli?). Como decíamos, en los últimos 50años sigue brillando por su ausencia una política de fomento sobre laaeronáutica, un renglón clave en la economía de un país que aspira aldesarrollo.

Vemos con esto que las actividades aeronáuticas y espacialescomparten en nuestro país una concepción nueva y grave: que ambasson actividades superfluas en las que poco tenemos por hacer,promoviendo una dependencia total del exterior, con lo que dejamossalir del país cantidades importantes de recursos que bien pudieranaprovecharse en el desarrollo de diversas industrias.

EL ESTADO ACTUAL DE LA AERONÁUTICA

La aeronáutica, ya como negocio, perdió su aureola inicial deaventurerismo para convertirse en una industria primordial en laeconomía, con ramificaciones en múltiples actividades económicas delos países desarrollados, sobre todo de los países que percibieron suimportancia histórica. Los diseños abandonaron gradualmente losaspectos meramente novedosos, para acumular y utilizar laexperiencia previa en el continuo mejoramiento del diseño,construcción y operación de las aeronaves. Quizá el paso mássignificativo de la década de 1940, fue el desarrollo de aeronaves

totalmente metálicas. La metalurgia recibió así un impulso sinprecedentes, especialmente porque los diseñadores han aumentadoconstantemente las demandas de materiales con alta resistencia yrigidez pero de bajo peso.

Por su valor estratégico en la conducción de una guerra, y tácticodurante las batallas, la aviación pasó a ser, de una herramientaoportuna para observar evoluciones en combate, como en la primeraGuerra Mundial, a una arma temible capaz de afectar drásticamentelos escenarios de las batallas y a ser factor decisivo en algunassituaciones, como en la segunda conflagración.

La constante búsqueda de aeronaves más rápidas y con crecientecapacidad de carga dio como resultado la creación de una aviación quepresenta claras ventajas económicas sobre los medios de transportetradicionales, principalmente para ciertas actividades y mercancías, enprimer término, los viajeros invierten su tiempo en cuestioneslaborales o de descanso y no viajando; segundo, los obstáculosgeográficos, terrestres y acuáticos, pierden su significado, con lo quela utilización cada vez más frecuente de este medio de transporte



reduce continuamente sus costos, y la hace una actividad a todas lucesrentable.

Ante estos hechos, se inicia un cambio de mentalidad que permite alos gobernantes ver a la aeronáutica como un factor de desarrollo deltransporte de carga y de personal de un país. Los servicios de la

aeronáutica dentro de la economía agrícola, el correo, la aerofotografíay la teleobservación, así como en muchos otros campos de aplicación,hacen que ésta se haya desarrollado con mayor ímpetu que cualquierotro sistema de transporte.

En el área de los materiales, como decíamos, la aeronáutica se sitúacomo el mayor promotor del desarrollo de la metalurgia, los plásticos,los textiles de alta resistencia, los adhesivos y ciertos tipos deinstrumentación. Hoy en día, las técnicas de diseño y de manufacturaasistidas por computadora, conocidas por sus siglas en inglés CAD y CAM respectivamente, encuentran dentro de la industria aeroespacial el

campo de mayor aplicación. En este campo se requiere de unconocimiento más preciso sobre el comportamiento de una estructuray de cada una de sus partes, pues en el equipo aeroespacial trabajancerca de sus límites de resistencia, y por la necesidad de estimacionesconfiables en cuanto a la vida útil que pueda tener cualquier accesoriode aviación. Si recordamos que antes el diseño de un ala podía tomarhasta varios meses de cálculos y experimentos de un equipo completode ingenieros y técnicos, y que hoy es una actividad que un ingenieroaeronáutico sin mucha experiencia puede realizar en algunas horas conuna microcomputadora, nos podemos percatar de que, si bien no se hasimplificado el diseño de una aeronave, sí se han desarrolladoherramientas capaces de hacerlo en poco tiempo.

Ya que la industria aeroespacial usa y desarrolla intensamente latécnica y la ciencia, buena parte de sus métodos y avances ha sidoarchivada con medios electrónicos en bancos de información, lo quefacilita su consulta y utilización (como los de las grandes compañíasaeroespaciales como la Boeing y Lockheed, de EUA, la Aeroespatialfrancesa y muy probablemente la Ilyushin, la Tupolev y la Mikoyansoviéticas). La consulta de estos bancos de información aeroespacialesen un principio parece algo caro (de 80 a 90 dólares la hora deconsulta), pero a fin de cuentas resulta costeable, pues en dichosbancos se concentra tanta experiencia, que permite que los nuevos

usuarios ahorren costos evitando pruebas innecesarias o nuevosdiseños que ya hayan sido abordados con anterioridad.

Pero no sólo la metalurgia recibe en las últimas décadas el impulso dela aeronáutica, ya que existe otra serie de materiales que se han idoincorporando de manera creciente a los diseños aeroespaciales: losmateriales compuestos. Estos son materiales plásticos o metálicosreforzados con fibras microscópicas de muy alta resistencia. Laaeronáutica, en su constante búsqueda de materiales resistentes y



ligeros, nunca antes encontró semejante solución; los termoplásticosepóxicos y las resinas fenólicas, provistas de un armado de fibras decarbono y otros elementos, presentan hoy la más alta relación entreresistencia, rigidez y peso: de dos piezas diseñadas para cumplir lamisma función, una metálica y otra de termoplásticocarbono, la últimapresenta la misma resistencia, pero pesa sólo la tercera parte que lametálica.

En la investigación sobre nuevos materiales hay muchas anécdotas osituaciones inesperadas que han dado como resultado grandes avancesen el campo tecnocientífico: las fibras de carbono, por ejemplo, fueronfruto de un accidente de laboratorio que bien pudo haber pasadoinadvertido, de no ser por la presencia de mentes curiosas yobservadoras. Para fabricar fibras de carbono hay varios métodosconocidos, sin embargo, su descubrimiento se dio casualmente,cuando se preparaba en un horno un termoplástico reforzado confibras orgánicas, en el que una secuencia de tratamientos térmicos

imprime en un material las propiedades mecánicas deseadas. Esemismo horno se utilizaba también en el tratamiento de materiales conaltas temperaturas y para otros propósitos. En una ocasión, uno de lostécnicos encargados del horno encontró unos filamentos muy finos,restos de alguna fibra orgánica carbonizada, y observó quepresentaban una sorprendentemente alta resistencia a la tensión. Lasfibras encontradas en el horno no sobrepasaban las 10 micras dediámetro (de una décima a una decimoquinta parte del diámetro de uncabello humano). Cuando se sometieron tales fibras a pruebas detensión, cuál no sería la sorpresa de los investigadores cuandoencontraron que poseían resistencias tres veces mayores que las deaceros especiales. En ese tipo de horno se prepararon entonces losprimeros filamentos de estas fibras a principios de la década de 1970.Su combinación con materiales termoplásticos —aquellos plásticos querequieren de un tratamiento térmico para fijar su estructura química— acabó siendo una consecuencia muy natural, dados los antecedentesde uso de los materiales compuestos con fibras de vidrio que todosconocemos. A los pocos meses, pequeñas muestras de este nuevomaterial recorrían discretamente los principales laboratorios demecánica y micromecánica del mundo, con el fin de encontrar métodosque permitieran conocer y luego predecir su comportamiento mecánicoy encontrar usos prácticos. Así, de un accidente y de una mentecuriosa surgió uno de los materiales más portentosos con los que

puede soñar un ingeniero.

Actualmente se fabrican fibras de muy diversas resistencias, convariadas matrices de termoplástico, y su utilización en la industriaaeroespacial precedida, claro está, por aplicaciones militares, implicasu inclusión como piezas clave de la estructura de aeronaves (a vecesforman parte del 85% de la estructura de un moderno avión detransporte). Los materiales carbono-epoxi tienen propiedades que,



sumadas a su considerable resistencia, los hacen deseables paramúltiples aplicaciones. Entre estas propiedades cabe mencionar surigidez, ya que, junto con las cerámicas, son de los materiales másrígidos que se conocen; su resistencia a la corrosión, comparada con lade los materiales metálicos, es claramente superior; así como suestabilidad termomecánica, es decir, el que puedan mantener su formacon mucha precisión, a pesar de las variaciones considerables de latemperatura ambiente, tal como sucede constantemente en la órbitaterrestre. Sin embargo, la característica quizá más tristemente notablede estos materiales provenga de su comportamiento ante las ondas deradar. Los materiales termoplásticos-carbono, a pesar de que en buenamedida están constituidos por fibras conductoras de electricidad,pueden fabricarse fácilmente como aislantes eléctricos. Ahora bien,para que un material refleje una onda de radar, y sea detectado adistancia, se requiere que su superficie sea conductora de electricidadcomo los metálicos, por lo que un avión fabricado con este tipo demateriales acaba siendo "invisible" al radar. Ya se han construido

algunos cazabombarderos llamados invisibles (tipo B2 y F-117A de EUA, y otros) aunque oficialmente no existían hace poco, ha habidocuando menos dos accidentes de este último tipo de avión en las zonasusualmente reservadas para pruebas de armamento secretolocalizadas en el país del norte (por cierto que el diseño del B-2 nosrecuerda más la línea aerodinámica de la década de 1950 que la de1980, y el F-1 1 7A parece golondrina).

Otros de los materiales que van tomando auge en estas décadas sonlos cerámicos, algunos de ellos reforzados por fibras tambiéncerámicas. Su ventaja principal se deriva de su capacidad parasoportar altas temperaturas manteniendo su resistencia mecánica.Muchos hemos oído que se están fabricando en Japón los primerosmotores de cerámica para automóvil, pero pocos conocen cuáles sonlas ventajas de tener estos materiales en el motor; brevemente, sepuede anotar que la principal es su utilización en conexión concámaras de combustión. Desde hace muchos años se ha soñado conquemar combustibles en la llamada temperatura estequiométrica,aquella en la que los combustibles ceden la máxima cantidad deenergía. Hoy las turbinas más modernas que se utilizan en aeronaves,funcionan a más de la mitad de esa temperatura, y algunas alcanzanhasta el 80%, por lo que este avance significa no sólo duplicar laeficiencia de una turbina, sino que se puede llegar hasta a cuadruplicar

si se utilizan cerámicas, y ya que además éstas son más ligeras quelos metales, se obtiene con ellas, igual que con los materiales carbono-epoxi, una relación favorable entre peso y resistencia.

Es curioso que a pesar de que el hombre desde hace siglos esta muyfamiliarizado con la cerámica (recuérdese la elaboración de vasijas yutensilios), actualmente sea uno de los materiales más complicados, ycuyo comportamiento le resulta muy difícil predecir. Hoy por hoy



podemos afirmar, sin temor a equivocarnos, que las cerámicas, debidoa su abundancia y bajo costo de materia prima, se encuentran en unanueva etapa histórica de avance en la ciencia de materiales, y quepodemos esperar sorpresas agradables en cuanto a la generación denuevos materiales basados en la diversidad de ellas. Como veremosmás adelante, los materiales basados en minerales arcillosos de origennatural, suelen presentar características sumamente curiosas encuanto a sus propiedades mecánicas. La limitante principal para su usoes su fragilidad; si bien tienen una alta resistencia a la compresión yuna considerable resistencia a la tensión, se rompen como los vidrios,sin agrietamientos evidentes previos, y sin que exista un claro avisoprevio de que el material va a fallar; este hecho limita drásticamentesus aplicaciones actuales, pero sin duda podrá superarse, aunque nose sepa todavía cómo. Quizá por medio de otro "accidente" delaboratorio; pero, eso sí, ante la presencia de un investigador curioso ydesconfiado.

RECUPERACIÓN DE LA AERONÁUTICA NACIONALEn las últimas páginas hemos tratado de analizar algunos aspectos dela aeronáutica en el país y el estado actual del uso de nuevosmateriales aeroespaciales en el mundo. Con estos elementos, aúnescasos, podemos visualizar que un país interesado en la recuperaciónde una industria clave como la aeronáutica, está necesariamenteobligado a considerar como factor prioritario el uso y aplicación demateriales novedosos. En el caso contrario, tarde o temprano elesfuerzo de recuperación sería un nuevo fracaso, pues segúndiagnosticamos, la aeronáutica en nuestro país quedó a la zaga debidoa la falta de investigación y desarrollo asociados a la producción de las

materias primas requeridas para su avance, situación queparadójicamente se dio en un país tan rico en materias primas ytalento como el nuestro.

Intentar desarrollar la aeronáutica nacional a partir de donde ladejamos en la década de 1930 sería por lo menos un gran error,matizado de extemporáneo romanticismo. Para abordar los problemasdel futuro, se deben considerar los mejores materiales con quecontamos en el presente.

Si la aeronáutica nacional se desvaneció por la carencia de materiasprimas necesarias para su desarrollo y una falta de una políticanacional al respecto, no existe un argumento que perpetúe estasituación. Lo que sí sería torpe es volver a intentar su recuperaciónignorando estas lecciones históricas. Ahora bien, en última instancia laaeronáutica se fundamenta en el uso de aeronaves, y no directamenteen el uso de materiales, por tanto, la recuperación quedanecesariamente vinculada a uno o varios proyectos piloto quepropongan, como producto central, una aeronave de clara utilidad en



nuestro medio. Quizá un ejemplo ayude a visualizar nuestrasposibilidades.

Algunos conceptos que consideramos deben estar irremediablementeasociados con un proyecto de recuperación aeronáutica son lossiguientes: primero, es necesario que algún proyecto piloto justifique

los gastos para desarrollar la técnica y adquirir la experiencia necesariaen la fabricación de los materiales básicos de la aviación actual;segundo, que la aeronave prototipo sea a la vez una herramienta detrabajo con reconocida versatilidad y aplicabilidad y que, por su bajocosto de adquisición y mantenimiento, sea costeable para los gruposde usuarios potenciales. Es necesario también que el proyecto definade manera integral sus alcances, es decir que no se debe descuidar lasolución de los problemas anexos como el pilotaje, el mantenimientode campo, las reparaciones no especializadas y una adecuadainfraestructura que apoye cada una de las aplicaciones que sepretendan.

Adentrándonos aún más en esta dirección, podríamos citar, no sincierto riesgo, por basarnos en un solo ejemplo, cuáles serían a nuestroparecer algunas de las características particulares de las aeronavesprototipo que se comienzan a perfilar aquí.

Como no quisiéramos depender sólo de infraestructurasaeroportuarias, por los costos que implican, uno de los primerosrequisitos de la aeronave se relaciona con su capacidad para aterrizaren todo tipo de terreno, sin requerir de pistas especiales. Desde elinicio del diseño se deberá tener en mente la zona en que trabajará laaeronave (el altiplano, la zona de la sierra, o las planicies costeras),

por lo que las alas y la potencia del motor tendrían que responder aeste hecho. De esta manera se evitaría uno de los defectos máscomunes de la aeronáutica mexicana: utilizar motores cerca de treintapor ciento más potentes (y por tanto más caros) de lo necesario, pueslas alas y hélices que utilizan los aviones en México están diseñadaspara el nivel del mar. Una tercera consideración se refiere al motor dela aeronave. Por lo general, las opciones económicas para aviones dehélice son dos: o motores de cuatro ciclos, con probada fiabilidad en laaeronáutica comercial, o la selección y rediseño de un motor de dosciclos, que con la mitad del peso proporcione la misma potencia que elcaso anterior, pero que requiere de una atención especial respecto al

diseño del sistema de encendido para poder igualar a los anteriores enconfiabilidad. Una ventaja adicional de los motores de dos ciclos,aparte de la relación potencia-peso, es la utilización de gasolinas paraautomóvil mezcladas con aceite, lo que reduce la complejidad y loscostos de mantenimiento y operación del motor. Adicionalmente, y encontra de lo que la tendencia dominante parece indicar, no se buscaríaalcanzar altos rendimientos con base en high-tec, ya que ésta, por lapoca experiencia que tenemos, no deja de dar sorpresasdesagradables además de que los costos suben innecesariamente, lo



anterior nos conduce a aceptar criterios conservadores en el diseño delas partes clave y a basarnos en técnica probada. Por otro lado, si lanueva aeronave requiriera de una base de mantenimiento compleja ycostosa, estaríamos condenando el esfuerzo de recuperación alfracaso, la poca tradición de mantenimiento de maquinaria en nuestropaís no debe afectar la seguridad de vuelo de la aeronave.

La falta de una tradición aeronáutica en México y la consecuentedesconfianza del público hacia algunos productos nacionales, haceindispensable que se demuestre que, junto con lo costeable delproducto, dentro de los criterios de diseño se le ha asignado máximaprioridad a la seguridad del piloto y de la posible tripulación, o equipode trabajo a bordo; cada aeronave tendría que ser equipada consistemas de paracaídas de apertura pirotécnica rápida y cabina de altaprotección para el piloto o el equipo.

Los márgenes de operación de la aeronave tendrán que ser óptimos,

sin sacrificar el costo general de la aeronave. La velocidad máxima dela aeronave debe ir en relación directa con su aplicación, por ejemplo,una aeronave de transporte para distancias cortas, requeriría de unavelocidad máxima de 20 a 140 km/h; en el caso de un fumigador, porel contrario, no sería necesario que la velocidad de trabajo sobrepasaralos 60 km/h, incluso convendría que fuera capaz de operar a 45 o 50km/h, y por el conocido riesgo para el piloto, habría que evaluar sipuede operarse con equipo de control remoto.

En cuanto a la capacidad de carga, y tratando de mantener costosaccesibles, tendría que ser un avión esencialmente monoplaza, perocapaz de levantar hasta 100 kg de equipo de diversas aplicaciones,

como cámaras de fotografía o para percepción remota. Por otro lado,para el transporte, la aeronave proyectada debería ser capaz detransportar a un pasajero con equipaje ligero.

Esta aeronave no es necesariamente una innovación mundial: durantelas últimas dos décadas ha habido un auge sorprendente en el diseñode aeronaves ligeras (de menos de 300 kg) y ultraligeras (UL, de cercade 120 kg), algunas totalmente automáticas.

La gran cantidad de diseños de este tipo desarrollados hasta la fechaha producido una especie de selección natural en la cual sólo losproductos más robustos y confiables han sobrevivido, mientras losinseguros o poco maniobrables se han ido extinguiendo, algunos juntocon sus intrépidos pero incautos diseñadores. Del análisis cuidadoso delas mejores aeronaves de este tipo, resultaría casi de inmediato unalista de componentes sencillos y confiables, y un programa de pruebassobre los materiales utilizados en su construcción aumentaría laconfiabilidad en su estructura.



Ya que muchas de estas aeronaves ligeras han surgido del ingeniopopular, sobra quien piense, erróneamente, que una aeronave puedeser diseñada por cualquiera; sin embargo, basta referirnos a losdiseños de alas, para percatamos de que su diseño es, en la granmayoría de los casos, producto de programas de investigaciónavanzada. De hecho, con los nuevos programas para cálculo deaeroplanos, se han diseñado literalmente miles de perfiles alares, y ensus publicaciones se pueden encontrar los datos aeronáuticos básicos.Por otro lado, la gran mayoría de las aeronaves mencionadas estánconstruidas con materiales de calidad, pero sus motores, por ser dedos ciclos y con un solo sistema de encendido, resultan demasiadodelicados en su operación y mantenimiento.

Es interesante señalar que buena parte del auge de las aeronavesligeras y UL proviene de sus bajos costos de operación, por lo que enun contexto de crisis económica mundial, en muchos casos estasaeronaves son las únicas que permiten a los pilotos mantener su

capacidad de operación, sin que se invierta tanto capital.Mucho se ha hablado de la inseguridad inherente a una aeronaveultraligera, sin embargo, pocos conocen los estudios que se hanelaborado sobre la seguridad. Quizá sorprenda al lector saber que laprincipal causa de accidentes mortales en ultraligeros proviene de queestán mal armados, es decir, una persona sin experiencia mecánicaarma un ultraligero en su propia casa, lo vuela, y en los primerosvuelos, tiene una falla estructural o de alguna superficie de control quelo precipita a tierra.

La segunda causa de accidentes mortales proviene de una

sobreestimación de las características aeronáuticas del aparatoresultado de su muy bajo peso. Además, como los ultraligeros seasemejan más a una aeronave de principios de siglo, que a alguna otramás actual, la gente tiende a ignorar la necesidad de una instrucciónadecuada, incluso los pilotos profesionales, que no han recibido uncurso de transición para volar ultraligeros, intentan volarlos como essu costumbre, e ignoran las particularidades de estas aeronaves. Porúltimo, mencionaremos el hecho de que pocas aeronaves ultraligerascuentan con una estructura protectora para el piloto, lo que conviertemuchos accidentes leves en graves aunque, comparativamente,resultan más seguros que los aviones comerciales debido, también, a

su baja masa o inercia.APLICACIONES DE ULTRALIGEROS: RUBROS ECONÓMICOS

Uno de los primeros hechos que sorprenden al analizar la aviaciónultraligera es su escasa aplicación en rubros económicos; pero si seanaliza un poco más a fondo el problema, surgen varias explicaciones.En primer término, es costumbre que la mayoría de las funciones quepuede desarrollar un ultraligero las realicen equipos de mucho mayor



costo, que han incorporado pocos adelantos tecnológicos, y que aunasí mantienen cautivo el mercado. Por ejemplo, en EUA está prohibidofumigar, fertilizar y sembrar con UL, a excepción de que el piloto sea,además, dueño de los campos que va a trabajar. Esta regla favorece lafumigación tradicional, cuyos costos son entre 8 y 20 veces más altosque la fumigación con UL. El reglamento de la Agencia Federal deAviación de ese país, en su cláusula 103, impide el uso de estasaeronaves en cualquier renglón económico, ni siquiera las aceptaoficialmente como aeronaves. Como anécdota y diagnóstico de susventajas económicas sobre otros equipos de fumigación, cabemencionar que los pilotos de UL, para quedar libres de estadisposición, hacen un contrato de compraventa con los agricultores,por áreas tan ridículas como un pie cuadrado, con lo que ganan elderecho a fumigar una zona donde comparten la propiedad.

En cuanto a los argumentos económicos a favor del uso de técnicasnovedosas y de alto rendimiento para apoyar el desarrollo agrícola,

podemos citar un reciente trabajo del destacado investigador mexicanoAntonio Alonso Concheiro ("Capacidad tecnológica y porvenir deMéxico") en el que apunta: "...dado que el crecimiento agrícola serámenor que el demográfico, se necesitará incrementar el rendimientopor unidad de superficie cosechada y reducir las pérdidas, en particularlas que ocurren después de la cosecha..." y añade: "Las tierras que seincorporen al cultivo serán tropicales y semiáridas y paraaprovecharlas con la eficiencia requerida habrá que desarrollar nuevastecnologías, ya que las disponibles, cuando existen, no sonapropiadas". Más adelante refiere uno de los problemas clave deldesarrollo tecnocientífico del país, citando estas cifras: "México invierte

actualmente sólo alrededor de 0.28% de su PIB en actividades deinvestigación y desarrollo...", mientras que los países capitalistasindustrializados invierten del 2 al 3.5% y la URSS, del 3 al 5%. Otrodato de interés para comprender la falta de impulso a la investigaciónen nuestro país, es que las industrias privadas colaboran con sólo 15%de la inversión total en ciencia y tecnología del país, mientras que suscontrapartes en los países industrializados de economía de mercadoalcanzan cifras entre 50 y 60% del total.

En relación con la utilización de aeronaves ultraligeras en rengloneseconómicos cabe citar el caso de Perú, que está fabricando unaavioneta ligera, más pequeña y barata que el automóvil más

económico: la avioneta, llamada Chuspi (vocablo que significamosquito en quechua, idioma hablado en la serranía andina), ya fueexhibida al público en vuelos experimentales, y será destinada a tareasde fumigación, fertilización, vigilancia e instrucción de pilotaje. Esteavión ligero funciona con un motor de dos ciclos, que utiliza gasolinade automóvil mezclada con aceite. Está construida a base de aluminiosaeronáuticos, madera y telas de alta resistencia. El tren de aterrizajeusa llantas de motocicleta y su costo total es menor a 9 000 dólares,



por lo que en sólo dos meses ya se habían recibido más de 25 pedidospor parte de agricultores. Con este ejemplo se vislumbra una nuevamentalidad dentro de los países en desarrollo, que refleja una continuabúsqueda de técnicas alternas a aquellas utilizadas en los paísesindustrializados.

Otra de las aplicaciones costeables de los UL se relaciona con la tomade imágenes de la superficie terrestre. Estas imágenes pueden ser tansencillas como una aerofotografía, para uso de cartografía o catastro,hasta las multiespectrales, obtenidas por cámaras de tecnología similara las de los satélites de teledetección. Si hacemos un breve análisis decostos, la balanza se inclina de manera absoluta en favor de los UL, pero todavía hay pocos estudios publicados en donde se den cifrassuficientes. Por nuestra parte, nosotros estamos analizando con detallela utilización de UL de operación remota para la adquisición deimágenes multiespectrales.

Los UL pueden utilizarse también para diversos tipos de vigilancia. Enel caso de las costas mexicanas, cuya longitud alcanza más de 9 000km, no es posible supervisar amplias zonas si no se cuenta con algunatecnología alterna a las aeronaves de vigilancia actuales. Aquí los UL tienen algunas ventajas, como su capacidad de amarizar y despegardel agua, su bajo costo de operación y mantenimiento, y que norequieren de instalaciones especiales para su funcionamiento. Como enotros países, también puede pensarse emplearlos para la vigilancia deltráfico en las ciudades y en las carreteras más transitadas. Asimismose pueden utilizar en la supervisión de bosques, para evitar lapropagación de incendios; si se equipan con instrumentos de visióntérmica, pueden servir no sólo en la localización de incendios, sino enla administración y evaluación de la eficacia de las acciones paracombatirlos. En la bibliografía especializada se ha informado sobreaeronaves de control remoto capaces de permanecer volando sobreuna zona hasta tres días, vigilando continuamente, cuya información,generalmente a través de video y termovideo, se envía a consolasremotas para la evaluación y toma de decisiones.

En cuanto al empleo de UL como transporte, puede pensarse en suutilización por médicos rurales, que con una de estas aeronavespodrían visitar varios poblados en un día. O bien, pueden usarse parallevar correo, medicamentos o paquetería ligera, y como apoyo a la

ayuda en zonas de desastre.De todas estas opciones, su aplicación dentro de la agricultura, tantoen fumigación, fertilización y sembrado, como en seguimiento decultivos, pudiera resultar uno de los renglones más favorables; pero ensu conjunto, todas las aplicaciones parecen ser claramente suficientespara justificar un proyecto piloto en esta dirección, aunque para ellohabría que incluir el entrenamiento de pilotos jóvenes, tanto para



vuelo, como para el mantenimiento de las aeronaves, y la evaluaciónde sus rendimientos económicos.

Ya que hemos iniciado el regreso a la Tierra, después de haberrecorrido la atmósfera y parte de la actividad económica que ahíocurre, permítame el lector un voto de confianza y acompáñeme para

que, traspasando la superficie terrestre penetremos en el subsuelo. Esseguro que nos esperan algunos placeres.

I I I . E L I N G R E S O A L S U B S U E L O

INTRODUCCIÓN

EN ESTE capítulo incursionaremos en el mundo de los materiales másterrestres: los suelos; nos ocuparemos de algunos de los temas quesurgen al emprender su estudio como material utilizado por el hombre.Después de trabajar en temas espaciales, de estudiar los diseños delas naves para ir a Marte, y los aviones más avanzadosaeronáuticamente, ¿qué pueden tener los suelos y el subsuelo paraatraer la atención de una persona curiosa, tanto como lo hizo el temaanterior? Para contestar, apelamos a una característica de la mentehumana: su interminable e insaciable inquietud por lo nuevo y locomplejo, lo desconocido y lo práctico. Tanto en el trabajo científico

como en el eminentemente práctico, se aprende pronto a reconocerque cada tema es tan difícil o fácil como otro, y que las preguntassencillas que uno se formula pueden tomar caminos de extraordinariointerés y dificultad. Exhorto pues al lector que no se sienta muyatraído por el tema del subsuelo, a que prosiga con la lectura y seconvenza de que lo dicho es una verdad propia de cada tema.

El suelo y lo que está directamente debajo de éste, el subsuelo, estánconstituidos por materiales muy complejos aunque parezcan muysimples. Muchos desconocen que los suelos se estudian desde muydiversos puntos de vista. La mayoría, incluso los más urbanos denosotros, sabemos que no todos los suelos son buenos para sembrar,pero son pocos los que saben que para construir un edificio (sólo en elespacio se construirían sin tocar el suelo) es necesario analizar laspropiedades del sitio, un "estudio de mecánica de suelos", el cual tienecomo finalidad conocer si el suelo soportará el peso del edificio, sitendrá asentamientos excesivos y también si resistirá durante sismos.

UNA DESCRIPCIÓN DEL SUBSUELO: EL CASO DE LA CIUDAD DEMÉXICO



El subsuelo de la ciudad de México es fascinante. Esa fascinaciónaumenta constantemente según se le vaya conociendo; antes queciudad este subsuelo fue un lago, o una serie de lagos, algunos deellos salados, que se fueron secando por varias razones: el acarreo dematerial de las laderas montañosas y las actividades humanas, entrelas más importantes. Si los aztecas decidieron fundar una ciudad enmedio de un lago, empresa nada fácil, tendrían sus razones (militares,culturales y otras, conocidas o no). El hecho es que lo hicieron, y conello propiciaron las condiciones que siglos después obligan a cientos deingenieros y científicos a estudiar los suelos con mucho detenimiento.Para vivir aquí, los aztecas tuvieron que aprender y saber muchascosas: cómo aliviar el efecto de inundaciones catastróficas, cómolograr que sus construcciones no se hundieran de lado, y con quémedios evitar que los sismos no destruyeran ni a sus edificaciones ni asus familias. Hoy, al igual que en el tiempo de los aztecas, una de lasmayores concentraciones de habitantes del planeta se asienta en elValle de México y sobre su interesante subsuelo. Pero ahora los

problemas de la ciudad se han multiplicado: hay obras de drenajeprofundo, transporte subterráneo, pozos de extracción de agua,instalaciones bajo tierra de todo tipo, edificios más altos,contaminación y un tráfico interminable, entre otros; todos estosproblemas nuevos y viejos nos llevan a intentar comprender lo quesucede y, sobre todo, lo que sucederá en esta ciudad. El caso concretodel subsuelo, interconectado por todas las obras mencionadas, nosobliga a tratar de conocer el problema en todos sus detalles,comenzando desde su origen.

EL ORIGEN DEL VALLE Y DE LA CIUDAD DE MÉXICO

El Valle de México comenzó a formarse cuando una importanteactividad volcánica cerró el paso de una cuenca formada por dosmacizos montañosos paralelos: hacia el poniente, corriendoalargadamente de norte a sur, la Sierra de las Cruces, y hacia eloriente, con alturas imponentes, la Sierra Nevada, que incluye a losvolcanes Iztaccíhuatl (mujer blanca, en la lengua náhuatl) yPopocatépetl (montaña humeante). Por el sur, en la parte más baja dela cuenca, surge después la llamada sierra del Chichinautzin, queacabó por unir la base sur de la Sierra Nevada con la Sierra de lasCruces, con lo que convirtió una amplia zona en un nuevo vallerodeado con grandes montañas por tres lados y por tierras altas en su

lado norte (véase la figura 1). Desde ese momento, todo el material delos volcanes (el lavado de sus laderas, y el transportado por losvientos), se empezó a acumular en los puntos más bajos del flamantevalle. Si llovía mucho, era un gran lago, si no, un pantano inmenso conislotes secos y aislados, uno de los cuales fue escogido como lugar deasentamiento por los aztecas, pequeño pueblo teocrático, disciplinadoy tenaz, y dispuesto a dominar tanto su entorno físico como cultural.



Figura 1. Perspectiva del valle de México desde el sur. 1) México-Tenochtitlan,2) Texcoco, 3)Sierra de Chichinautzin, 4) lago de Texcoco, 5) volcán Xitle,último activo en el valle.

Los aztecas desarrollaron un sistema de aprovechamiento de la tierra

que se basó principalmente en el acondicionamiento de chinampas,confeccionadas con fango extraído por medio de canastillas del fondodel lago, y amontonado hasta formar una fértil parcela de tierra firme,que sobresalía del lago menos de un metro; entre las chinampasdejaban canales para transportar productos y personas en chalupas obarcazas, sistema que subsiste hasta nuestros días, como podemosobservar en la figura 2. Las construcciones más grandes fueron hechasde tezontle, piedra volcánica porosa y muy ligera (algunas de ellasflotan), que cimentaban sobre numerosos y pequeños pilotes o estacasde madera, colocados uno cerca del otro. Cuando el peso y el tiemposumían o ladeaban las construcciones importantes, construían sobrelos restos una nueva, cada vez más grande y majestuosa, hasta que

formaron una gran ciudad.

Figura 2.



Se ha escrito o conservado muy poco sobre cómo era aquello; sinembargo, la emoción de observar la magna obra por primera vez, sepuede volver a vivir brevemente cuando leemos a Bernal Díaz delCastillo, que con sus ojos de soldado y cruda pluma, describe unaimpresión de la ciudad viéndola desde uno de los templos más altos:

... He ansí como llegamos salió el Montezuma de unadoratorio, a donde estaban sus malditos ídolos, que eraen lo alto del gran cu, y vinieron con él dos papas, y conmucho acato que hicieron a Cortés e a todos nosotros, ledijo: "Cansado estaréis, señor Malinche, de subir a estenuestro gran templo". Y Cortés le dijo con nuestraslenguas, que iban con nosotros, que él ni nosotros no noscansábamos en cosa ninguna. Y luego le tomó por la manoy le dijo que mirase su gran ciudad y todas las másciudades que había dentro en el agua, e otros muchospueblos alrededor de la misma laguna en tierra, y que sí

no había visto muy bien su gran plaza, que desde allí lapodría ver muy mejor, e ansí lo estuvimos mirando,porque desde aquel grande y maldito templo estaba tanalto que todo lo señoreaba muy bien; y de allí vimos lastres calzadas que entran a Méjico, ques la de Iztapalapa,que fue por la que entramos cuatro días hacía, y la deTacuba, que fue por donde después salimos huyendo lanoche de nuestro gran desbarate, cuando Cuedlavaca,nuevo señor, nos echó de la ciudad, como adelantediremos, y la de Tepeaquilla. Y víamos el agua dulce quevenía de Chapultepec, de que se proveía la ciudad, y en

aquellas tres calzadas, las puentes que tenían echas detrecho a trecho, por donde entraba y salía el agua de lalaguna de una parte a la otra; e víamos en aquella granlaguna tanta multitud de canoas, unas que venían conbastimentos e otras que volvían con cargas y mercaderías;e víamos que cada casa de aquella gran ciudad, y de todaslas más ciudades questaban pobladas en el agua, de casaa casa no se pasaba sino por unas puentes levadizas quetenían echas de madera, o en canoas; y víamos enaquellas ciudades cues y adoratorios a manera de torres efortalezas, y todas blanqueando, que era cosa deadmiración, y las casas de azoteas, y en las calzadas otras

torrecillas y adoratorios que eran como fortalezas. Ydespués de bien mirado y considerado todo lo quehabíamos visto, tornamos a ver la gran plaza y la multitudde gente que en ella había, unos comprando e otrosvendiendo, que solamente el rumor y zumbido de las vocesy palabras que allí había sonaba más que de una legua, eentre nosotros hobo soldados que habían estado enmuchas partes del mundo, e en Constantinopla e en toda



Italia y Roma, y dijeron que plaza tan bien compasada ycon tanto concierto y tamaño e llena de tanta gente no lahabían visto...

Hábiles fueron aquellos constructores y hábiles tendrían que ser

quienes siguieran sus pasos, si difícil fue construir en un suelopantanoso, difícil y peligroso seguiría siendo al paso de los siglos.

La productividad de sus métodos agrícolas, de su caza y pesca, asícomo sus considerables habilidades militares, convirtieron en pocotiempo a los aztecas en próspero pueblo, cuyos emperadores ademásde sus conocidas conquistas del entorno, impulsaron el auge de la granurbe en pleno lago, unida a tierra firme por amplias calzadas,interrumpidas por puentes estratégicos —como habría de comprobaren carne propia el invasor— cuyo centro ceremonial estaba provisto deimponentes edificios y plazas, hecho que demuestra lo bien quellegaron a entender las propiedades mecánicas del subsuelo que los

sustentaba.

Así pues, con los aztecas comienza el estudio experimental de lossuelos del Valle de México. Como han demostrado recientesinvestigaciones sobre la cimentación del Templo Mayor (realizadas porMazan, Marsal y Alberro, de la Universidad Nacional), los aztecasfueron progresando cautelosamente en el tamaño y altura de sustemplos, con el fin de garantizar el éxito constructivo. Seis etapas deconstrucción se dieron antes de alcanzar las alturas de las pirámidesque vería maravillado el conquistador.

LAS PARTICULARIDADES DEL VALLE

Los efectos de la conquista también habrían de sentirse en laingeniería de cimentaciones; con métodos nuevos y tradicionales, losconstructores de la colonia fueron construyendo y reconstruyendo susedificios hasta que comprendieron, como antes lo hicieron los aztecas,que con un suelo donde casi todo el volumen se debe al agua, debeacostumbrarse primero el terreno a una carga o peso, para que lasconstrucciones puedan quedarse en su lugar. Hoy podemos observarque cuando en alguna construcción nueva no se consideraron estassencillas pero novedosas necesidades de cimentación, los edificios, ocuando menos partes de edificios nuevos no construidos sobre

antiguas construcciones, tienen hasta nuestros días hundimientosdiferenciales (véase la figura 3).



Figura 3.

Como este efecto, muchos otros hay que responden a la mentalidaddel colonizador. Éste siempre pensó que su ventaja militar suponíaventajas en todos los ámbitos, y se negó a aceptar que suspredecesores habían acumulado más conocimientos en ciertos camposdel que ellos hubieran admitido. Todo esto es parte de cualquierproceso o mentalidad colonizadora, y sabemos que con estas torpezasse pierden valores inimaginables de una civilización conquistada, y enesto no sólo nos referimos a la ingeniería de cimentaciones.

En un reciente libro, el profesor Bonfil Batalla señala algunos hechosde la invasión extranjera del siglo XVI vigentes hasta nuestros días:"...la multiplicidad de culturas del México conquistado fue negada y

repudiada desde el primer momento..." y añade: "...en el fondo no hayuna cultura única mexicana, porque hubo la presencia de doscivilizaciones que no se fusionaron, ni han coexistido en armonía..." ymás adelante, para ilustrar este punto, dice: "Cuando el alarife GarcíaBravo hizo el trazo de linderos de la ciudad española propia de losdominadores, fue más para poner fuera de ésta a los dominados, nopara crear una ciudad que ya estaba estructuralmente hecha...".

Hasta nuestros días se pretende vivir de manera exclusiva dentro de lacultura occidental (ignorando y a veces despreciando nuestra realidadmulticultural) y este hecho impide de diversas maneras nuestro

desarrollo y autonomía plena.LAS INUNDACIONES

Aparte de los problemas del subsuelo, las inundaciones fueron siempreuna amenaza adicional. Viviendo como vivimos en la parte más bajade un valle, y con los torrenciales aguaceros que caen en estas tierras,las inundaciones estaban garantizadas. Nuevo reto, resuelto sólo hastanuestros días —e incluso hoy de manera parcial, pues todavía hay



muchas zonas del Valle que se inundan año con año. La precipitaciónpluvial en el Valle es francamente impresionante: en sólo unos minutospueden caer cientos de miles de toneladas de agua, y ya que éste esun terreno bastante plano, típico de un lago desecado, el agua no tienemucho apuro por escurrir; por otro lado, los drenajes, aunque ahorason monumentales, siguen siendo insuficientes, por lo menos durantealgunas horas o días y en algunas zonas.

LOS TERREMOTOS

Por si fuera poco, a todo lo anterior hay que añadir varios problemasmás: el más importante es desde luego el de los temblores yterremotos. Los habitantes de la ciudad de México estamosacostumbrados a algunos temblores, pero a los terremotos, que ahorasabemos bien que pueden ocurrir con devastadoras consecuencias,nadie se puede acostumbrar. Apenas hoy día se comienza a estudiar elmecanismo que hace que un temblor concentre sus daños en zonas

relativamente pequeñas, no sólo del país, sino en la misma ciudad, loque deja buena parte de las construcciones intactas y destruye otrasbien edificadas. Esto perfila un desafío adicional: entender cómo lasparticularidades de nuestro subsuelo lacustre actúan junto con lasondas sísmicas durante un terremoto, es actualmente uno de losmayores retos para la investigación en ingeniería y para la ciencia delpaís.

Pocos expertos dudan hoy de que éste y otros subsuelos difíciles,requieren de estudios en los que el enfoque de diversas disciplinas seunan para explicar lo que algunos llaman amplificación sísmica local,como la que se observó en ciertas zonas de la ciudad durante el sismo

del 19 de septiembre de 1985. En las investigaciones sobre estefenómeno se usan modelos, tanto matemáticos como de laboratorio,que simulan las formaciones geológicas cercanas a la superficie y seintenta reproducir en condiciones de laboratorio los movimientos delsuelo por medio de ondas sísmicas simuladas para estudiar los efectos.Es previsible y deseable que ingenieros y físicos trabajenconjuntamente en la búsqueda de tales resultados. Su alianzaproducirá información de gran utilidad práctica para los habitantes deuna de las urbes más castigadas del planeta.

LA CONTAMINACIÓN

Pero la ciudad de México tenía que enfrentar más retos. Por lo generalla contaminación se relaciona con el aire y el agua, pero también eneste renglón el subsuelo de las ciudades está en peligro. La industriadesecha sustancias contaminantes de manera irresponsable que sedifunden en el subsuelo, como es el caso de la contaminación delsubsuelo con cromo, constatado por los especialistas, aunque sedesconozcan por ahora muchas de sus consecuencias en el futuro. Esposible que la difusión contaminante en el subsuelo proceda



lentamente, durante años quizá, pero es probable por ejemplo, queestos procesos alcancen mantos acuíferos (los depósitos de aguasubterránea de donde se bombea hasta la superficie para uso de lapoblación), caso en el que las consecuencias serían desastrosas. Estetipo de situaciones es muy delicado porque al principio pueden pasarinadvertidas hasta que el problema se manifieste claramente, estandoya muy avanzado, y las soluciones resulten o imposibles ocostosísimas. Se tiene pues la necesidad de vigilar las actividadesindustriales con potencial contaminante, y de fomentar programas deinvestigación que se adelanten a los hechos, y elaboren planes paraenfrentar accidentes de esta naturaleza antes de que se conviertan enuna catástrofe irreparable para el medio.

LOS VOLCANES

Para completar un poco más este cuadro, recordemos que buena partedel subsuelo de la ciudad de México se formó con materiales volcánicos

que provienen de erupciones cercanas, y que los volcanes no suelendar aviso de su próxima actividad y mucho menos de la intensidad conla que ocurrirá (recuérdese el Chichonal en 1982 en Chiapas, México, yel Nevado del Ruiz, en Colombia). Luego entonces, es también posibleque, de la misma manera en que encontramos en el subsuelodepósitos espesos, que atestiguan la caída de arenas finas y cenizascon varios metros de espesor, fruto de la actividad volcánica, en elfuturo algo equivalente podría suceder. Vale la pena detenernos unmomento para señalar que no se trata aquí de crear temor hacia lanaturaleza, ni a la "ira de los dioses", pero sí de preguntarnos si loscientíficos que trabajan en geofísica cuentan con los fondos suficientespara estudiar los volcanes más importantes, como el de Colima o el

Popocatépetl por ejemplo; antes de que el peligro sea inminente y queno sea en ese momento cuando se dé a esas investigaciones unfinanciamiento abundante, como ocurrió con la investigaciónsismológica después del gran sismo de 1985.

Los casos anteriores, insistimos, no se presentan para alimentar elalarmismo simplón, o el ecologismo de fin de semana; lo que sí sepretende es mantenernos alerta sobre lo complicado y serio que sonlos efectos directos e indirectos de nuestras actividades e industrias, yque tengamos presente la necesidad de conocer los agentesdesfavorables que nos rodean y nos pueden afectar.

Por cierto, de la predicción y prevención trata en gran medida lainvestigación en ingeniería y la científica, y para desgracia ydetrimento de todos, todavía muy pocos ciudadanos (y gobernantes)aprecian el potencial que la ciencia y la tecnología tienen como fuerzaproductiva en nuestro país, ignorando que estas actividadesconstituyen probablemente la única salida real para encauzar a lospaíses latinoamericanos en la vía del desarrollo y la prosperidad, quesin duda nos aguardan.



Si consideramos lo impotentes que somos ante ciertas fuerzas de lanaturaleza, como los sismos y volcanes, lo que nos queda en esoscasos es estudiarlos, y de esta manera planear las medidas quepodemos tomar para minimizar sus efectos indeseables o destructores,que siempre nos acecharán, por ser parte de las condicionesgeológicas de nuestro medio. Todos estos temas son complicados yrequieren ser estudiados por personas responsables y preparadas en lainvestigación. Pero sobre todo, por aquellos que demuestren lacreatividad y disciplina suficientes para abordar temas que demandandedicación, paciencia, y también, como en las artes, una buena dosisde pasión. Antes de seguir con el subsuelo, y sus exquisitasparticularidades que lo hacen tan complejo e interesante, vamos amezclar un poco el tema de los suelos y el espacial; acomódese en suasiento.

CONTACTOS ESPACIALES CON LO TERRESTRE

Por primera vez intentemos aquí encontrar contacto entre los temascentrales del libro. ¿Qué conexiones encontramos entre las actividadesaeroespaciales y el subsuelo, al que más adelante volveremos? Enprimer término podemos referir toda una serie de relaciones más omenos directas, entre las que destaca la exploración de los suelosdesde el espacio y la geología, que tiene como finalidad clasificar,identificar y localizar fallas, tipos de minerales, formas geológicas ymantos petrolíferos, entre otras muchas.

Desde una nave en órbita no se ve el petróleo, como algunas personaspodrían creer, pero sí se ven las sierras y montañas o estructurasgeológicas como las denominan los geólogos. El estudio de estas

estructuras hace posible que los especialistas determinen antiguosmovimientos de la corteza terrestre, que a su vez pudieron sepultarregiones selváticas o boscosas. Descubrimiento importante si se tieneen cuenta que la descomposición del contenido orgánico (plantasprincipalmente) de dichas regiones es la que generó, con los años y latemperatura del subsuelo, el petróleo, según se cree. Las compañíasque buscan petróleo son por esto las principales consumidoras deimágenes de satélites de prospección o percepción remota. En laactualidad, más de siete países están preparando satélites pararealizar sus propios estudios, a pesar de que se dice que con un solosatélite bastaría para todos (esto es técnicamente hablando, aunque la

realidad política sea otra y pocos compartan datos e información, loque a fin de cuentas puede afectarlos, reduciendo su control de losmercados internacionales). América Latina también tendrá quepreparar, seguramente unida, sus satélites propios. De nuevo, esta esotra idea que ha sido planteada por investigadores espacialesmexicanos en un foro de especialistas de la región en percepciónremota, y es posible que en un futuro cercano se den los primerospasos concretos para elaborar un proyecto al respecto; el talento y elconocimiento suficientes ya existen.



El uso y caracterización de los suelos también se realiza ya desde elespacio, utilizando la visión amplia que se tiene desde allá. Teniendocomo base estas observaciones, pueden ser estimados el tipo y lacantidad de producción agrícola, la mineralogía del suelo, la humedad,el grado de erosión y la topografía, entre otras cosas. Estasestimaciones no son cosa sencilla; tendremos que analizar yadentrarnos, con cierto detenimiento, en los hechos que sustentaneste novedoso e importante tema. Cuando el Sol ilumina la Tierra,parte de esa radiación se refleja en el espacio. Si a bordo de una navecolocamos una cámara, o simplemente lo vemos, fácilmente podremoscaptar una imagen del terreno iluminada por el Sol. Las cámaras quese utilizan para esto se llaman multiespectrales, es decir, que soncapaces de captar imágenes en bandas selectas del espectro.

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

No es nuestro propósito hacer aquí una descripción detallada de lo que

es el espectro electromagnético, pues ya hay quienes lo han hecho conmás detalle y claridad dentro de esta misma serie (véase el libro de A.M. Cetto, La luz). Solamente se da alguna información de lo que es elespectro, para poder explicar después cómo se usa en la percepciónremota para localizar minerales, estudiar cultivos, registrar actividadnocturna y clasificar uso de suelos, entre otros.

La manera más conveniente de comprender algunos aspectos delespectro electromagnético es a través del ejemplo de los colores, lamanifestación más conocida del espectro. Cuando el Sol ilumina uncristal cortado en ángulos, vemos los colores del arcoiris: o sea, unespectro. Este efecto, llamado descomposición espectral, se da porque

la luz del Sol está compuesta de todos estos colores que vemos, y alatravesar el cristal, cada color se desvía o refracta de maneradiferente: el violeta menos que el verde y el rojo más que todos; cadacomponente de la luz sale por caminos distintos y el ojo detecta estefenómeno en forma de colores.

Los colores son distinguidos por el lugar que ocupan en el espectroelectromagnético y se identifican por una serie de medidas, una deellas, la llamada longitud de onda, la utilizaremos aquí para referirnosa las diversas radiaciones que componen el espectro. Por ejemplo, elazul tiene una longitud de onda de cerca de 0.45 micras, el rojo, de0.65, y el verde pasto esta entre los dos (0.54 micras). Con el aparatollamado fotocolorímetro se puede medir la longitud de onda de loscolores para diferenciarlos y clasificarlos objetivamente, más allá delas opiniones personales. Ahora bien, los colores son sólo una pequeñaparte del espectro, las otras partes también las conocemos yutilizamos, pero no todos saben que cada uno de los componentes delespectro que vamos a mencionar comparten buena parte de laspropiedades de los colores, y que están asociadas por características



esenciales; los colores se diferencian de otras radiacionesprecisamente por su longitud de onda.

Los colores se llaman también espectro visible, porque son la únicaparte del espectro que vemos a simple vista, los colores se encuentranenmarcados en el extremo del violeta; por el ultravioleta, que nuestros

ojos ya no ven, y más allá de donde está el rojo, por el otro lado, estáel infrarrojo, que a su vez los expertos dividen, para fines prácticos, encercano, medio y lejano. Al infrarrojo lejano (cuyas longitudes de ondavan de 5 a 30 micras) se le conoce como infrarrojo térmico, pues enesta parte o banda del espectro se percibe el calor de las cosas. Haycámaras que detectan imágenes térmicas, que en lugar de los colores"visualizan" las temperaturas. En estas imágenes se diferencia localiente de lo frío a tal grado que es posible ver partes del cuerpohumano en donde la circulación de sangre es mayor, y por lo tantoestán más calientes, como ocurre cerca de los tumores.

Pero si esta misma cámara térmica está a bordo de un satélite oestación espacial, en una de sus imágenes se puede ver, por ejemplo,un pequeño avión (o cohete) a miles de kilómetros de distancia, porlos chorros de gas caliente que arrojan sus reactores; también, y demás interés para nosotros, se puede ver un volcán que comienza aactivarse. Si seguimos aumentando la longitud de onda, recorriendo elespectro más allá del infrarrojo, entraremos en las frecuencias de lasmicroondas; y más allá, a las señales de radio, donde las longitudes deonda comienzan en los milímetros y terminan en los kilómetros.Regresando al otro extremo, sobrepasando el sector visible de loscolores y el ultravioleta ya mencionado, están los rayos X, y más allá,los rayos gamma. La figura 4 muestra un esquema del espectro

electromagnético donde se incluyen las radiaciones descritas.



Figura 4. Esquema del espectro electromagnético. Nótese que el sector visiblees el más angosto de todas las radiaciones que conocemos.

Volviendo ahora a las cámaras multiespectrales de los satélites deteleobservación, éstas captan imágenes de la Tierra en varias regioneso bandas del espectro, a saber, algunas en el visible y otras en elinfrarrojo. Al pasar sobre una zona de estudio, las cámarasmultiespectrales toman imágenes a través de filtros que sólo permiten"ver" la escena dentro de una estrecha banda del espectro, porejemplo, una banda podría abarcar desde 0.45 micras hasta 0.52, loque cae dentro del azul (desde el azul marino hasta el turquesa), otrabanda pudiera localizarse en el amarillo o en el verde, pero siempreentre dos longitudes de onda fijas y muy bien definidas: a este tipo deimágenes se les denomina multiespectrales, pues se componen deimágenes tomadas en múltiples bandas del espectro. Los filtrosespectrales que logran tal especificidad se fabrican depositando sobrealgún cristal capas ultrafinas de materiales especiales para cada color

o banda. De esta manera, la cámara capta varias imágenes de lamisma zona terrestre, pero cada una tomada en segmentos estrechosdel espectro. La figura 5 a modo de ejemplo muestra la radiación quedeja pasar uno de los filtros. (Por cierto que estos filtros están siendofabricados en laboratorios de centros de investigación del país, dondeya se cuenta con la experiencia para su diseño, fabricación y prueba, yhan dado resultados muy alentadores, ya que muchos aparatos ópticosde medición los usan como componentes principales.)



Figura 5. Imagen aérea de una zona urbana. Nótese en el centro inferiorizquierdo cuatro cuadros de calibración. De arriba hacia abajo: filtrosinfrarrojo, rojo, verde y azul.

Para el caso concreto de los proyectos espaciales que actualmentellevamos a cabo en la Universidad Nacional, se ha solicitado ainvestigadores del Centro de Investigaciones en Óptica de León,Guanajuato, la fabricación de una serie de filtros para realizarexperimentos con cámaras multiespectrales montadas en un avión,para preparar un equipo que subirá al espacio, probablemente en 1990o 1991, y que tiene entre sus objetivos tomar imágenes del territoriomexicano en diferentes bandas del espectro. Este esfuerzo, a su vez,se encamina a la preparación del equipo óptico que irá a bordo de unode los futuros satélites de investigación, que también forma parte del

programa espacial que realizamos en la UNAM en colaboración con otroscentros del país y del extranjero.

Las imágenes multiespectrales son de utilidad para estudiar losrecursos de la naturaleza. Al igual que los ojos, estas cámaras captan,identifican y clasifican cosas por su color, textura y forma. Lasimágenes de satélite se analizan con computadoras para extraerinformación útil para muchos usuarios. Digamos, a modo de ejemplo,que hubiera interés en saber cuáles son los cultivos en una extensaregión agrícola; si la recorriéramos a pie o en algún vehículo parapreparar mapas de cultivo, esta labor se llevaría mucho tiempo, sin

hablar ya de que nos propusiéramos conocer todo un país o todo elplaneta. Aprovechando la visión amplia que logran los satélites,obtener imágenes de todo un país sería relativamente fácil, aunque enla actualidad esto es muy costoso, pues muy pocas empresas vendenestas imágenes. Sin embargo, hay múltiples proyectos que justifican elgasto.

Si ya contáramos con las tomas de nuestra zona de estudio,comenzaríamos el proceso de análisis y extracción de información de la



siguiente manera: primero, haríamos una corrección geométrica de lasimágenes, es decir, haríamos coincidir la imagen espacial o aérea, conun mapa de la zona: carreteras con carreteras, ríos con ríos yestructuras geológicas consigo mismas. Este es un procesomatemático que se realiza automáticamente metiendo las imágenes auna computadora con un programa especial; de esta maneraobservaríamos los procesos y resultados en una pantalla de televisiónen color.

Después, procederíamos a observar la imagen de cada banda, porejemplo, la imagen en el azul o en el amarillo, y comenzaríamos unapaciente mezcla de imágenes, que poco a poco iría cediendo lainformación buscada. Veamos.

Cuando la radiación solar llega a la Tierra, ilumina la superficie deextensas zonas de una manera uniforme, especialmente cuando haypoca nubosidad. Esta iluminación nos permite observar las cosas con

los ojos; sin embargo, cuando nuestros "ojos" son los instrumentos abordo de un satélite, a éstos llega una radiación diferente a la del Solque ilumina la Tierra. La diferencia resulta del efecto de absorciónselectiva que tienen los diversos materiales en la superficie terrestre yen la atmósfera, o sea que cada material tiene una manera única deabsorber la radiación solar. Un ejemplo, que nos ayuda a comprenderla diferente absorción de la radiación solar es éste: aunque la granmayoría de las plantas son verdes, todos sabemos, por experiencia,que hay muchos tonos de verde; los tonos de verde son precisamenteel resultado de cómo cada planta absorbe y en consecuencia refleja demodo diferente la luz solar. Es la experiencia práctica la que hapermitido a los especialistas desarrollar ciertos métodos, y hasta

recetas, que les indican cuáles imágenes de diferentes bandas debenmezclar para obtener información de diverso tipo. En el análisis deimágenes de zonas cultivadas por ejemplo, se aprovecha la propiedadde absorción diferencial de las plantas para distinguir diferentescultivos desde el espacio, y se ha llegado al grado de poder clasificarcon una precisión mayor al 85% el tipo de cultivos de amplias zonasproductivas de un país. Este logro tiene enormes consecuenciaseconómicas: por medio de estas técnicas se puede determinar lapresencia y avance de plagas en ciertos cultivos, o el rendimiento quevan a presentar algunas regiones agrícolas; lo que permite, porejemplo, preparar esquemas especulativos para el control del mercado

internacional de productos agrícolas. La técnica del análisis deimágenes por computadora tiene gran importancia en el futuro demuchos campos del saber: desde las imágenes médicas tomográficas,hasta las observaciones militares más increíbles para nosotros.

Veamos, para comenzar, un ejemplo de lo que puede lograr un satélitemilitar de reconocimiento: los satélites dedicados al espionajeelectrónico observan en muchas bandas del espectro, incluyendo lasque posibilitan la visión nocturna; y tienen más bandas que las cinco o



siete que se utilizan en los satélites civiles, y tampoco están limitadosa la resolución de éstos (que por cierto no es nada despreciable, puespueden diferenciar desde el espacio objetos separados por unos diezmetros, como edificios, barcos y aviones); los satélites militares de lasgrandes potencias están equipados para diferenciar hasta doscientasbandas espectrales, y su resolución, es decir, su capacidad paradistinguir objetos en la superficie terrestre, no se cuenta en metrossino en centímetros (son capaces de distinguir objetos de unos cuantoscentímetros en la superficie de la Tierra o en el mar). La gran cantidadde bandas o ventanas por las que registran las imágenes hace posiblesdetecciones que se asemejan más a la ciencia ficción, que a larealidad. Por medio de la manipulación por computadora de imágenesde tantas bandas, los especialistas militares pueden diferenciar losmateriales con los que se construyen los equipos bélicos de susenemigos potenciales, reales o, como bien suele ser, imaginarios. Deesta manera se logra tal especificidad, que les es posible saber el tipode aleaciones que utiliza el contrario en los tubos de escape de aviones

a reacción, el de los cañones de su armamento o los componentes deaspas de sus helicópteros, entre muchas otras cosas que desafían laimaginación.

Más que impresionar, estos datos nos demuestran que la era espacialno sólo consiste en noticias de aventuras o logros científicos, sino quees un medio eficaz de observación, que reduce la privacía y viola lasoberanía de los pueblos, "amigos" o enemigos". En el tristementefamoso caso de las Malvinas por ejemplo, un aliado se unió a otroaliado para minimizar la eficacia militar de un tercer aliado, que es unpaís en desarrollo y por tanto menos aliado que el segundo. Con lasimágenes de satélite, se detectaron los movimientos de la flota yaviación argentinas para reducir sorpresas desagradables a losbritánicos que, solos, hubieran pagado un costo aún mayor enpérdidas de combate; quizá esto lo sabrán muy pocos, pero tal vez lamisma operación hubiera fracasado sin esta ayuda entre cómplices.

EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES POR COMPUTADORA

Para que una computadora analice una imagen, es preciso traducirpreviamente la imagen al lenguaje de las computadoras: los números.Es decir, la imagen debe ser representada como una lista de números,ya que las computadoras fueron originalmente creadas para su

manejo. El paso de imágenes a números es un proceso llamadodigitación, aunque hay maneras más complicadas de llamarlo. Ladigitación se efectúa dividiendo la imagen en los pequeños elementosque forman un cuadro (constituido por una cuadrícula de columnas yfilas); las filas van de izquierda a derecha y las columnas de arribahacia abajo y, tomadas en conjunto, forman un cuadro compuesto a suvez de cuadritos alineados; la posición de cada cuadrito o elemento deimagen, que los especialistas llaman PIXEL (de la contracción del inglésPIXcture-ELement), se logra identificando la fila y la columna en la que



se encuentra (véase la figura 6). Ahora bien, para ahondar y facilitaresta explicación, tendremos que revisar un poco cómo funciona elequipo íntimamente ligado con esta técnica: la conocida pantalla detelevisión.

Figura 6. Ejemplo de imagen digital. La ampliación de un fragmento, a laderecha, muestra los elementos individuales de la imagen.

Las imágenes de televisión están formadas por secuencias rápidas decuadros, y éstos, a su vez, de líneas; que son visibles cuando algo fallaen nuestro aparato. La TV nos presenta muchos cuadros por segundo,por lo que cuando funciona normalmente no se nota que las escenasestén formadas por secuencias de cuadros, y éstos por secuencias delíneas. Las líneas se trazan sobre la pantalla de TV por medio del

movimiento de un fino rayo de electrones que se produce con unfilamento incandescente (semejante al de los focos domésticos) y que,manipulado electrónicamente, barre la pantalla, como quien barre unpatio, de izquierda a derecha, o sea, en la dirección de las filas.Durante el barrido, el rayo va cambiando de intensidad; en algunoslugares es muy brillante y en otros puede ser oscuro, dependiendo delos cambios de intensidad que registra la cámara de televisión en laescena original. Las líneas de barrido de una televisión, en conjunto,constituyen la imagen.

Entendidos ya algunos de los rudimentos del funcionamiento de la TV,regresemos a la técnica de digitación: las líneas de barrido de una TVse pueden representar como una fila o una secuencia de pixeles, en laque cada pixel tiene una determinada intensidad. Esta intensidadcorresponde al brillo que tiene la imagen original, vista por la cámara.Si a cada cuadrito le adjudicamos un valor numérico, por ejemplo, del1 al 16 (o al 32, o al 256, o sea siempre una potencia de 2 ), donde elnúmero 1 es el de mayor brillo o blanco total, y el 16 el negro, omenor brillo posible, y entre ellos hay una escala gradual de grises,entonces, si ya una línea se puede representar por una serie de



números (equivalentes a los tonos de gris), que van del 1 al 16, porextensión, podemos representar un cuadro de TV como un conjunto delíneas con valores numéricos definidos, que es precisamente lo quenecesitábamos para poder manejar las imágenes con unacomputadora. ¿Y ahora qué?

LA EXTRACCIÓN DE INFORMACIÓN DE UNA IMAGEN, PORCOMPUTADORA

La mejor manera de explicar cómo un programa de computadoraextrae información de una imagen es quizá con un ejemplo sencillo:imaginemos que con la cámara de TV captamos la imagen de uncírculo totalmente negro, frente a un fondo blanco; en la pantalla,veríamos naturalmente una imagen del círculo negro con el fondoblanco (véase la figura 7). Ahora, no sólo vamos a digitar la imagen,sino además la guardaremos en una memoria, algo tan común comouna videograbadora o la memoria de una computadora.

Figura 7. Fotografía de pantalla de computadora mostrando el círculo negrosobre un fondo blanco.

Al entrar en la memoria donde guardamos el círculo negro con el fondoblanco, el programa detectará que en toda la memoria sólo hay dosvalores o tonos, el blanco y el negro, correspondientes al círculo y sufondo. No es nada difícil lograr una respuesta a ¿cuánto hay del negroy cuánto hay del blanco?; en la pantalla veremos por ejemplo, unos

números que dicen blanco = 32 000, negro = 33 500. Si sabemos queel negro es el círculo, podemos calcular, o mejor pedirle a la máquinaque lo haga, de qué diámetro es un círculo en el que caben 33 500pixeles, cuyo tamaño conocemos con anterioridad, ya que para estoantes vimos un objeto de dimensiones conocidas, para calibrar elsistema. Los que se inquietan con las computadoras, porque no lasentienden, dirían, ¿y de qué me sirve ese cálculo por computadora si lopuedo hacer más rápido a mano? Claro que ese solo cálculo se hace



más rápido a mano, pero ¿qué tal si en vez de un círculo tenemos ciencírculos en la imagen, y si hay cientos de imágenes como ésa? En loscasos en los que el trabajo es repetitivo y sin reto ni gloria para laexquisita mente humana, es donde son buenas las computadoras;aunque, es justo mencionarlo, las nuevas generaciones decomputadoras ya realizan algunas verdaderas exquisiteces, siempre ycuando el programador las sepa instruir.

El ejemplo de los círculos no salió de la imaginación: un caso similar senos ha planteado en el laboratorio para resolver un problema prácticoy de importancia económica, que vamos a describir a continuaciónpara validar ante el lector la utilidad de los programas de cómputopara procesar imágenes, aun así de sencillos. Además, nosproponemos continuar con la cita de ejemplos que ilustren cómomuchas veces se ha enriquecido el conocimiento de un campo deaplicación por caminos indirectos como, por ejemplo, cuando laingeniería civil y los ciudadanos que costean sus obras se han

beneficiado con la técnica del procesamiento digital de imágenes, queoriginalmente tenía como propósito el estudio de la Tierra desde elespacio.

EL CÁLCULO DE LOS CÍRCULOS

Cuando un ingeniero va a edificar una gran obra, digamos una presa,necesita utilizar materiales de construcción baratos y que depreferencia se encuentren cerca del sitio de construcción, ya que esmuy caro su transporte. Así, recorre la zona cercana a la futura obra yestudia los depósitos geológicos de los cerros; en eso se encuentra conque una carretera tiene unas altas paredes a los lados, que él llama

taludes; en los taludes observa que hay cantos rodados o rocas de río,dentro de una matriz de tierra, que él llama arena arcillosa. Las rocasse asoman un poco, por lo que puede ver que hay muchas. Pero esono basta: para estimar de manera certera los costos del transporte, éltiene que saber cuántas rocas hay ahí aproximadamente; noexactamente, pero si se equivoca por mucho, lo pueden despedir deltrabajo por inepto. Así pues, trata de estimar cuántas toneladas depiedras hay entre la arcilla. Para hacer esto, observa un talud o excavacon una máquina o a mano, y ve cuánta roca hay en un volumen queexcava de la pared o de un hoyo y, con la experiencia, a veces demuchos años, va aprendiendo a estimar cada vez mejor estos

volúmenes. Pero cuando el tamaño de una obra requiere deestimaciones más precisas, y no es permisible equivocarse ni por poco,es cuando trata de encontrar un mejor método de estimación, y paraesto se pone en contacto con otros ingenieros, que trabajan dentro delos institutos de investigación y manejan métodos avanzados. Yconjuntamente, tratan de resolver el problema. Después de estudiarlo,llegan a la conclusión de que el meollo del asunto está en poderestimar el volumen de rocas viendo sólo algunos de esos taludes,contar el número de rocas que se asoman y medir su diámetro



aparente, para después, con métodos matemáticos, estimar con mayorprecisión lo que antes hacía "a ojo de buen cubero".

Pero, y siempre salen más peros, ahora resulta que para que elmétodo funcione con la precisión necesaria, tiene que ver muchostaludes y esto le resulta poco práctico, así que decide inyectar más

tecnología, y pide fotografías de los taludes, con las que puede medirprecisa y rápidamente todo esto, sin moverse de su escritorio. Lograsu objetivo y hasta cierta fama entre sus colegas, porque ha hecho lasmejores estimaciones y ha bajado los costos en cantidades muyrespetables. Tanto, que de todo el país, y hasta de fuera, le lleganpedidos para estimar nuevas obras, y no sólo le piden estimar laproporción de rocas en arcillas con su flamante método, sino hastacontar el número de grietas que hay en macizos rocosos, pero ya sontantas las fotografías que recibe, que su problema ya cambió: ¿cómoestudiar tal cantidad de fotografías? ¿Saben cómo lo resolvió?Procesando imágenes por computadora. Primero, pidió a su fotógrafo

que tomara las fotografías de tal manera que se notara el contrasteentre las rocas y la matriz de arena arcillosa lo más posible; después,durante el revelado, forzaba también el proceso para aumentar elcontraste, tanto que parecían fotos mal tomadas, pero eso era lo quequería: alto contraste entre rocas y matriz. Posteriormente, con unacámara de TV y un equipo para digitar, adquiría cada imagen y laalmacenaba en memoria para procesarla después con los programasde computación. El programa inicial aumentaba el contraste corriendolos tonos hacia los extremos, es decir, si tenía 16 tonos del blanco alnegro, todos los tonos arriba del 5 los convertía en 16 y los de abajode 5, en 1. Así, la imagen resultante sólo presentaba dos tonos muycontrastados: o negro, o blanco. Esta imagen en la pantalla (véase lafigura 8) la comparaba con la fotografía original, para ver si las rocasmostraban su tamaño real; de lo contrario, en vez de usar comoumbral el tono 5, usaba otro cuyos artificios no cambiaran de tamañolas cosas. Ya que tenía la imagen en alto contraste, entraba en acciónun segundo programa, que hacía algo muy similar al descrito en unprincipio, el del círculo negro con fondo blanco, y que más o menosfunciona así: este programa tiene un interrogador que preguntaordenadamente (de pixel a pixel hasta completar todos los queconstituyen la imagen), el tono guardado en la memoria. Si elinterrogador que viaja fila por fila por toda la imagen encuentra untono blanco, que corresponde a las rocas, toma nota y prosigue

contando los pixeles blancos hasta llegar a un tono negro, que es unanueva frontera (la arcilla), y que esta vez no atraviesa, sino que,cambiando la dirección de exploración, pasa a otra columna o fila ycontinúa su exploración programada. Cada punto recorrido esacumulado o sumado, para que al finalizar el recorrido por una roca enparticular, tenga apuntado el número de pixeles blancos queconforman esta unidad. Si en las fotografías se incluye una escala, unaregla graduada por ejemplo, podemos saber fácilmente cuántos



elementos de imagen se requieren para un centímetro y, con la mismainformación, calcular el área que ocupa cada roca o mancha blanca dela imagen. Es evidente que las rocas asoman una parte solamente, porlo que se realiza entonces una serie de operaciones llamadasoperaciones de morfología matemática, para que a partir de los datosfotográficos evaluados, se calcule el volumen que ocupan las rocas enrelación con la matriz.

Figura 8. Imagen de alto contraste que simula piedras de río en una matrizarcillosa.

Esto ejemplifica algunos de los tenues hilos que conectan camposdisímiles, pero a la vez con amplias equivalencias. Lo mismo ocurrecuando al desarrollar un método para estudiar un suelo natural,

avanzamos, sin saberlo ni planearlo, y a veces sin descubrirlo nunca,en la técnica que resuelve el problema de un material aeroespacial.

Veamos con más detenimiento semejante aseveración: el subsuelo ylos materiales de uso aeroespacial comparten el hecho de que susmateriales son difíciles de conocer. Se diferencian completamente encuanto a su uso, de esto no cabe duda, aunque ambos poseen unamicroestructura compleja que determina su manera de comportarse,deformarse o fallar al someterlos a cargas. Para entender susafinidades y diferencias, analicemos con algún detalle su esencia;comencemos por el subsuelo.

Primero, el subsuelo no está constituido de un solo material, sino quees una mezcla de tres: agua, algunos minerales, y aire o gases —que aveces no se perciben pues están en solución o forman burbujas tanpequeñas que no se aprecian a simple vista. Entre los trescomponentes de un suelo se da toda una serie de interaccionescomplejas, de las que conocemos poco, aunque sepamos que de ellasdepende su comportamiento al usarlos para construir algo. En lossuelos siempre encontramos minerales mezclados de una manera muy



particular, es decir, cada suelo es único. Tan único que los policías quehacen investigación, usan el lodo pegado a los zapatos de unsospechoso para saber si estuvo en la escena de un crimen, pues ahí ysólo ahí, hay ese tipo de suelo. Así que, si todos los suelos sondiferentes, ¿se comportan todos también de manera diferente? Sí. Poreso, cada vez que se construye una edificación costosa o importante,se hace un estudio de mecánica de suelos, que realizan grupos deinvestigación utilizando toda la técnica a su alcance, para resolverproblemas de suelos con propiedades tan especiales como el subsuelode la ciudad de México, por ejemplo.

Como los suelos, los materiales usados para construir aviones y navesespaciales tienen también particularidades que los hacen únicos. Entrelos más conocidos están las aleaciones metálicas (mezclas dediferentes metales que unidos superan las ventajas de suscomponentes), cuyas propiedades y modo de comportarse sonbastante predecibles. Por lo menos eso se pensó en un inicio. Ahora se

sabe que la industria aeroespacial ha tenido que desarrollar una granvariedad de materiales especiales, como pocas industrias. Esto por lanecesidad de contar con naves seguras o lo más seguras posibles.Además de los metales, se buscan siempre materiales de poco peso,alta resistencia y que, cuando vayan a fallar, no lo hagan de maneracatastrófica, por lo que la aeronáutica ha incluido desde sus inicios unaserie de materiales no metálicos, como aquellos con base en fibras devidrio y cerámicas (preparadas con suelos seleccionados), maderas,telas de tipos muy variados, adhesivos y, más recientemente, confibras ultrafinas de carbono, boro y cosas más exóticas (véase la figura9).

Figura 9. Micrografía de zona de fractura en un material carbono-termoplástico. Nótese las fibras estriadas de carbono ( 6 µm de diámetro )con rotura frágil y matriz de plástico heterogénea con signos dedeslizamiento de fibras.



En los materiales aeroespaciales reforzados con fibras se presentantambién, como en los suelos, interacciones sustanciales de suscomponentes. Por ejemplo, las fibras rígidas —y lisas— que son elcomponente que soporta buena parte de la carga, pueden deslizarsede la matriz (como puede apreciarse en el centro de la microfotografía)o medio que las contiene, por lo general adhesivos epoxis y otrosplásticos. Cuando dichos materiales se fabrican por capas, éstaspueden separarse o delaminarse (como las capas encimadas de variaspinturas viejas) deteriorando drásticamente la resistencia. Losmateriales carbono-epoxi, cuyo desarrollo se ha orientado más a losproductos aeroespaciales, que requieren comportamientos especiales,son poco conocidos por el público, y el que los conoce, lo hace a travésde artículos deportivos como raquetas de tenis, cañas para pescar,mástiles de veleros, etcétera. En la fabricación de estos materiales serequiere generalmente de mucha mano de obra y de un control decalidad riguroso, por lo que los países con salarios relativamente bajos,con respecto a los países más industrializados, pueden aprovechar esta

situación, y generar empleo con un producto de un considerable valoragregado, y un mercado de exportación en continua expansión.

MICROMECÁNICA DE LOS MATERIALES

La observación de gran diversidad de materiales tiene ciertosdenominadores comunes; uno de los más notables es que todos losmateriales poseen una microestructura, es decir, observados almicroscopio, presentan una serie de elementos repetitivos que, en suconjunto, constituyen la esencia y dan origen a las propiedadesparticulares —exclusivas— de cada material. La madera, por ejemplo,desde un punto de vista micromecánico, está compuesta de

innumerables celdas alargadas y huecas, de paredes sólidas, adheridasentre ellas con contactos hasta con diez celdas vecinas, y que vistas encorte longitudinal, parecen ladrillos de un muro (véase la figura 10).Esta disposición de elementos estructurales determina todas suspropiedades en cuanto a resistencia, peso y modo de fracturarse; espor las celdas vacías por lo que flota cuando está seca. A partir delestudio de la microestructura se ha podido revolucionar la largahistoria de los metales y sus múltiples aleaciones. El comportamientode estos elementos ante esfuerzos y deformaciones es resultado de lainteracción de sus componentes microscópicos: los pequeños cristaleso granos que los conforman (véase la figura 11). Con seguridad se

debió a un accidente histórico el descubrimiento de que un metalcalentado al rojo vivo, cuando se enfría rápidamente aumentanotablemente su resistencia y dureza superficial. Sólo hace faltaimaginar un ejército primitivo que antes de la lucha hubiera purificadocon fuego sus hachas y puntas de lanza, o una ama de casa quecocinando hubiera calentado inadvertidamente un rudo utensilio, y queal querer usarlo, lo hubiera enfriado con agua, notando que después elmetal se había endurecido o mejorado de alguna manera. Cómo haya



sucedido esto no importa: seguramente ocurrió en varios sitiossimultáneamente. Lo que sí importa es que alguien con esa incesantecuriosidad que la naturaleza favorece en algunas mentes, observó elhecho con cuidado y se dio a la tarea de demostrar, tal vez ante la risade los más "prácticos", que su hallazgo era útil.

Figura 10. Micrografía de un pedazo de madera mostrando corte longitudinal(a la izquierda) de celdas, y corte transversal a la derecha. La longitud de lalínea de calibración es de 1 000 µm = 1 milímetro.

Figura 11. Micrografía de una zona de fractura en acero para herramientas. Seobservan granos individuales de unas 20-30 micras con fronteras irregulares.

Hoy en día, el tratamiento térmico de los metales es una ciencia casiexacta, en la que se determina con toda precisión el tipo de proceso aseguir, según los componentes iniciales y el uso que se dará a la piezametálica a elaborar. Para explicar lo que ocurre en el metal con esoscalentamientos y enfriamientos contamos con el microscopio. Con él,se ha podido entender y posteriormente explicar qué le ocurre a las



aleaciones metálicas. Según el tamaño y forma de los granos de lamicroestructura, los metales cambian ampliamente sus propiedades. Alcolocar un acero en una máquina de tracción, para estirarlo y anotarsu resistencia a una carga creciente, vemos que si variamos laproporción de componentes, como el carbono o el cromo, o si lotratamos con calor, los aceros resistirán más carga, o se elongarán oestirarán más antes de romperse. Lo que pasa internamente en lamicroestructura de un material es objeto de toda una nueva ciencia, lamicromecánica, de la que ya se han publicado miles de trabajos.

El carbono es el componente más socorrido y barato para obtener unacero duro. Añadiéndole al acero proporciones de menos de 1% por logeneral, el carbono aumenta la dureza y la resistencia; cuando seaumenta hasta varios porcientos la proporción de carbono, los acerosson tan duros que se vuelven frágiles y se rompen con un golpe, comosi fueran de vidrio. En proporciones pequeñas, de unas décimas deporcentaje, adquieren una combinación de propiedades más útiles.

Además del carbono, en estos procesos se utilizan principalmenteníquel, cromo, vanadio, molibdeno y muchos otros elementosquímicos. Cada mezcla presentará propiedades nuevas y útiles, que alo largo de la historia se han venido conociendo y aplicando;propiedades como la resistencia a la corrosión, las fallas dúctiles, queson un tipo de falla donde el refuerzo metálico no se rompesúbitamente, sino que "avisa" que se va romper con el agrietamientode la matriz que lo soporta, el cual puede ser de concreto, porejemplo, como en los casos de agrietamiento o laminación de lasmatrices de termoplásticos que soportan las fibras de carbono de losaparatos de la ingeniería espacial.

En los inicios de la aviación se utilizaron los materiales que había:madera, telas de algodón y lino, cola como adhesivo, etcétera. Cuandoaumentó la potencia de los motores, la velocidad de vuelo y lasconsecuentes vibraciones de la estructura, las demandas de uncomportamiento más controlable de los materiales aeronáuticosexigieron materiales especialmente diseñados para las nuevas tareas.Así, entraron en juego nuevos metales: manganeso, berilio, titanio,tungsteno, niobio y litio, entre otros. Buena parte resultan de lainvestigación motivada, no por el afán de conocer los materiales, sinopor algo mucho más primitivo: las guerras, esa actividad febril quetodo acelera, menos la civilización. Como veremos en el último

capítulo, dicha aceleración es en realidad una ilusión: el impulso aproyectos con base en las necesidades bélicas es un método muy pocoeficaz para motivar el desarrollo de la ciencia y la técnica. Mientrasllegamos al capítulo VII, pensemos en el ejemplo que al respecto nosda el Japón de la posguerra, un país avanzado con uno de los másbajos presupuestos militares en relación con su producto interno.



I V : M I C R O O R G A N I S M O S YM I N E R A L E S

INTRODUCCIÓN

RETOMANDO el tema visto a principios del capítulo precedente, veamospor qué el subsuelo de la ciudad de México posee una serie depropiedades que lo distinguen y destacan entre la mayoría de lossuelos conocidos. Sus orígenes lacustre y volcánico causan en parte sucomplejidad, además influyen su edad y las condiciones geológicas enque se formó. Para entender y, aún más, para explicar suspropiedades y comportamiento, no basta con señalar estosimportantes factores: es necesario además estudiar los materiales que

surgen de tales condiciones y comprender con creciente detalle lasinteracciones de sus componentes.

Por su composición variada, este tipo de materiales se conoce comomateriales multicomponentes, y para ellos existen métodos especialesde estudio, como la micromecánica. Adentrémonos en este capítulo,primero, en la descripción de sus componentes, para después hablarde sus interacciones y sobre todo, de las característicasmicroestructurales que provocan un comportamiento tan especial. Mástarde podremos ahondar más aún en los intrincados aspectos delcomportamiento y propiedades de este suelo, cuando lo equiparemos alas investigaciones de materiales espaciales y sus equipos.

MINERALOGÍA DEL SUBSUELO

La complicada naturaleza de la composición del subsuelo de la ciudadde México ha sido causa de opiniones encontradas y de no pocasconfusiones o ignorancia, al grado de que durante un tiempo losconocimientos fueron sustituidos por inexactitudes o hasta por mitos,que formaron un aura de misterio que oscurecía su verdaderanaturaleza. A resolver el enigma se han dedicado grandes esfuerzos ytalentos, entre los que destaca el cabal estudio de los investigadoresuniversitarios Marsal y Mazan, importante tanto por el detalle comopor el alcance y proyección de su obra. Sin embargo, algunosinvestigadores que realizaron estudios posteriores, antes de clarificar yampliar la abundante información publicada, sucumbieron ante susprejuicios predilectos y volvieron a poner en duda una serie de hechosya establecidos con cierto rigor. Tratando de avanzar en elconocimiento sobre lo que el principal estudio del subsuelo encontró,se inició en 1980 una nueva investigación, todavía en proceso, quepretende seleccionar los hechos comprobados, añadir los nuevosresultados que hace posible el avance de la técnica de instrumentación



y las teorías micromecánica y coloidal, así como abrir el camino paraexplorar conceptos poco estudiados, que pudieran ayudar a resolveralgunas de las todavía múltiples y desafiantes incógnitas.

Entre las técnicas utilizadas para conocer la naturaleza de losmateriales del subsuelo destaca el análisis a través de los patrones de

rayos X, que se registran después de irradiar las arcillas. Los rayos Xnos permiten ver , mucho más allá de lo que ven los ojos, algunaspropiedades fundamentales de la materia. Se dice que los rayos X sedifractan, o sea cambian su dirección de propagación, cuando sonafectados de una manera muy particular por cada material. Elfenómeno de la difracción "desenmascara" la estructura geométrica delos materiales (véase en la bibliografía, E. Braun), por lo que nospermite conocer la distancia que hay entre los átomos de las redescristalinas o los arreglos de átomos de un material y, de ahí, identificarlos compuestos que forman parte de la estructura. Para inferir quécompuestos están presentes, se compara el patrón de rayos X de cada

muestra con unos patrones almacenados en un archivo, y con ello esposible concluir de qué materiales se trata (véase la figura 12). Perotodo no podía ser tan fácil: los minerales arcillosos del subsuelo, objetode estudio de esta investigación, no son muy cristalinos, es decir, susátomos no están tan ordenados como los cristales de la sal, porejemplo. Entonces, sólo una parte de los componentes del subsuelocitadino se pueden identificar con este método, por lo que el estudiosose ve obligado a hacer uso de técnicas complementarias para clarificarsu naturaleza compleja. No obstante, el análisis por rayos X de grancantidad de muestras de diversas profundidades (se prepararon hasta550 muestras de 163 estratos), nos ha posibilitado encontrar algunasinteresantes variaciones de la composición de las arcillas de acuerdocon la profundidad a la que se hallaron. Así, se encontró que lasmuestras contienen mezclas de minerales como ilitas, plagioclasas,montmorilonitas y otros más; todos producto de las erupciones devolcanes que rodean el valle y del proceso de cambio natural(intemperización) que estos materiales sufren con el tiempo. Pero yaque cada volcán arroja materiales diferentes, además de que puedenllegar por otras vías, no necesariamente la aérea (como por el arrastrepluvial), los depósitos son de muy diversa naturaleza, lo que dificultauna identificación rápida o fácil.



Figura 12 Diafractogramas de rayos X que muestran la variabilidad decomponentes y grados de cristalización de las arcillas que forman parte delsubsuelo.

Del análisis de las muestras del subsuelo del Valle de México,provenientes de varios sondeos realizados en la zona del lago,basándonos principalmente en un sondeo efectuado muy cerca delcentro de la ciudad, se puede deducir lo siguiente:

Primero, la mineralogía cambia con la profundidad, como resultado decondiciones volcánicas y climáticas variables durante los procesos desedimentación.

Segundo, las muestras analizadas fueron divididas con base en eltamaño de las partículas encontradas, que van desde décimas hastadecenas de micras. Entre la fracción más gruesa encontramos un

predominio de feldespatos, que son los óxidos de silicio o silicatos másabundantes en la corteza terrestre (llegan a constituir el 50% del pesode la corteza), que se presentan probablemente como plagioclasas,que son minerales producto típico de erupciones, acompañados deconsiderables cantidades de carbonato de calcio, en su variedad decalcita; cabe resaltar que éste no se debe a la presencia de evaporitasde calcio, el llamado caliche (producto del afloramiento de mineralesde calcio cuando un lago llega a secarse totalmente). Por medio deotra técnica, la microscopía electrónica, se confirmó que la mayoría de



los cristales de calcita encontrados provienen de la concha decrustáceos microscópicos, identificados como ostrácodos, y también dela capa dura que más adelante describimos. También, en la fraccióngruesa, se encontraron minerales no arcillosos, como la dolomita,especie identificada por primera vez en estratos del subsuelo de laciudad, o los óxidos de silicio (cuarzo- y cristobalita, en su forma debaja temperatura). Asimismo, se identificaron anfibolas, en su formade hornblenda.

En cuanto a la fracción menor a 2 micras, donde se incluyen losminerales arcillosos, se identificó la montmorilonita, el mineral másabundante en muchos estratos. En forma de agregados que superanlas 2 micras, se halló también ilita, caolinita, y mica, lo cual significaque la mayor parte de los minerales arcillosos del subsuelo seconcentran en estos agregados. La montmorilonita encontrada varíaampliamente en su grado de cristalización (ya con elevada, ya conpobre cristalización). Si bien estos minerales no son del conocimiento

del público en general, tampoco son raros ni extraordinarios, por loque su aparente carácter místico no tiene bases, fuera de laignorancia.

Si con la lectura de los resultados de investigaciones previas no sepuede llegar a entender la compleja constitución microscópica delsubsuelo, más dudas habrían de surgir con el estudio sistemático decada estrato encontrado en los primeros treinta o cuarenta metros deprofundidad. Estos primeros depósitos son importantes para laingeniería, ya que sustentan las cimentaciones de todas lasconstrucciones del centro de la ciudad. A profundidades de 30 a 40 inse encuentra la mencionada "primera capa dura" que es un potente

(grueso) depósito, que evidencia quizá la más importante secuencia delas erupciones volcánicas de los últimos 60 000 años. El nombre decapa dura refleja el hecho de que éste es uno de los estratos másresistentes de los primeros 80 m del subsuelo (sobre esta capadescansan la gran mayoría de los pilotes de punta de las edificacionesmás pesadas). Esta capa dura se encuentra a su máxima profundidaden la zona central de la ciudad y va siendo menos profunda a medidaque se acerca a las orillas de lo que fue el antiguo lago.

Es interesante notar que la montmorilonita se caracteriza, en particularla poco cristalizada, por su alta capacidad de integrar y retener

(absorber) el agua en su estructura microscópica, hecho que explica sunotable pérdida de volumen cuando se seca al aire. Cuando losminerales arcillosos presentan una cristalinidad muy baja, es decir,cuando carecen de periodicidad en su estructura, difractan los rayos Xdesordenadamente, hecho que imposibilita su identificación, al puntode que a veces sólo se pueden clasificar como materiales amorfos,técnicamente llamados alófanos.



Tercero, la baja cristalización de las arcillas que encontramos en losprimeros 30 m de profundidad, se debe principalmente a su origenvolcánico y corta edad (menor a 30 000 años). Las arcillas de altacristalinidad pertenecen generalmente a depósitos más antiguos.

Cuarto, como los factores climáticos afectaban la profundidad de las

aguas del antiguo lago, en las épocas en las que ésta era muy baja,dichos factores inducían una alta concentración de sales, dando origena horizontes abundantes en crustáceos, que son los que otros autoreshan confundido con el caliche: polvo blanquecino que aflora en suelospredominantemente de origen marino.

Quinto, se ha descartado la singularización de la mineralogía delsubsuelo con nombres genéricos, como alófanas o montmorilonitas oilitas, por ejemplo, y se describen con más precisión como mezclas deminerales varios, en su estructura y grado de cristalización.

Sexto, los fósiles microscópicos intercalados entre la arcilla afectanalgunas de las propiedades mecánicas macroscópicas, como las defragilidad, rigidez, plasticidad y resistencia.

Séptimo, el alto contenido de agua se puede explicar no sólo por labaja cristalinidad de los minerales arcillosos (cuyas grandessuperficies, por un lado, llegan a tener hasta 800 metros cuadradospor cada gramo de material y, por otro lado, están altamenteenergizadas debido a los defectos cristalinos cercanos a la superficie,que por esta virtud forman múltiples capas de agua absorbida, es decirde agua que se estructura alrededor de los minerales, sobre todo enlos poco cristalinos), sino también por la gran capacidad de los fósiles

para retener agua en su estructura porosa. Por último, la variabilidadencontrada en la resistencia mecánica de los diferentes estratos sedebe principalmente, entre otros factores, a la diversidad demicroestructura de estos suelos, que incluyen además variaciones enla proporción del contenido de fósiles de los estratos.

Como cualquier otra investigación, el trabajo realizado para clarificarlos aspectos relacionados con la composición fisicoquímica de losmateriales que forman el subsuelo de la ciudad de México, no estáconcluido totalmente, pues si bien en los últimos ocho años se hapodido aumentar y precisar la información que se tenía previamente,también es cierto que la nueva investigación ha abierto nuevasinterrogantes. Entre éstas podemos citar las siguientes: es necesariodeterminar los mecanismos de falla microestructural para losmateriales más comunes del subsuelo, considerando sus diferentespropiedades mecánicas en función de la profundidad. Es conveniente,también, ahondar en la explicación de las causas de la gran capacidadde estos materiales para retener agua en su estructura. Por último, seestima conveniente continuar obteniendo información de utilidad parala ingeniería, a través de los datos que nos proporcionan los fósiles



interestratificados, profundizando en particular en la manera en queéstos participan como elementos de la microestructura en lasdeformaciones causadas por los sismos y por las construcciones de laciudad en continuo asentamiento.

MICROORGANISMOS DEL SUBSUELO

Los materiales que conforman el subsuelo de la ciudad de México son,como decíamos, principalmente minerales arcillosos de composiciónquímica muy variable, con una proporción elevada de agua y sales ensolución, como suele suceder en los suelos de origen lacustre, es decir,aquellos que se forman por la sedimentación en lagos. El tamaño desus componentes, como las partículas de arcillas, son sumamentefinos, va de 0.1 a 4 micras (pequeñísimas, si pensamos en que uncabello humano, tiene de 50 a 150 micras de diámetro) o de 2 a 400micras si hablamos del componente de limos y arenas. Además de losminerales, dichos suelos de sedimentación lacustre contienen una gran

variedad de fósiles microscópicos, principalmente restos de algas dehermoso y variado aspecto (véase, por ejemplo, la microfotografía dela figura 13), que se sitúan a diferentes profundidades y que miden de1 a 200 micras. Hay también ostrácodos, unos crustáceos entre dosconchas, parecidas a las de la almeja, pero de unas 50 a 500 micras(medio milímetro) solamente. En algunos de los estratos los fósiles sontan abundantes que, al tacto del experto en mecánica de suelos, sepueden tomar por arenas limosas y, por su tamaño mucho mayor enrelación con las arcillas, añaden a tales estratos propiedades decomportamiento mecánico muy peculiares.

Figura 13. Micrografía de una diatomea. (Cyclotella s.p.) presente entre lasarcillas del subsuelo de la ciudad de México. Véase la contratapa debajo de lavalva. Diámetro aproximado, 9 micras.

Estudiando el material en su estado natural, en las llamadas muestrasinalteradas, mediante un microscopio electrónico, se pudo constatar



que los fósiles forman parte importante de la microestructura; por loanterior, si se quiere entender cómo se comporta el suelo en el nivelmicroscópico, al ser sometido a esfuerzos similares a los de los sismosy otras solicitaciones mecánicas, es necesario tomar en cuenta loscomponentes fósiles que integran el suelo (véase, por ejemplo, lafigura 14). Si pensamos en analogía con los metales y otros materialescompuestos, donde la densidad de microgrietas, es decir, el número degrietas dentro de un volumen dado, determina la resistencia máxima,los suelos son materiales que, dentro de un estrato en particular,presentan una considerable homogeneidad, pero ésta es interrumpidapor innumerables fósiles, que en su mayoría no se adhieren a losminerales. Por lo tanto son nícrogrietas donde se interrumpe lacontinuidad formando planos de debilidad en donde la resistencia delas arcillas es menor, en proporción a la cantidad de fósiles. Como estaproporción varia de un estrato a otro de una manera notable, estratosde la misma mineralogía y proporción de agua pueden variarampliamente en su resistencia y rigidez. La proporción depende del

ambiente biológico que existió durante el proceso de sedimentación decada estrato.

Figura 14. Micrografía del suelo arcilloso de la ciudad de Mexico. En ocasioneslos fósiles alineados crean grietas, o discontinuidades en la arcilla, causandodebilidades locales y fragilidad en las muestras.

En nuestro equipo de trabajo fue tal la impresión ante el hallazgo de laproporción y diversidad de fósiles en los diferentes estratos arcillosos,que la pregunta "¿que nos puede decir la presencia de cada especiefósil?" comenzó a ser cada vez más natural. No obstante, las primeras

respuestas resultaban bastante dudosas o cuando menosexcesivamente vagas. Aprovechando que trabaja una gran variedad deespecialistas en los institutos de investigación de la UniversidadNacional, pronto nos acercamos a biólogos, paleontólogos y geólogos,para buscar ayuda en la comprensión de nuestro hallazgo. Notardamos mucho tiempo en decidir que para dar una respuestaapropiada a lo que resultaba ser una pregunta compleja, seríanecesaria la integración de alguien que, con herramientas biológicas,buscara respuestas más firmes e informativas. Así, se incluyó al primer



profesionista ajeno a la ingeniería en el Grupo de Micromecánica dondetrabajo.

Las diatomeas presentes en el subsuelo de la ciudad de Méxicopresentan una variedad indiscutible. Con el desarrollo de lainvestigación sistemática, pudimos encontrar nueva información para

completar el complicado cuadro que muestra el subsuelo de estaciudad y causa algunas de sus propiedades micromecánicas. El estudiose inició con la observación de las muestras extraídas del subsuelo pormedio del sondeo inalterado. Se obtiene una columna de unos 13centímetros de diámetro y 35 a 40 metros de longitud, extraída pormedio de tubos metálicos en sectores de un metro cada uno. Acontinuación, los cilindros de suelo descubiertos fueron cortadoslongitudinalmente para exponer los horizontes sedimentados duranteun periodo de miles de años. Ahora creemos que estos primeros 30metros tienen una edad de 30 000 años aproximadamente. Estaestimación se debe al hallazgo de un tronco, localizado a 28 metros de

profundidad, por uno de los ingenieros que estudiaba la zona de pasode uno de los túneles del drenaje profundo, que se ha venidoconstruyendo durante la última década en la ciudad. Este tronco fuefechado con la técnica de carbono 14 y la edad encontrada, segúnrecuerdo, sorprendió a todos aquellos que dedicaron o dedican tiempoa entender los diversos parámetros del subsuelo. Estudios anteriores(como el de Marsal y Mazari, o el de D. Reséndiz) inferían, comparandodiversos depósitos geológicos, edades mucho mayores.

Treinta mil años no es nada, cuando menos para los geólogos, quegeneralmente empiezan a interesarse en depósitos cuando éstossuperan los 100 000 años de edad. Tampoco los paleontólogos

encontraban mucho qué hacer, ya que los fósiles que ellos estudianllegan a tener, no miles, sino millones de años, por lo que los fósilesencontrados podían clasificarse, valga la expresión, como fósiles vivos;es decir, son restos de organismos de especies que aún existen.

Una de las formas de comprender la diversidad de estratosencontrados en el subsuelo es tener una noción de cómo se formaron.Con un esquema de los materiales originalmente sedimentados en elfondo del lago en cada época, es más fácil conocer los procesos deintemperización que dieron lugar a las arcillas tal y como lasobservamos hoy. Los principales factores que determinan qué

materiales se sedimentan en un lago en cada época son diversos;hemos mencionado ya el origen volcánico de algunos de ellos, sinembargo, hay que considerar que el viento puede acarrear materialesa grandes distancias y, también, que la actividad de los organismosque habitaban el lago aportó una cantidad notable de materiales deorigen orgánico al fondo. El estudio de los fósiles microscópicos, queen nuestro caso son las conchas de los ostrácodos y las valvas(esqueletos) de las diatomeas, hace posible que se identifiquen pormedio de claves. Como este tipo de organismos aún habitan muchos



lagos y presas mexicanos, es posible saber bajo qué condiciones sedesarrollan mejor. Gracias a estos datos, de la evaluación de lacantidad y diversidad de fósiles, se pueden inferir las condicionesclimáticas y químicas del lago en diferentes épocas. Para ello noshemos valido de algunas herramientas de la ecología, que, justamente,estudia las relaciones entre las poblaciones y su ambiente. Con esto seha podido reconstruir cuál fue, por ejemplo, la profundidad,temperatura, turbidez, actividad biológica y salinidad del lago, factoresque ceden información no sólo de utilidad biológica, sino de otraíndole, como la velocidad de sedimentación, la historia del pesosoportado por estos sedimentos, su evolución, y también algunasestimaciones sobre su proceso de formación, que interesan a lageología o a la ingeniería (la salinidad y la acidez, por ejemplo,influyen notablemente sobre la resistencia del suelo, por lo que es muyimportante saber cómo han cambiado éstas, y cuáles fueron susvalores aproximados en cada uno de los estratos).

Las diatomeas son algas unicelulares cubiertas por unas estructurasllamadas valvas, que embonan entre sí como una caja de Petri (de lasque se usan en cultivos de microorganismos). Su forma puede sercircular, triangular, alargada como huso, o casi cualquier otra; estasvalvas son las que permanecen como fósiles. Existen grandesdepósitos (diatomitas) de estas valvas, que por cierto tienen muchasaplicaciones industriales y domésticas: se emplean por ejemplo, en lafabricación de dinamita, en ladrillos refractarios o en los filtros deagua, pues con una trama fina de diatomeas se pueden detener laspartículas contaminantes (véase la figura 15).

Figura 15. Micrografía doble de superficie de un ostrácodo. A la izquierda

tomada con unos 1 000 aumentos y a la derecha 5 500x. Estas superficiesretienen mucho agua en sus numerosos poros. Se componen de carbonato decalcio, cuyos cristales se puedan apreciar en la de mayor aumento.

Las diatomeas son vegetales fotosintéticos, es decir, obtienen suenergía principalmente de la luz solar, igual que las plantas. Sinembargo, en ausencia de luz, algunas de ellas son capaces dealimentarse temporalmente de materia orgánica, por lo que cuando



hallamos una gran cantidad de éstas, podemos suponer con todaconfianza que el lago era un lago eutrófico, con gran cantidad de salesy materia orgánica disueltas y en el fondo. El método de análisis queutilizamos consiste básicamente en identificar las diatomeas presentes,contar la abundancia relativa de cada especie, y con criteriossemicuantitativos y comparativos, hacer inferencias sobre lacombinación de factores ambientales que favorecían la proporción deunas y otras. Esta metodología se emplea por lo común paraestablecer la calidad del agua en ríos y embalses. Por ejemplo, siencontramos una alta proporción de diatomeas planctónicas (que vivenen la superficie o en suspensión) frente a las del fondo (bentónicas),podemos pensar que el agua era suficientemente clara o el lago pocoprofundo, y que permitía la entrada de luz y la actividad fotosintética.Si por el contrario hallamos una gran proporción de diatomeas quepudieran usar fuentes alternativas de energía, el dato nos llevaría aconcluir que el agua tendría abundantes nutrientes, que sería turbia ycon menos facilidad para la actividad fotosintética.

Esto parece fácil de llevar a cabo, pero hay múltiples problemas queenfrentar; por ejemplo, la alteración de las valvas con el tiempo:cuando el ambiente químico del fondo les es muy agresivo (corrosivo),se hace difícil o imposible identificarlas. Aunque también esto puedeser aprovechado para obtener resultados, como el de definir elambiente químico y los iones presentes en los estratos, por ejemplo.Otro problema es que estamos reconstruyendo el panorama dediferentes épocas analizando sólo algunos de los muchos organismosque existieron en esos ecosistemas; los peces, las plantas acuáticas yotras algas, bacterias y protozoarios, por ejemplo, no dejan rastros tanevidentes y duraderos.

La especie de diatomea más notable por su gran tamaño es la llamadaCampilodiscus clypeus (véase la figura 16). Es ésta la especie quecuando se combina con material muy fino se percibe al mero tacto,como los ostrácodos, y hace pensar en la presencia de limos y arenasfinas entre las arcillas (cuando los suelos son de color oscuro, estasdiatomeas resaltan como puntos blancos). La Campilodiscus sedesarrolla bien en condiciones de abundante materia orgánica y en unambiente azufroso, como el que probablemente dominó el lago durantealgunos de los periodos de actividad volcánica. Esta especie es ladominante antes de la erupción, pero desaparece prácticamente

después de ésta. Lo que observamos en los estratos subsecuentes esun aumento en las diatomeas planctónicas, que con el tiempo vancediendo su lugar poco a poco a diatomeas del fondo, con lo que serestablece una situación similar a la de antes de la erupción. Estoobliga a concluir que las emisiones de arena basáltica y posteriormentepumítica durante las explosiones volcánicas eliminaban gran parte dela actividad biológica en el lago, por un cambio drástico en acidez,temperatura, partículas en suspensión y en proceso de sedimentación,



y que probablemente permanecían sólo algunas sales disueltas. Ellago, de agua relativamente clara, impulsó el desarrollo de organismosplanctónicos, lo que dio pie a una secuencia que condujo a un sistemacada vez más complejo de organismos, que se refleja en el aumentode nutrientes, materia orgánica y en el tipo de fósiles encontrados.

Figura 16. Diatomea Campilodiscus Clypeus, muy abundante en el subsuelo.Su tamaño alcanza 50 micras.

Además de la proporción de diatomeas planctónicas frente a lasbentónicas, el tipo de ostrácodos presentes depende de las condicionesde profundidad, salinidad, y energía de movimiento del agua. Losostrácodos producen un par de conchas que los protegen; es posibleverlos agrupados y nadando rápidamente de la superficie al fondo enalgunos charcos y lagunas poco profundas. Ya que los ostrácodos quehemos encontrado del género Cypris parecen haber habitado en unambiente de alta salinidad, es de esperarse que los estratos donde

abundan correspondan a épocas de bajo nivel del lago, en las queaumentó la concentración de las sales disueltas. Éste parece habersido un proceso en aumento continuo en las épocas finales del lago,como producto de la reducción en su tamaño por la evaporación y porel efecto de los primeros asentamientos humanos. En estudiosanteriores sobre la mineralogía del subsuelo, se encontró calcita enabundancia en múltiples estratos, lo que, como decíamos, otrosautores han interpretado como periodos de sequía, en los cuales afloróa la superficie seca el carbonato de calcio. Durante esta investigaciónse ha encontrado que, en la mayoría de los casos, esta calcitapertenece a las conchas de los ostrácodos, lo que indica que no había

sequías, pues si había ostrácodos, había agua, aunque fuera poca. Encambio, hemos encontrado verdaderos cristales de carbonato de calcioque sí pueden indicar sequías breves, pero en estratos donde antes nose había demostrado tal efecto, como por ejemplo, en la capa dura(véase la figura 17).



Figura 17. Micrografía de material que compone capa dura, donde se asientanmuchos de los pilotes de las edificaciones de la ciudad de México. Nótese loscristales de carbonato de calcio.

La idea que tenemos hoy del lago de la cuenca del Valle de México

durante los últimos 30 000 años, es la de un lago relativamente pocoprofundo (probablemente tendría alrededor de 2 a 4 m en la zona másprofunda), con gran cantidad de materiales disueltos, provenientestanto de la actividad biológica como del arrastre pluvial y eólico de lasladeras circundantes, de aguas turbias, y con una tendencia a secarseen algunas épocas (distantes unas de otras miles de años), y queculminó en su desaparición debido a factores principalmente humanosen los siglos XVI y XVII; sin embargo los actuales lagos de Texcoco,Xochimilco y Chalco, que continúan reduciéndose, son restos de aquelextenso lago. Las erupciones volcánicas fueron relativamentefrecuentes y dominaron el paisaje en varios períodos. La vida en elValle de México nunca ha sido tranquila y, a juzgar por la actualactividad humana, probablemente nunca lo será.

MEDIOS TÉCNICOS DE INVESTIGACIÓN

Para observar la respuesta de la microestructura de las arcillas delValle ante cargas externas, se desarrolló un dispositivoelectromecánico que puede comprimir una muestra pequeña (un cubode 5 mm por lado) dentro de la cámara de observación delmicroscopio. Así, es posible observar, y medir, toda una serie deparámetros mecánicos como los desplazamientos de losmicroelementos que forman la microestructura (véase la figura 18), la

propagación de grietas durante el proceso de falla, la influencia de losporos y del fluido interparticular. Por cierto, durante la observación enel microscopio electrónico de barrido de muestras del subsuelo nopuede mantenerse toda el agua original dentro, pues los microscopioselectrónicos funcionan sometiendo las muestras al alto vacío, y paraevitar la evaporación del agua de los poros, ésta se sustituye por unpolímero, soluble en agua, que tiene una viscosidad equivalente a ladel agua. Para asegurarnos de que estos fluidos no cambiarán laspropiedades mecánicas de manera notable, se realizó una



investigación comparativa con el material natural (incluyendo agua,sales y grasas) y otra del material con un fluido sustituto (véasePeralta, Micromecánica de suelos, 1984). Los resultados obtenidosdemostraron que la sustitución no causó cambios, ni en la resistencia,ni en las propiedades de deformación evaluadas contra el tiempo. Yaque esto no constituía un problema para la observación al microscopioelectrónico, pudimos continuar, pero antes modificamos el equipo paraque fuera capaz de extraer información cuantitativa mediante unaccesorio ideado por nosotros que era capaz de permitir operacionesde resta de imágenes. Este proceso permite registrar y medir eldesplazamiento de los componentes de la microestructura mientras lamuestra se está sometiendo a regímenes de deformación. En sumomento, el desarrollo de esta técnica de microscopía resultó ser muynovedoso: se anticipó con más de cuatro años a los modeloscomerciales. Nosotros buscamos industriales que, apreciando susventajas, invirtieran en el desarrollo de un prototipo industrial, pero losúnicos interesados fueron los fabricantes del microscopio, quienes nos

propusieron un arreglo en donde ellos se quedaban con la parte delleón, cosa que desde luego no aceptamos. Hoy, diversas compañíasvenden el accesorio a costos equivalentes al precio de un microscopionuevo, diciendo que es una parte indispensable de todo equipoavanzado. Nuestros costos para lograr tal avance no llegaron ni a ladécima parte del costo total del equipo. Moraleja: se puede, aun enpaíses en desarrollo, innovar y hasta anticiparse a la gran mayoría,pero, por otro lado, esas cosas pasan desapercibidas en nuestro medioy ni siquiera son apreciadas en su dimensión real. Por lo pronto,nuestro accesorio siguió su curso, y dio lugar a múltiples trabajosútiles, ya publicados en el país y en el extranjero.

Figura 18. Micrografía de una muestra de arcilla del subsuelo del Valle deMéxico que muestra partículas arcillosas de baja cristalinidad. Son amorfas ysiempre se encuentran en agregados de múltiples individuos y sin orientaciónpreferencial. Las partículas más grandes son feldespatos, éstos sí, algocristalinos.

Aunque el dispositivo de carga y otros equipos complicados como elprocesador de imágenes fueron desarrollados específicamente para



este estudio, sus funciones son aplicables a una gama de problemasque rebasan la ingeniería y fisicoquímica de suelos, como los de labiología, la investigación médica y la metalurgia, entre otros. Comonuestro interés es conocer la relación entre el comportamiento de lamicroestructura de un material y las características que lo hacen útilpara la ingeniería, no basta la mera observación, aun cuando ésta seamuy importante en la gran mayoría de las veces. Por tanto, nuestrotrabajo va encaminado a saber lo que ocurre microscópicamente en losmateriales mientras están siendo sometidos a fuerzas externas, y amedir los desplazamientos de las partículas. Por cierto, este proceso degeneración de los medios técnicos de investigación científica, resultaser el origen de buena parte de los descubrimientos más notables de lahumanidad, y acompaña siempre al desarrollo del avance científico. Enocasiones, los logros colaterales, muchas veces casuales, son de talmagnitud, que bien pueden justificar solos los gastos de investigaciónde un país. Cada técnica de análisis da una información precisa, peronunca completa; este hecho, lejos de desalentar a un investigador,

debe motivarlo a buscar nuevos medios para adentrarse en losenigmas de la naturaleza. Uno de los medios alternos que incluimos ennuestra investigación fue la espectrofotometría infrarroja, queutilizamos para el análisis de las arcillas. El infrarrojo, decíamos, es laradiación que sigue más allá del rojo en el espectro electromagnético yque el ojo humano no ve. Al irradiar una muestra con infrarrojo, éstaabsorbe selectivamente más o menos radiación, según el compuestoque tenga el material. Si contamos con un dispositivo optoelectrónicopara medir la energía emitida o absorbida por la muestra, podemosobtener un espectro del material: es decir, una especie de firmacaracterística, específica de cada compuesto, que nos permite

compararlo y diferenciar materiales que no pueden distinguirse conotras técnicas. Con esta técnica, hallamos que, entre suscomponentes, nuestro subsuelo contiene grasas de origen animal.

La materia orgánica en descomposición se asentaba en el lecho dellago que hoy forma nuestro subsuelo y, como buen lago eutrófico, esdecir, con mucha vida (los aztecas basaban buena parte de sualimentación proteínica en el pescado), estos desechos eran muyabundantes. Las grasas animales tardan muchos miles de años endegradarse totalmente, y ya que los suelos del Valle de México son deorigen muy reciente, la presencia de las grasas y de ciertas sales daalgunos estratos adicionales. Popularmente se da a una de esas

propiedades el nombre de "jaboncillo", ya que, al tacto, algunosestratos se perciben como resbalosos. De esta nueva informaciónsurgieron preguntas, muchas de las cuales todavía no tienen repuesta,a saber: ¿cómo afecta la presencia de grasas y sales en solución laspropiedades mecánicas del subsuelo?, ¿cuánto aumentan estoscomponentes la cohesión entre los elementos de la microestructura?, ytambién, ¿cuánto y cómo modifican las fuerzas de adsorción de agua,la tensión superficial y la viscosidad del líquido entre partículas? Las



respuestas nos acercarían a poder explicar el comportamiento de lasmuestras de laboratorio, y quizá de todo el subsuelo. Para obteneresas respuestas fue necesario ampliar una vez más la investigación,incluyendo el uso de nuevos medios técnicos. Así como las últimastécnicas de que hablamos nos adentraron en el entendimiento de tancomplejo material, en su momento también nos indujeron a averiguarsus propiedades más importantes. Por lo tanto, se buscaron y siguenbuscándose otras técnicas instrumentales que abran caminosprometedores, como los nuevos tipos de microscopía en los que hemosdepositado nuestras esperanzas. Además de los microscopioselectrónicos que usamos para esta investigación, el avance de latécnica de microscopía más reciente nos presenta un novedoso eimpresionante instrumento más: los microscopios túnel de barrido,que, para variar, son resultado de una búsqueda experimental dirigidaa otros objetivos. Estos equipos han logrado imágenes de átomos ymoléculas individuales y de sus vecinos. Con este nuevo microscopionosotros podríamos determinar, entre miles de cosas más, cómo es la

superficie de las partículas arcillosas del subsuelo, lo que nos serviríapara entender lo que pasa entre dos partículas, cómo y cuánto seatraen o repelen, la fricción que existe entre ellas, y la repercusión dela presencia de la parte fluida: componente de la mayor importanciaen nuestro subsuelo, tanto por su cantidad como por las sustanciasque tiene disueltas

La interacción entre los minerales y el agua que contienen es un temade gran importancia. El agua se adhiere a la superficie mineral y seestructura o acomoda hasta formar capas monomoleculares. Lasmoléculas ejercen fuerzas de atracción que pueden ser enlaces dehidrógeno, uno de los tipos de unión más comunes entre las moléculasde agua. Los enlaces de hidrógeno se forman de manera espontánea,progresiva y a temperatura ambiente, generando un efecto colectivoque hace que los materiales como los minerales arcillosos o las cenizasvolcánicas, se estructuren crecientemente, integrando sólidos, líquidosy sales en solución hasta formar un sólido algo gelatinoso conpropiedades macroscópicas uniformes; o variando de estrato a estratopor efecto a su vez de los cambios en la mineralogía, el tamaño de loscomponentes sólidos, las sales y en la proporción de líquido. Despuésde saber lo que pasa entre dos partículas, el conocimiento se puedeampliar utilizando algunos de los conceptos teóricos de la mecánicaprobabilística, que darían forma a las observaciones realizadas con

miles de partículas, actividad que no se podría realizar con medioscomo los manuales, debido a la gigantesca cantidad de datos en formade fotografías o imágenes; de ahí la importancia teórico-práctica delmicroscopio computarizado creado para esta investigación.

Los equipos que nos dan acceso a los detalles más recónditos de lanaturaleza forman una estirpe fascinante. En cierta medida sonextensiones de nuestros sentidos, y ampliaciones de la capacidad de



cálculo y de representación. Los ojos, verdadera maravilla de laevolución natural, se agudizan hoy día aceleradamente por medio delos diversos tipos de microscopios, en especial los electrónicos. Elalcance de las cámaras de fotografía y de sensores basados en lascámaras de televisión de nuevas tecnologías de semiconductores hanaumentado la capacidad del ojo humano muchos cientos de veces.Respecto a la capacidad para distinguir objetos lejanos, tenemos elejemplo de la astronomía con sus telescopios acoplados a sensoreselectrópticos que hacen posible que el hombre aprecie objetos tanlejanos, que primero sería necesario acostumbrarse a esas enormesdistancias, para que siquiera nos signifiquen algo.

Actualmente, el hombre puede apreciar, con la ayuda de dispositivosópticos especiales, regiones del espectro antes invisibles a sus ojos:los rayos X en un fluoroscopio médico o, con un telescopio equipadocon detectores optoelectrónicos especiales, podría "ver" el ultravioleta,como veremos más adelante. También, el ojo puede hoy tener una

visión nocturna-térmica (véase la figura 19) con los equipos de visióninfrarroja, que pueden detectar pequeñas variaciones de temperaturaen circuitos electrónicos, cojinetes, maquinaria y transformadores,anticipando así fallas futuras y haciendo posible un mantenimientopreventivo. Más aún, la visión infrarroja, sobre la cual podría escribirsetodo un volumen, se utiliza en el diagnóstico de tumores y problemasde circulación, pues detecta las diferencias leves de la temperatura dela piel asociadas con estas alteraciones. Además, los dispositivosinfrarrojos se utilizan para visión nocturna por su capacidad paracaptar imágenes en completa oscuridad; como podemos imaginarfácilmente, estos sistemas surgieron para uso militar.

Figura 19. Termogramas diversos. Los tonos grises y sus diferenciasmuestran la distribución de temperaturas en, por ejemplo, una casa, elcuerpo humano, un circuito electrónico y una aeronave.

Y hablando del desarrollo tecnológico de instrumentos no podemosdejar de referirnos al dispositivo MEPSICRON, realizado porinvestigadores del Instituto de Astronomía de la UNAM, que es unaparato que sirve para visualizar imágenes en diversas bandas del



espectro, que incluyen aparte del visible, el ultravioleta y los rayos X.Este dispositivo es uno de los avances tecnológicos recientes másnotables en el país. A pesar de que fue hecho para realizarobservaciones astronómicas, sus campos de aplicación rebasan conmucho el interés original y ponen a la investigación científica mexicanaen un alto puesto en un campo donde no es fácil figurar.

El MEPSICRON es un dispositivo para detectar radiación en cantidadesmuy reducidas, por ejemplo, puede detectar la llegada de hasta unsolo fotón. Para el lector no familiarizado con la importancia de estacifra, basta pensar que cuando nos encontramos en una habitación conuna lámpara prendida, llegan a nuestro ojo 1023 (¡un uno seguido de23 ceros!) fotones por segundo (véase A. M. Cetto, La luz). En otraspalabras, este aparato es capaz de detectar pequeñísimas cantidadesde radiación electromagnética, o sea que se puede utilizar para formarimágenes de objetos que se encuentran a las mayores distanciasconocidas, en lo que hoy se describe como el límite del Universo.

La capacidad del MEPSICRON para visualizar imágenes desde el espectrovisible hasta los rayos X se debe a que puede detectar fotones dediferentes longitudes de onda. Los fotones, cosa nada fácil de describircon lenguaje común y corriente, son, digamos, los portadores de laradiación electromagnética, en su expresión más común, a la cualconocemos como luz. Cuando colocamos este dispositivo en el planofocal de un telescopio, plano donde las imágenes están afocadas, losfotones que reflejan los espejos del telescopio se dirigen a la superficiedel MEPSICRON; al llegar ahí, se convierten en electrones después deatravesar una delgada película conocida como fotocátodo. A partir deahí, los ahora electrones son multiplicados aprovechando un efectofísico conocido como "cascada", con el que cada electrón genera a suvez otros 100 millones de electrones, los cuales son acumulados porun colector de carga eléctrica en donde, además, se registra laposición en la que impactó el fotón original la superficie del detector.De esta manera, análoga a como lo hacen el ojo humano o lascámaras fotográficas, se forma una imagen, resultado de la colecta delos fotones provenientes del objeto que se observa.

Quizá los detalles técnicos, que a muchos nos fascinan, no sean lo másinteresante de este asunto, sino el hecho de que precisamente ennuestro país sea posible desarrollar un dispositivo con características

que ya hubieran deseado investigadores de todos los paísesavanzados. Este es el tipo de circunstancia que alienta a losinvestigadores mexicanos a continuar sus búsquedas, a pesar de quemuy poca gente en nuestro medio aprecia, valora, fomenta o dacrédito al avance de la investigación en nuestro país, y particularmenteen casos como éste en el que los resultados, en un principio,"solamente" repercuten en el avance de la tecnología instrumentalpara investigar.



Además del ojo, el oído es otro de los detectores naturales sobre losque el desarrollo tecnológico ha incidido para aumentar notablementesu alcance y capacidad de discriminacíon. No sólo nos referimos a laposibilidad de fabricar micrófonos transmisores minúsculos quepermiten a algunos escuchar, sin invitación, lo que ocurre en reunionesdentro de habitaciones a kilómetros de distancia; o los pequeñoscolectores parabólicos, del tamaño de un plato sopero, que apuntandoa un lugar específico, permiten escuchar una conversación que ocurrea cientos de metros. Sin embargo, esto no es nada: la versiónoptoelectrónica de los aparatos de escucha puede aumentar lacapacidad del oído hasta situaciones que de nuevo hacen sospechar lainfluencia de la ciencia ficción (que, por cierto, ha sido precursora decasi todos los inventos técnicos más importantes).

Con equipos basados en láseres, es posible, por ejemplo, lanzar agrandes distancias rayos invisibles, en la banda infrarroja, que alapuntar hacia una ventana, a kilómetros de distancia, nos sirven para

escuchar conversaciones; esta técnica utiliza la flexibilidad del vidriode una ventana para que, actuando como membrana, haga el papel deun gran micrófono, y el láser es capaz de detectar las ínfimasvibraciones que provoca cualquier conversación sobre los cristales dela habitación.

En el caso del olfato, podemos citar los diversos dispositivos capacesde percibir minúsculas cantidades de material tóxico en el aire o en unlíquido. Con la serie de aparatos conocidos como espectrofotómetros,se pueden desarrollar sistemas de alarma que oportunamente avisen alos tripulantes de una nave espacial, por ejemplo, que los niveles deoxígeno se alejan de los requerimientos vitales. Esto se puede aplicar

en muchas situaciones más, como en la detección de fugas de gas opetróleo en tuberías subterráneas ¡aun desde helicópteros! Sinembargo, en el caso del olfato, el desarrollo de la técnica no hasobrepasado a la naturaleza, ya que las cantidades detectables por unbuen sabueso siguen estando fuera del alcance de los más modernosinstrumentos. Pero lo que sí no sabemos es cuánto va a durar estaventaja.

El tacto también ha alcanzado con el desarrollo tecnológico unasensibilidad extraordinaria, que hoy día se utiliza en la robótica.También son diversos los aparatos que sirven para determinar la

textura, dureza, temperatura o grado de humedad de las cosas. Sólounas líneas antes mencionábamos la capacidad de un láser paradetectar cosas en movimiento, ya sea el vidrio de una ventana, ladeformación del aspa de una turbina rotando a alta velocidad, ycientos de otros ejemplos, en que la vibración significa el reflejo dealgún fenómeno mecánico cercano; movimientos y vibraciones que nose pueden detectar con el tacto o con la vista. Con un dispositivollamado perfilómetro se puede evaluar la textura de una superficie conmillones de veces más sensibilidad que con el tacto humano. Este



aparato barre la superficie midiendo corrientes minúsculas que seestablecen entre el perfilómetro y la superficie bajo estudio, y produceunas gráficas que nos muestran en forma amplificada las rugosidadesde una superficie. Fue precisamente del perfilómetro de donde surgióla idea y la técnica básica para la invención del microscopio túnel debarrido, que, como decíamos, es capaz de representar en imágenesamplificadas la disposición de átomos adheridos o, como se dice enfisicoquímica, adsorbidos a un material. El tacto ha sido tambiénmejorado con mucho por los equipos de termovisión, que detectandiferencias de temperatura un millón de veces menores que las quecapta el tacto humano más experimentado.

V . L A M I C R O G R A V E D A D Y L O SM A T E R I A L E S

INTRODUCCIÓN

EN LOS capítulos anteriores se han dado ejemplos del efecto que lagravedad y sobre todo su contraparte, la microgravedad, tienen en lainstauración de propiedades durante la elaboración de los materiales.Aquí incursionaremos un poco más a fondo en las causas y efectos dela microgravedad tanto en los materiales como en los sistemasbiológicos, ya que tales actividades tienen un futuro insospechado parala investigación básica y sus aplicaciones, por lo que se puede anticipar

que serán campo atractivo y fértil. Es natural que muchos procesostecnológicos utilicen los efectos de la gravedad para sus propios fines:la gravedad está siempre presente y es lo suficientemente constantepara asistirnos en hechos tan simples como vaciar un camión devolteo, o usar el agua para generar electricidad, o para bajar minerospor el tiro de la mina. Pero la gravedad también actúa en contra denuestros intereses en muchas situaciones, como cuando nos caemos ocuando nos cae algo en la cabeza, o al tener que usar electricidad parasubir agua a un depósito, o al subir en un elevador. La gravedad esuna propiedad de atracción, presente en las cosas que tienen masa; elhecho de que algo sea muy pesado, o masivo, implica necesariamente

que sienta y ejerza notablemente fuerzas de gravedad. Suele ser másfácil visualizar este fenómeno en términos astronómicos, a saber:cuando algo tan masivo como el Sol está presente en un lugar delUniverso, en su zona circundante se extiende un campo de fuerza quehace que todo objeto con masa lo perciba. Si éste es pequeño tiende aprecipitarse hacia él. La única manera de evitar precipitarse hacia elSol, estando dentro de su campo de atracción, es desplazarse a sualrededor a gran velocidad, como lo hacen los planetas y satélites.



Veamos este ejemplo con algún detalle; el campo gravitacional del Sol,que como dijimos es resultado de su gran masa, hace sentir susefectos de acuerdo con la distancia: de hecho, es proporcional alcuadrado de la distancia, así que mientras más cerca se esté del Sol,mucho más fuertes serán los efectos de este campo. Los planetasdescriben trayectorias casi circulares alrededor del Sol, es decir, seencuentran en la órbita solar. Mientras mayor sea la velocidad de unplaneta (la Tierra viaja a 108 000 km/h), más lejos del Sol tendrá elplaneta su órbita. No obstante, para cada cuerpo en órbita existe unavelocidad llamada velocidad de escape, que es la velocidad a la que unsatélite escapa del campo gravitacional de un cuerpo, y que se utilizaen la práctica para mandar, por ejemplo, sondas automáticas a otroscuerpos como la Luna y los planetas. Para nosotros, que estamossobre la superficie de uno de estos planetas, la gravitación solar semanifiesta principalmente a través del calendario anual, que es unamedida detallada de nuestra órbita solar. Pero, al ser la Tierra muchomás masiva que nosotros, nos atrae con una fuerza que depende de

ambas masas (suya y nuestra), y que también, como en el caso de losplanetas, depende de nuestra distancia de la superficie. A Kepler, consus leyes, y años después a Newton, con la expresión matemática deesas leyes, debemos las explicaciones sobre los fenómenos que causala gravedad. Pero sólo hasta nuestros días ha sido posible, comoresultado del inicio de la conquista del cosmos, apreciar y visualizar lapotenciación que tiene para la humanidad la ausencia de esta fuerza:el estado de imponderabilidad o microgravedad.

En la Tierra, como era de esperarse, la gravedad participa y genera unsinnúmero de fenómenos como: las mareas del océano, lasedimentación de polvo en lagos, el mantener a la Luna en su órbita, ohacer que los ríos bajen al mar y que rueden las piedras cuesta abajo.Pero, en cambio, en un laboratorio, la gravedad es utilizada por suconstancia como elemento de control y medición: por ejemplo, alsedimentar un material, al vaciar un líquido en un vaso de precipitado(de la gravedad viene que se precipiten las cosas), al pesar un objetoen una báscula (que sin gravedad no pesaría), y cuando se mezclansolos dos líquidos con diferente temperatura, como la leche y el café.En este y en todos los casos de convección térmica, cuando agregamosa un líquido frío una parte caliente, la caliente, por ser menos densatiende a irse hacia arriba, a flotar, y la fría hacia abajo. Las corrientesque se forman con estos movimientos (llamadas corrientes

convectivas) son causadas por la gravedad terrestre y, como estánpresentes en numerosos procesos de la vida diaria, desde el hogarhasta la industria, su estudio y comprensión tienen una granimportancia práctica.

En cualquier caso, dentro y fuera del laboratorio, muchas veces nosestorba la gravedad, y ahí sí que tenemos un problema: quitarse lagravedad de encima (o de dentro), aunque sea por algunos segundos,



resulta ser bastante complicado al punto que suele catalogársele dedesafío o de mera locura. ¿Acaso los primeros aeronautas y pilotos no"desafiaban" la gravedad, y estaban, en opinión de muchos,catalogados como locos e intrépidos, temerarios o soñadores? Pero,¿qué motivación sentían para atreverse a desafiarla?, y sobre todo,¿qué inesperado e inimaginable resultado surgió a partir de esasprimeras hazañas?: la conquista aeroespacial dio inicio con estosintrépidos. Por cierto que los intrépidos llevan muchos siglos soñandocon desafiar la gravedad, y si tuviéramos que citar un solo ejemplo,indiscutiblemente tendríamos que hablar del ingenioso Dédalo, elmitológico ateniense. Dédalo puede ser considerado el prototipo delartista universal, el arquitecto y el más notable inventor de recursosmecánicos (antes que el histórico Da Vinci). Cuando este genio fuedesterrado de Creta por el crimen de su sobrino y ayudante Talo, serefugió con el rey Minos, a quien rendía su agradecimiento con sutalento, que incluía además el de ser escultor.

Minos, por descuidar a la bella Pasifae, su esposa, tuvo que vivir con laafrenta de ver a su mujer dar a luz al Minotauro: fruto de los amorescontra natura de Pasifae con un toro. Minotauro, si bien tenía unapuesto cuerpo humano, tenía una horrible cabeza de toro, y algunasmañas, como un formidable apetito, que lo hacía devorar siete jóvenesy siete doncellas cada año (otros dicen que tres veces por año). Paracontrolar a tan desmesurada criatura, Minos ordenó al ingeniosoDédalo construir el famoso Laberinto de Cnosos, donde encerraron almonstruo.

Así estaban las cosas, cuando Dédalo cedió a los ruegos de Ariadna,hija de Minos, y le aconseja cómo salvar al último pasto de

jovenzuelos, entre los que se encontraba su amado Teseo. Estepenetra en el laberinto utilizando el viejo truco de atar un hilo a laentrada, y prosigue hasta encontrar al Minotauro, a quien da muerte,escapando vivo junto con la dieta, y de paso también con Ariadna. Lafuga despierta tal ira en Minos, que encarcela al solícito Dédalo y a suhijo Ícaro dentro de la misma complicada obra que había construidopara satisfacer al rey. Pacientemente, el avispado Dédalo, ayudado porÍcaro, fue coleccionando todas las plumas que dentro del laberintocaían, y con su tradicional destreza, fabricó con ellas, y con cera de lospanales que ahí se instalaban, unas enormes alas, atando las plumascon lino, y pegándolas con cera; las alas se fijaban a los brazos de

estos intrépidos por medio de correas de cuero. Un buen día subierona la torre que dominaba el paisaje y se lanzaron al vacío, escapandodel laberinto en lo que constituyó el primer desafío a la gravedad. Noobstante el éxito inicial, el entusiasmo juvenil de Ícaro lo indujo aolvidar momentáneamente su propósito, y distrayéndose con elpanorama de libertad y el canto de los pájaros, se remontó impetuosoa las alturas, contra las indicaciones de su propio padre, quien a gritosle advertía que el Sol derretiría la cera de sus alas; cosa que ocurrió, e



Ícaro se precipitó al mar, y se ahogó, constituyéndose así en la víctimaprecursora de todos aquellos que después sucumbirían por su deseo devolar.

La creación de Dédalo, junto con la aleccionadora muerte de Ícaro,inspiró a inventores como Da Vinci, que en el siglo XV descubrió los

principios del aeroplano y el helicóptero.

Se pueden citar otras muchas maneras de desafiar la gravedad,aunque casi todas son peligrosas, mortales, breves, o insuficientespara hacer algo útil. Podemos desafiarla brevemente por ejemplolanzándonos al vacío —como Ícaro—, pero no viviríamos para contarlo.También dentro de un elevador con los cables rotos,experimentaríamos lo que es flotar verdaderamente, pero a la veztendríamos una breve e irrepetible sensación. Más caro, pero másseguro, resulta hacerlo en un avión en caída libre, donde podríamosgozar verdaderamente durante unos 30 segundos, una y otra vez. Sin

embargo, el pago puede ser excesivo para cualquier mortal, ydemasiado breve para casi todo experimento de laboratorio.

Así pues, los científicos experimentales tuvieron que esperar unanueva era, la era espacial, para percatarse de que la microgravedadabría nuevos y numerosos caminos, en los que podían dar riendasuelta a su imaginación, disponiendo de cuanta "ausencia" degravedad desearan, aunque, por ser una actividad tan cara, queda unoobligado a hacer un uso eficiente del tiempo; es decir, losexperimentos deben diseñarse y controlarse conforme a un detalladoprograma, que antes debe pasar con éxito un número apropiado depruebas y evaluaciones críticas.

Ahora veamos qué pasa con una nave que viaja en la órbita terrestre,comenzando con un ejemplo de la física clásica o de un juego de niños.Cuando atamos con una cuerda una masa, digamos una pelota, y ledamos vueltas como a la honda de un pastor, podemos sentir quemientras más rápido gira alrededor de la mano, con más fuerza nos

jala. Esta fuerza, llamada centrífuga (que se fuga del centro), dependedirectamente de la velocidad del giro. Al girar la pelota describe uncírculo, una órbita, que tiene como radio el largo de la cuerda. Unanave en órbita también tiene una fuerza que la mantiene dandovueltas, pero es una fuerza invisible, no como la cuerda: es lagravedad. Pero el hecho de que esta fuerza sea invisible no le quitasus propiedades de fuerza, es decir, el causar efectos en las cosas: elque dude de la existencia de fuerzas invisibles, recuerde su últimacaída al suelo. Ahora bien, para colocar una carga útil en órbita, hayque acelerarla con un cohete, primero verticalmente para abandonar laatmósfera, aunque ya durante el ascenso el cohete se irá inclinandoprogresivamente para acelerar el vuelo también en sentido horizontal,hasta alcanzar velocidad orbital, que varía según la altura: para unaórbita de 300 km de altura, por ejemplo, la velocidad circular es de



cerca de 7.8 km/s (más de 28 000 km/h). Estas velocidades no sepueden alcanzar dentro de la atmósfera por la fricción del aire, quemientras más rápido fluye alrededor de algo, produce efectos másdestructivos. Para alcanzar estas velocidades, es común que lospropulsores y combustible de una nave espacial pesen de 10 a 15veces más que su carga útil.

Desde el punto de vista de la mecánica, una nave espacial en órbita esun ejemplo del equilibrio de dos fuerzas: la fuerza de gravedad, por unlado (que en órbita a 300 km de altura sigue teniendo un valor decerca de 80% del que tiene sobre la superficie terrestre) y por otro, lafuerza centrífuga, que, en ejemplo de la cuerda y la pelota es la fuerzaque sentimos en la mano y que aumenta o disminuye según lavelocidad a la que gire la pelota, o en este caso, la nave que viajaalrededor de la Tierra.

Un tripulante adentro de una nave espacial no percibe la gran

velocidad a la que viaja pues fuera de la atmósfera, sin aire, la naveno tiene fricción, por lo que no se manifiestan los indicadoreshabituales de velocidad: la vibración y el ruido. Tampoco percibe laatracción de la gravedad, ya que se contrarresta por el efecto de lavelocidad circular, así que todo dentro de la nave flota, o, dicho de otramanera, en ella se instala la condición de imponderabilidad.Resumiendo: la única manera de "desafiar" la gravedad es, o en caídalibre por periodos cortos, o en órbita, donde esto puede ser unacondición permanente.

Como se mencionó anteriormente, un avión en caída libre permitecerca de 30 segundos de microgravedad continua, y cierta parte de los

experimentos que se van a realizar en órbita se ensayan primero enuna serie de vuelos parabólicos. Estos vuelos se realizan generalmenteen aviones grandes, equipados con motores particularmente potentes,y que describen trayectorias de forma parabólica, como la que sigueuna piedra lanzada hacia arriba. Los aviones de entrenamiento enmicrogravedad suben con una inclinación de 45 grados y, súbitamente,invierten la trayectoria para bajar también a 45 grados: con estaoperación los tripulantes son acelerados primero hacia arriba, ydespués caen libremente junto con el avión, aun cuando su sensaciónno es la de caer, sino la de flotar dentro de la cabina; ésta es lasituación donde mejor se simula la microgravedad espacial sin estar en

el espacio, pero con la importante diferencia de que ocurre porperiodos breves, e interrumpidos periódicamente. Es evidente queentre cada trayectoria parabólica el avión tiene que recuperar altura,por lo que frena la caída con un cambio de trayectoria, esta vez haciaarriba. En esta última operación los tripulantes se pegan al piso congran fuerza; en la práctica, esta fuerza equivale a dos veces la fuerzade la gravedad: 2 g (en términos más técnicos la gravedad sesimboliza con la letra g). De hecho todos hemos experimentado unasituación similar al subirnos a un elevador o a los juegos mecánicos de



una feria: cuando subimos nos sentimos más pesados, pero si bajamossúbitamente tenemos una cierta sensación (sobre todo en elestómago) de flotar. La única diferencia con el caso del avión es queen éste el fenómeno dura más.

Algunas de las sensaciones de la microgravedad se pueden

experimentar también en piscinas, donde las personas y los materialeshan sido previamente balanceados con cámaras de aire para quetengan una flotación neutra, aquella condición en la que los cuerpos notienden ni a subir ni a caer al fondo de la piscina. No obstante, ladiferencia aquí entre la flotación en la piscina y la del espacio es, porun lado, la fricción del cuerpo en movimiento dentro del agua, ausenteen el espacio, dado el vacío, y que produce efectos algo diferentes delos del estado en órbita; por otro lado, también el hecho de que lapersona dentro de la piscina no flota dentro del espacioso y rígido trajeespacial, y durante el entrenamiento en la piscina lo llega a cansar y amolestar. Otra diferencia es que si se coloca con el traje con los pies

hacia arriba, la sangre se le acumula en la cabeza, cosa que no ocurreen órbita, donde hasta puede dormir con cualquier orientación.Volvemos, pues, a lo mismo: sólo en órbita y brevemente en la caídalibre se da el estado de imponderabilidad. Una vez en órbita, lasprincipales fuerzas a bordo son las provenientes de los motores deajuste de órbita, aquellas que provienen de las pequeñas variacionesdel valor de la gravedad en los diferentes lugares que sobrevuela, yaquellas provocadas directamente por la tripulación al usar las paredesde la nave para impulsarse de un lugar a otro. En los experimentos demicrogravedad, en una nave espacial se tienen que vigilar todos losdetalles: en ocasiones es necesario esperar a que la tripulaciónduerma, para evitar así las pequeñas fuerzas que provocan con suactividad en la cabina, pues en general, las fuerzas causadas por elmovimiento de los astronautas son mil veces mayores que las delambiente "natural" estando en órbita, y alcanzan el orden demilésimas de gravedad, o sea "miligravedad", diferente de lamicrogravedad, que sería sólo la millonésima parte.

Trataremos de presentar a continuación los efectos de lamicrogravedad por áreas de interés o disciplinas beneficiadas.

EL LABORATORIO BIOMÉDICO

Entre los experimentos biomédicos, pocas cosas se encuentran en lavida tan interesantes como las investigaciones sobre el cerebro. Y conel cerebro, aquello que le da vida y sentido: la interpretación atinada yel funcionamiento adecuado ante la realidad. Estando en condicionesde microgravedad, el cerebro pierde parte de la información sobre suentorno; sencillamente pierde el sentido de orientación. Paraorientarse, todo animal cuenta con receptores que le indican dóndeestá el piso La visión, la presión en los pies, la dirección en la quecuelgan sus brazos, etc., todos estos medios nos informan dónde se



encuentra el piso, pero además, en la parte interna del oído, losanimales cuentan con una de las tantas maravillas de la evolución: el sistema vestibular (aquí abreviado como "SV"). Este sistema es elequivalente natural de los sistemas electroópticos con los que cuentanlos aviones y naves espaciales para determinar su orientación ydirección de vuelo.

El SV cuenta con receptores de movimiento y aceleración en tresdirecciones: hacia adelante y atrás, los lados, y hacia arriba y abajo.Con esos receptores se es capaz de detectar movimientos y cambiosen el movimiento, y poner tal información a disposición del cerebropara que responda acorde con la voluntad o con los reflejoscondicionados, como en el caso de las caídas.

Para percibir la rotación de la cabeza, el SV utiliza los llamados"conductos semicirculares" (véase la figura 20), que tienen unacompuerta hermética que interrumpe el paso del líquido que los llena.

Al rotar estos conductos en su plano, como una llanta de auto, se poneen movimiento el líquido que contienen, y con ello se presiona ydeforma la compuerta, provista de receptores que detectan esteefecto. Según el movimiento es la deformación de la compuerta, y asíinfluye o modula las señales eléctricas que mandan los receptores adiversas estructuras del cerebro. Para detectar movimiento rotatorio oaceleraciones en los tres planos (frontal, sagital y transversal) existeun conducto para cada plano, es decir, cada oído tiene tres conductossemicirculares para la detección de rotación. Por ejemplo, al rotar lacabeza para seguir el movimiento de un tren en el horizonte, losconductos horizontales detectan este movimiento de la cabeza ycontrarrestan de manera muy precisa la posición de los ojos respecto ala cabeza, de tal forma que los ojos no pierden su objetivo. De hecho,el sistema vestibular anticipa la posición de un objeto seguido por losojos por medio de pequeños saltos llamados nistagmo. Y aquíencontramos una de las conexiones más importantes del SV con loscentros que controlan la tensión de los músculos de los ojos, y que, asu vez, determinan la dirección de la línea visual. En ingeniería a estetipo de sistema se le llama sistema de "control adaptivo", es decir, queva anticipando la posición del objeto, para que su imagen (la del trenen movimiento) se combine con la información visual que se envía alcerebro, y así compensar con precisión la posición de la cabeza y losojos, sin que el objetivo escape del campo visual.



Figura 20. Esquema funcional y anatómico de los conductos semicirculares yotolitos.

Como hay un sistema idéntico en cada oído, todas las funciones serealizan por duplicado, con lo que se reduce el error delfuncionamiento y se aumenta la fiabilidad del SV. Esta duplicidad defunciones lleva a ejemplificar una de las características principales delcerebro: su redundancia o, en otras palabras, su habilidad de noperder su capacidad de funcionar aunque parte de sus funciones sepierdan; aun con la pérdida de un sector de receptores, el cerebroaprende de nuevo a funcionar normalmente con la otra parte. Ahora

bien, los conductos semicirculares del oído interno son los detectoresde la rotación, pero también el SV cuenta con sensores de movimientoy aceleración lineal, como la que percibimos al acelerar o frenar unvehículo, y al caer.

Para la detección de movimiento lineal existe otra estructuraanatómica, también duplicada, cuyos componentes se llaman mácula ysáculo, que son dos cavidades con forma de globulitos, que en suinterior tienen una masa gelatinosa provista de una especie de



incrustaciones calcáreas, llamadas otolitos, que las hacen más pesadasque el medio que las circunda y que a su vez están sostenidas porunas células ciliares (esbeltas como columnas), que son sensibles alalargamiento o tensión (véase la figura 21). Cuando la cabeza se poneen movimiento, los otolitos tienden a quedarse atrás por ser máspesados y con ello, a alargar las células ciliares, que, como en el casode la compuerta de los conductos semicirculares, modifican susseñales eléctricas para informar al cerebro sobre la presencia de laintensidad y dirección del movimiento. Una de estas cavidades tieneentre sus funciones detectar la dirección en la que se encuentra elpiso, es decir, la gravedad. También detecta vibraciones y cadencias,como cuando caminamos o bailamos. Un estudio encaminado acomprender la capacidad de los otolitos para detectar diferentesfrecuencias de vibración encontró que los bailes folclóricos de muydiversas culturas comparten frecuencias (o ritmos) casi idénticos (2.06Hz ±0.02); en otro trabajo también se descubrió que la gran mayoríade las madres mecen a sus bebés con frecuencias de 4 Hz, lo que nos

indica que existen frecuencias idóneas a las que casi todos preferimosbailar, o dormir bebés, y que naturalmente coinciden con la capacidadde percepción más favorable de las estructuras anatómicas del SV; estructuras que, por cierto, el proceso de evolución fue afinando en elcurso de millones de años, hasta alcanzar su actual grado deadaptación al medio ambiente y a los movimientos naturales de cadaorganismo.

Figura 21. Esquema de los otolitos.

Este sistema es lo que hace posible que los seres vivos se orienten yse desplacen hábilmente en el espacio tridimensional en el que se diosu proceso de evolución. Sin embargo, cuando el humano abandona ensólo un par de generaciones su entorno y actividad natural (correr,caminar, brincar y cambiar de posición) para adentrarse en nuevasactividades de movimiento y aceleración, como los vuelos, acrobaciasy, más recientemente, el estado de imponderabilidad en órbita, seenfrenta a condiciones totalmente nuevas, donde la evolución no hacontribuido con su adaptación y perfeccionamiento. Por lo tanto, el



hombre no puede funcionar ni adaptarse tan pronto a estas nuevasactividades. Las serias limitantes del organismo en este sentidorequieren de estudios multidisciplinarios para, por ejemplo, esclarecercómo proceder y planear el trabajo en órbita.

El SV en órbita se encuentra en condiciones en las que carece de

experiencia. Por una parte, los otolitos están acostumbrados a que lascélulas columnares los soporten, y ahora éstas no los soportan, puesen órbita las cosas no pesan, y por lo tanto los otolitos también flotan,por lo que no funcionan como normalmente lo hacen. Al no pesar, susmovimientos se vuelven erráticos, y mandan señales conflictivas a loscentros de interpretación de este tipo de datos en el cerebro. Laconsecuencia directa de esta situación es la desorientación delorganismo en el entorno de microgravedad, que va ademásacompañada de varios síntomas poco agradables: mareo, falta decoordinación de los movimientos, vómito, y desconcierto general, entreotros, al grado de que prácticamente inutilizan a la persona que, en

algunos casos, llega a requerir de medicamentos y atenciones demiembros más afortunados de la tripulación.

Hasta la fecha, no se sabe cómo remediar los efectos del ahoraconocido como síndrome de adaptación espacial a pesar de losesfuerzos de los investigadores. En las primeras décadas de vueloespacial, existía la confianza de que el problema se podría resolver enpoco tiempo, pero la naturaleza, siempre ajena a los optimistasprogramas de investigación, se encargaría de informarnos que losaspectos funcionales del cerebro no son presa fácil ni compartennuestra pretenciosa prisa.

Así las cosas, la actividad espacial tripulada plantea toda una gama denuevos retos biomédicos. De hecho, el síndrome de adaptación semanifiesta en un sistema tan complejo, que los científicos dedicados altema sólo han comenzado apenas a conocer las magnitudes del reto.Sin duda se han realizado numerosos estudios médicos sobre estesíndrome; pocos vuelos, tal vez ninguno, se dan sin el seguimientomédico continuo, y en la mayoría se realiza algún estudio, entre losque destacan los relacionados con el sistema cardiovascular, elmetabolismo, la actividad de los fármacos; todo como parte delestudio del síndrome de adaptación. Quizá el lector se sorprenda alsaber que este último incapacita drásticamente a más del 40% de las

tripulaciones de uno a tres días, independientemente de losantecedentes y experiencia previa; puede afectar tanto aexperimentados pilotos de prueba, como dejar tranquilos y gozosos aneófitos que pasaron criterios médicos menos estrictos de selección.

El problema más serio del síndrome de adaptación espacial radica en lacomplejidad y extensión de las ramificaciones provenientes del sistemavestibular. Hemos mencionado brevemente su conexión con losmúsculos óculomotores, y las extremidades; sin embargo, como suele



suceder, el panorama es mucho más complicado de lo que percibimosa primera vista, y a pesar de que en este problema se han invertidomillones de dólares (y seguramente de rublos también), nuestrosmedios técnicos de investigación tendrán que desarrollarse mucho máspara arrancar sus secretos a la materia más complicada y organizadaque conocemos en el Universo: el cerebro. Profundicemos un pocomás.

El SV se comunica hacia el cerebro a través de un haz de fibras (onervios) que acompaña a las que vienen del oído, su estructuraadyacente; ya antes las terminales de los conductos semicirculares ylos de los otolitos se juntan en unos ganglios, donde al parecer ocurreun cierto grado de acondicionamiento de las señales eléctricas. Alcerebro llegan por la zona llamada puente, donde se encuentran losnúcleos vestibulares, que son centros de procesamiento yredistribución de fibras nerviosas hacia otras estructuras. De estosnúcleos se proyectan fibras hacia varios lugares: a la corteza cerebral,

en sus regiones visual y motora, hacia el cerebelo (el "Gran No" oinhibidor del Sistema Nervioso Central), hacia los núcleosóculomotores (que controlan los músculos de los ojos), y en formaindirecta hacia algunos órganos internos (como el estómago, losintestinos y el hígado), y hacia diversos músculos, llamadosantigravitatorios, que poseen una doble función: la de compensar lascaídas, como cuando encontramos un escalón inesperado en el piso, yla de mantener la verticalidad, aun cuando nos falta la informaciónvisual, como en un cuarto totalmente oscuro. Las proyecciones del SVestán, según apuntan los especialistas, pródigamente presentes entodo el cuerpo, por lo que entender su funcionamiento es, y seguirásiéndolo por varias décadas, un tema abierto a la continuainvestigación científica.

En 1983, a bordo del laboratorio espacial "DI", diseñado por la AgenciaEspacial Alemana (DFVLR), y puesto en órbita por el transbordadorestadunidense, se realizó un estudio a cargo del agradable profesorVon Baumgarten, de la Universidad de Maguncia, sobre el nistagmocalórico. El nistagmo, como decíamos, es el movimiento súbito o saltode los ojos que provocan los músculos oculares al seguir visualmenteun objeto en movimiento; ahora bien, el nistagmo calórico es laproducción artificial de estos saltos oculares por medio de cambios detemperatura en el tímpano con agua caliente (44º C), procedimiento

utilizado, desde principios de siglo en la medicina clínica paradiagnosticar alteraciones del estado neurológico de un paciente.

En la primera década de nuestro siglo, el médico húngaro R. Báránypresentó la hipótesis de que el nistagmo calórico era resultado directode corrientes convectivas térmicas que inducen el movimiento de losotolitos y las ámpulas de los conductos semicirculares. Estos cambiosde temperatura que provocan el nistagmo y la sensación de



movimiento, a pesar de que la cabeza esté totalmente fija, fueron undescubrimiento suficientemente importante, por lo que se le otorgó elpremio Nobel en 1914. Pero en la ciencia todo puede cambiar. En lamisión del laboratorio Dl se demostró, por medio de un casco queinyectaba aire caliente o frío al oído interno, que el nistagmo calórico¡también se presenta en ausencia de gravedad! Si las corrientesconvectivas son causadas por la presencia de la gravedad, la hipótesisdel nistagmo calórico de Bárány quedó, si no totalmente refutada,cuando menos puesta en duda después del experimento espacial.Actualmente, muchos grupos de investigación se han abocado aestudiar esta paradoja, que pone en duda una de las "verdades"básicas del tema.

Entre los experimentos más importantes realizados en órbita hasta lafecha, seguramente debemos mencionar los recientes trabajosllevados a cabo en la cápsula Cosmos 1887, tripulada solamente poranimales, y donde se condujeron automáticamente decenas de

experimentos elaborados por científicos de más de 50 centros deinvestigación en todo el mundo. A la par que los científicos soviéticos,en el diseño de esta misión participaron sus colegas de EUA, Francia yotra docena de países; cabe destacar que por ello éste fue un ejemploracional del tipo de programas que deben dominar en el futuro de lainvestigación espacial. Entre lo más notable de estos experimentosdestaca la presencia de dos pequeños simios, preparados conimplantes cerebrales para estudiar las señales vestibulares durante elperiodo de adaptación espacial. Por primera vez fue posible registrarseñales eléctricas del SV en un primate, vecino evolutivo del humano(aunque usted no lo crea), en condiciones orbitales. Cabe anotar aquíque no es posible hacer tales experimentos con seres humanos, puesla implantación de electrodos en las partes profundas del cerebro,donde están los centros de proceso del SV, conlleva un grave peligrode infección. Sin embargo, los datos neurofisiológicos de los simioscosmonautas son primordiales para el futuro de los vuelos de largaduración tripulados, sobre todo para la comprensión de los fenómenosque ocurren al hombre durante su adaptación en los primeros días enel espacio.

Un aspecto curioso del síndrome de adaptación espacial son los efectosposteriores, cuando los cosmonautas regresan a la Tierra: la falta deinformación visual los hacía perder el equilibrio en un cuarto oscuro,

pero también durante varios meses después del vuelo, los astronautasquedaron exentos de todo tipo de mareos terrestres.

Otros hechos biomédicos interesantes estudiados en órbita son losrelacionados con la pérdida de calcio de los huesos.

Los huesos son estructuras que responden activamente a lasdemandas del organismo y como otras estructuras anatómicas, seatrofian cuando no se utilizan. Al flotar dentro de la nave, las piernas



carecen de función; y aunque se utilizan para impulsarse de un lugar aotro, la fuerza requerida es mínima: una persona puede proyectarsehasta el otro extremo de la nave con un solo dedo. A partir de losprimeros días en órbita, el organismo resiente la falta de uso de buenaparte del esqueleto. Varios de los estudios a bordo están precisamenteorientados a determinar qué pasa con el calcio que forma parte de loshuesos (cuya pérdida alcanza hasta un 10% del total). Para establecerla vía de pérdida de calcio, se analizan los desechos del organismodurante el vuelo y posteriormente la disminución de la masa ósea.Durante todo el vuelo se programan periodos de ejercicio como medidapreventiva, que se van aumentando hasta el día del aterrizaje. Elejercicio para las piernas se realiza con una bicicleta fija, o sujetandocon unas bandas elásticas la cintura al piso; después el astronauta"corre" sobre una banda móvil; así los huesos largos de las piernasrecuperan gradualmente su resistencia y musculatura, así como susniveles normales de calcio. La columna vertebral pierde parte de sufunción también, pues en el espacio no soporta el peso al que está

acostumbrada, y por lo tanto, los discos que separan las vértebras sedilatan unos milímetros, pero como son tantas, las personas "crecen"en algunos casos hasta cinco centímetros, además, la columna pierdesu curvatura, que carece de sentido al no tener que ejercer lacapacidad de carga como lo hace en la Tierra.

Uno de los cambios reconocidos desde los primeros vuelos se refiere ala relocalización de los fluidos corporales. En la Tierra, el organismocompensa la tendencia de la gravedad a acumular abajo los fluidoscorporales (sangre, suero y agua) por medio de la presión de las venasy el juego de ciertas válvulas localizadas en piernas y tronco; sinembargo, en el estado de microgravedad, este reflejo continúa duranteun tiempo, causando la migración de fluidos hacia las partes superioresdel organismo, y provocando con esto la hinchazón de tórax y cara quese observa en los cosmonautas. Para evitar una reacción opuesta alreincorporarse a la gravedad, los tripulantes de las naves espaciales,poco antes de su regreso, se colocan un traje especial que oprime laspiernas para mantener suficiente presión sanguínea en la partesuperior del cuerpo y evitar así mareos y desmayos por falta deirrigación cerebral.

Resumiendo: el organismo sufre toda una serie de alteracionesdurante el vuelo espacial: pérdida de orientación —a la que sigue

generalmente un periodo de adaptación—, pérdida de calcio,relocalización de fluidos, desadaptación a los ciclos normales día-noche, exposición a radiación, debilitamiento de los músculosantigravitatorios, crecimiento de la columna vertebral y pérdida de sucurvatura. En estos temas, la URSS posee ciertas ventajas sobre sucontraparte estadunidense, ya que no sólo tienen casi el triple dehoras/hombre en el espacio, sino que sus vuelos han durado hasta 4.5veces más tiempo. Como anécdota, cabe referir un hecho curioso:



anticipándose a los informes médicos soviéticos, uno de los másdestacados médicos de la NASA se refirió a los serios problemas dereadaptación a la gravedad que supuestamente iba a sufrir Romanenkocon su regreso a la Tierra, después de 326 días seguidos en órbita,entre ellos: dificultad para caminar, estar de pie, orientación en laoscuridad, etc. Como única respuesta a sus muy desatinadasestimaciones, los soviéticos mostraron a Romanenko frente a lascámaras haciendo una serie de piruetas. Posteriormente, larecuperación de Titov y Manarov, quienes pasaron poco más de un añoen órbita, también fortalece la confianza establecida, aunque segúnTitov, la permanencia "ideal" es de seis meses. La lección que de aquíse puede recibir es que cada organismo reacciona de manera diferentedurante su adaptación al espacio y su readaptación a la Tierra, y quetodavía nos falta mucho por comprender en este campo. Algunosmédicos soviéticos dicen que con estos vuelos de Romanenko, Titov yManarov se puede ya visualizar claramente el viaje tripulado a Marte.En conclusión, éste es un campo muy dinámico, que se enriquece cada

día, especialmente ahora, con la presencia casi continua decosmonautas a bordo de estaciones orbitales.

TENSIÓN SUPERFICIAL

El comportamiento de los fluidos en microgravedad ha resultado seruno de los campos de mayor interés, debido principalmente a que sehan observado fenómenos inesperados. Elaboremos el temacomenzando con la tensión superficial de los líquidos. Ésta es unapropiedad fundamental de los líquidos, cuya manifestación másconocida es la forma de una gota de agua: esférica cuando cae ocuando flota en una nave espacial, pero semiesférica cuando se pega a

un sólido, un vidrio por ejemplo, donde surgen otras fuerzas decontacto. No es ni obvio ni fácil de explicar en términos sencillos porqué es de esta forma, pero intentémoslo, ya que en parte de estodepende el entender las ventajas de experimentos con fluidos enmicrogravedad.

Las moléculas de agua en una gota, muchos millones de ellas,interaccionan por medio de las llamadas fuerzas molecularesgenerando una presión interna que las obliga, jalándolas, amantenerse lo más juntas posible, lo que en un líquido se manifiestaen la forma de una gota. La forma esférica es efecto de la tensión

superficial, que a su vez es afectada de manera compleja por lapolaridad de las moléculas, digamos, la molécula de agua (H2O),formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, forma un dipoloeléctrico, es decir, en un extremo es positiva y negativa en el otro(véase la figura 22). Mientras más intensa sea la polaridad molecular,los líquidos tendrán más presión interna que los lleva a mantenerse

juntos. En el caso del agua, la presión interna es muy alta (de 14 800atmósferas) y por tanto sus moléculas están tan juntas que provoca,por ejemplo, que los líquidos sean muy poco propicios a la compresión.



En la superficie de una gota de líquido, las fuerzas de tensión sealinean con la forma de la superficie y tratan de hacerla lo másreducida posible: de ahí que tomen la forma de una esfera, querepresenta la menor superficie posible de un volumen, sin importar eltipo de líquido (agua, jugo de naranja, alcohol, o un metal fundido).

En tierra no es tan común percatarse de este hecho fundamental, puesgeneralmente las gotas de agua, o caen muy rápido como paraobservar su forma con precisión, o las vemos pegadas a un sólido, conlo que sólo vemos parte de una esfera o elipse. Con mercurio, quetiene casi seis veces más tensión superficial que el agua, sí alcanzamosa ver la forma esférica de gotas chicas cuando ruedan, pero tambiénpodemos observar que se achatan para formar cuerpos elipsoidales porla acción de la siempre presente gravedad.

Figura 22. (a) Moléculas de agua absorbidas a una superficie. (b) Ladistribución de carga en la molécula forma un dipolo que se orienta en uncampo eléctrico.

COLISIONES ENTRE ESFERAS DE AGUA Y METAL

Analicemos ahora el resultado de un curioso experimento espacial,donde se observan hechos todavía por explicar, para que quizá algúningenioso lector proponga una explicación correcta y completa. Untípico experimento de microgravedad, que sólo puede hacerse en

órbita, fue financiado por el periódico japonés Asahi Shimbun, uno delos de más tiraje en Japón. El propósito del periódico era simplementedespertar el interés de los niños japoneses respecto a actividadesespaciales, ya que su país ha incursionado decididamente en el tema,y desde ahora orienta y motiva responsablemente la mente siempreinquieta de los niños, futuros científicos espaciales. Pero resultó tannovedoso el producto del experimento, que destacados físicos

japoneses trataron, hasta donde sabemos sin éxito, de explicar loscuriosos hechos observados. La idea que motivó el experimento es



bastante sencilla: se trataba de observar y explicar el fenómeno de lacolisión entre dos esferas, una grande, líquida, de agua, y otrapequeña, de acero. Un cañón dispara las esferas de metal, una a una,a diferentes velocidades, contra la de agua, que se formaespontáneamente en la microgravedad por efecto de la tensiónsuperficial. La esfera de agua se encuentra sobre un pedestal mientrases observada por una cámara (véase la figura 23). La esfera de metalchoca contra la de agua cerca del centro y, para sorpresa de todos, seadhiere con fuerza a esta última, penetrando hasta cerca de la mitadde su diámetro, quedándose, por decirlo así, en órbita, capturadapermanentemente por fuerzas de atracción entre las dos. En la mismafigura, se observa una fotografía de la esfera de metal metida a lamitad. Cuando se aumentó la velocidad del impacto, los hechos serepetían, hasta que la velocidad fue suficiente (cerca de 1 500 mm/s)para que la metálica atravesara, no sin dificultad, a la esfera de agua.

(a)

i ) ii ) iii )



(b)

Figura 23. (a) Esquema del dispositivo espacial para el estudio de colisionesentre esferas. (b) Fotografía del proceso de colisión, en condiciones demicrogravedad, entre una esfera de agua y una de metal. i)Antes de lacolisión; ii) la esfera de metal deforma la de agua sin penetrar; iii) ya enequilibrio la esfera de metal que parcialmente incluida en la de agua ygirando a su alrededor como "en órbita". El fenómeno fue observado porprimera vez en microgravedad . Sus efectos han atraído la atención de físicosnucleares por sus características, que son formalmente análogas a fenómenosnucleares.

Tratando de dilucidar este fenómeno, recordemos algunos hechosacerca de la interacción entre agua y sólidos, por ejemplo: 1) elmojado de la superficie de un sólido es un proceso selectivo quedepende del tipo de sólido y de líquido; 2) el ángulo que forma lafrontera sólido-líquido depende de la intensidad de las fuerzas

moleculares entre los dos y de las fuerzas intermoleculares del líquido,pero como hay gas alrededor de la esfera de metal, la interfaseadicional sólido-gas participa en el balance de las fuerzas (por cierto,en el experimento espacial, están todas en equilibrio, ya que la esferade metal se queda parcialmente dentro de la de agua de manerapermanente). En pocas palabras, el fenómeno sencillo que observamosresulta en realidad de una compleja interacción física entre los tresmedios: el agua, el gas (nitrógeno) que rodea las esferas, yprobablemente el tipo y rugosidad del metal de la esfera impactora. Enprincipio, parece fácil explicar lo observado; sin embargo, aladentrarnos en los posibles mecanismos que dominaron tal resultado

vemos que el fenómeno empieza a complicarse; para explicar elfenómeno tienen una gran ventaja los fisicoquímicos que conocen delos procesos de interacción entre materiales, pues saben mucho defactores como absorción, mojado, adhesión y otros eslabones de unacadena que se va complicando con rapidez hasta adentrarse en temastan fascinantes y laberínticos como la mecánica cuántica.

Quizá la moraleja más importante para nosotros, después de saber delexperimento de la colisión de esferas, es que tengamos en cuenta que,como en el caso de una pregunta tan sencilla como por qué el cielo esazul, la naturaleza se nos revela como bastante complicada, y que raravez evidencia sus secretos para permitirnos dar explicaciones sencillas

o directas. Asimismo, podemos percatarnos de que las condiciones demicrogravedad abren camino a nuevos y poderosos experimentos paraentender un poco más acerca de los intrincados fenómenos de latensión superficial.

MATERIALES BIOLÓGICOS EN MICROGRAVEDAD



Una de las aplicaciones biomédicas más importantes relacionadas conel procesamiento de materiales en condiciones de microgravedad, es lapurificación o separación de moléculas bioquímicas y otras partículaspor medio de la técnica de electroforesis. Esta técnica aprovecha ladiferente migración de partículas cargadas eléctricamente dentro de unfluido, que es provocada por un campo eléctrico. Estudios recienteshan demostrado la posibilidad de producir sustancias activas cuatroveces más puras en la órbita terrestre, a la vez de que el tiempo parapurificarlas es siete veces menor que en los laboratorios terrestres.Hasta el momento, las investigaciones se han orientado a laproducción de medicamentos y sustancias de alto valor agregado,como el alfa-l-timosín y el interferón, fármacos que se utilizan en lalucha contra el cáncer y hoy día contra el SIDA. La eficiencia de losequipos en órbita se debe de nuevo a la ausencia del transporteconvectivo causado por las fuerzas de flotación y sedimentación que,en general, causan desplazamientos cientos de veces mayores que lamigración provocada por campos eléctricos, así que en tierra este

proceso no es muy eficiente, si lo comparamos con su versión espacial.

Para comprender la electroforesis, es necesario recordar que muchasbiomoléculas, como las enzimas y las hormonas, poseen unadistribución asimétrica de carga eléctrica, es decir, que la forma enque se reparten las cargas eléctricas es distinta de una región a otradebido a la presencia de los llamados macroiones. Al establecer unatensión eléctrica entre dos electródos, como las baterías, inmersos enla solución que contiene las sustancias, algunas moléculas, debido a sucarga, se irán hacia uno de los electrodos, mientras que otras seránatraídas al contrario. Sometiendo parte de la solución cercana acualquiera de los electrodos a un nuevo campo eléctrico, y realizandoesta operación en repetidas ocasiones, el material más cercano alúltimo electrodo será de una mayor concentración o pureza, ya que encada paso sucesivo se han ido atrayendo moléculas del signo contrarioal del electrodo, hasta lograr la separación o purificación de algunamolécula o mineral en particular, que sea de nuestro interés.

El efecto de la separación se logra no sólo por el campo eléctrico, sinopor la velocidad que cada molécula tiene en su camino hacia uno delos electrodos, lo que domina además el proceso de purificación.Pueden existir muchas moléculas con distribuciones de carga similares,pero no todas ellas viajarán a la misma velocidad, hecho que se debe a

varios factores, entre los cuales uno de los más importantes es laforma. La forma de un objeto determina la velocidad a la que puedemovilizarse dentro de un fluido bajo el efecto de una fuerza dada, en elque todas las moléculas están afectadas por la aplicación del campoeléctrico.

Resulta ilustrativo conocer un hecho reciente en relación con lasactividades farmacéuticas en órbita. Una empresa estadunidense hafirmado un acuerdo con los organismos espaciales de la Unión



Soviética, para llevar a cabo experimentos farmacéuticos en laestación espacial permanente Mir. Esta empresa privada solicitó losservicios soviéticos debido a que los EUA carecen de una estaciónorbital propia (probablemente tarden cerca de 10 años enestablecerla). Los experimentos consisten en provocar y observar elcrecimiento de proteínas cristalizadas, ya que sólo con proteínas enestado sólido y cristalizado se pueden estudiar con precisión lassecuencias de aminoácidos que conforman las estructuras proteínicas,por medio de la técnica de difracción de rayos X. Con este ejemplo sepueden ratificar una vez más las ventajas de la cooperación espacialinternacional; de otra manera se dejaría de lado el avance de lahumanidad en rubros tan importantes como el mencionado, por lo quese debe esperar que este tipo de acontecimientos se conviertan enalgo común a pesar de algunas corrientes irracionales que se oponenpersistentemente a esta realidad.

Es previsible que en un futuro muy cercano sean instalados en la

órbita ingenios importantes para la fabricación de fármacos muydiversos. Además de la sustancia alfa-l-timosín, fabricada por lossoviéticos en órbita, cabe mencionar también los esfuerzos realizadosen el transbordador espacial estadunidense, que ha puesto en órbita,en tres ocasiones diferentes, una fábrica experimental para produciruna proteína, la llamada eritropoyetina, que sirve para fomentar laproducción de glóbulos rojos. Esta fábrica estaba operada por Ch.Walker, un ingeniero especialista que buscaba optimar el proceso deelectroforesis en órbita, y que por esta razón es de las pocas personasque han subido hasta tres veces a la órbita terrestre, aunquerecientemente se ha cancelado tal esfuerzo debido a la incertidumbrede los vuelos y a la competencia de técnicas como la ingenieríagenética. Sin duda, los materiales biológicos producidos en órbitaserán los que lleven la biomedicina a los resultados másespectaculares en tierra, en vista de la alta pureza alcanzada en laórbita terrestre; asimismo, se debe esperar un impulso adicional ycomplementario de la mencionada ingeniería genética, que no dudoaprovechará en el futuro las ventajas de las condiciones ambientalesen la órbita.

LOS SÓLIDOS EN EL ESPACIO

Todo material sólido utilizado en la práctica de la ingeniería posee

propiedades instauradas durante su proceso de producción, buenaparte durante su fase líquida (cuando está fundido); otras se lograncon el tratamiento térmico al que se somete la pieza acabada.Comprender el origen de las propiedades de los materiales requiereque se identifiquen las etapas críticas de su manufactura y que seanalicen apropiadamente en lo que se refiere a la evolución de sumicroestructura. En el ejemplo de las aleaciones metálicas, veíamosque su resistencia depende del tamaño y forma de sus granos ocristales, los cuales se crean durante el enfriamiento y solidificación;



en gran medida dicha resistencia depende también de la uniformidadcon la que los diferentes componentes se distribuyen en la aleación.

En la microgravedad, esos cristales crecen menos, pero másuniformemente, por lo que materiales solidificados en órbita adquierenpropiedades diferentes, la mayoría de las veces deseables. Algunos de

estos resultados se conocen desde hace tiempo, sin embargo quedamucho por entender en cuanto al procesamiento de materiales en elespacio y resta todavía evaluar cuáles serán las propiedades másfavorecidas y útiles. Se sabe, por ejemplo, que al comenzar el procesode solidificación se forman unas "islas" de átomos que se agreganordenadamente, en las que se inicia el crecimiento de los granoscristalinos; esto ocurre simultáneamente en varios puntos del materialfundido; lo que se desconoce es el crecimiento, y en la Tierra lagravedad influye y causa el desplazamiento de dichas islas en lascorrientes convectivas, lo que hace imposible el análisis atómico pormedios como la microdifracción de rayos X, técnica con la que se

produce una especie de proyección macroscópica, que hace visible laposición de los átomos en alguno de los cristales. En órbita se podríaaprovechar un dispositivo que permitiera visualizar el crecimiento detales islas, ahí estáticas por la ausencia de convección. El dispositivode estudio consistiría, quizá, en un metal entre dos placas de vidrioseparadas unas micras, y un calentador capaz de fundir el metal, queluego se enfriaría y se solidificaría. Mientras por uno de sus lados seirradiaría el metal con rayos X, y por el otro se captarían los patronesde difracción con un detector de rayos X. Es previsible que con estetipo de arreglo se pueda seguir el proceso de coalescencia o formaciónde islas, desde la fase casi líquida hasta la sólida, información de granvalor explicativo sin duda para quienes trabajan en la investigación delas propiedades microestructurales de los materiales sólidos. Unesquema de esta idea se presenta en la figura 24.

Figura 24. Esquema de un experimento exploratorio para el estudio delproceso de solidificación y coalescencia de granos metálicos.



Hay diversos tipos de sensores y detectores de rayos X; quizá el másconocido son las placas fotosensibles que se utilizan en las radiografíasmédicas. Sin embargo, para captar imágenes en el espectro, latendencia moderna se aleja cada vez más de los materialesfotosensibles, tipo fotográfico, para adentrarse en la optoelectrónica,campo que combina la óptica y la electrónica, y que también sedenomina electroóptica. Los experimentos en microgravedad concristales, que tienen aplicaciones importantes en la técnica moderna,han tenido hasta ahora resultados muy alentadores. Por ejemplo, en elcrecimiento de compuestos de silicio, galio y germanio, materiales enlos que se fundamenta la industria microelectrónica y la óptica, sícontrastamos experimentos terrestres y espaciales, observamos que laestructura cristalina del material espacial es considerablemente másuniforme que su contraparte terrestre, aun cuando el crecimiento oaumento de masa es menor en la órbita. En éste y en otros casos, elmaterial crecido en el espacio es claramente superior, debido a que losfenómenos microgravitatorios enfatizan sus propiedades de más

utilidad práctica, al grado de que justifica plenamente el costo delexperimento exploratorio, a pesar de ser éstos los primeros intentos.

Otros sólidos susceptibles de aprovechar la microgravedad son losmateriales fibrosos y los cerámicos, así como sus posibles mezclas.Entre los materiales más novedosos por sus propiedadesextraordinarias, mencionábamos los plásticos reforzados con fibrasmicroscópicas de carbono, vidrio, boro, cerámica o metales comotungsteno y titanio, todos ellos abundantes en México, por cierto. Lapropiedad que hace a estos materiales tan atractivos es sucombinación de alta resistencia y bajo peso. Sin embargo, unalimitante que frecuentemente encontramos en las propiedades deestos materiales resulta de la concentración o relocalización de lasfibras dentro de la matriz de termoplástico o cerámica, efecto a su vezde la diferencia de densidad y propiedades térmicas de las fibras conrespecto a la matriz que las sustenta. Estos factores, que podríamosdenominar microsegregación, son resultado principalmente deltransporte causado por fuerzas de flotación y del empuje que generaun frente de solidificación o frente de enfriamiento, en las fibras, aunsin llegar a tocarlas; por ello incluimos también estos materiales en lalista de los que se verían favorecidos con su fabricación enmicrogravedad.

FLUJO EN CONDICIONES DE TENSIÓN SUPERFICIAL DOMINANTEEs también curioso y sorprendente el comportamiento de un flujo encondiciones de microgravedad. Como en los casos anteriores, no setrata de efectos nuevos, sino de efectos cuya presencia se oscurecepor el fenómeno de convección presente en los laboratorios terrestres:el flujo es poco conocido sin los efectos de dicho fenómeno. Dado queen condiciones de microgravedad las fuerzas de flotación y lascorrientes convectivas se reducen cientos de veces, el transporte de



materia dentro del flujo se debe exclusivamente a los siguientesfactores: 1) termoforesis, que es el transporte generado por unadiferencia térmica que actúa, por ejemplo en el caso de una burbuja,por la variación de la tensión entre cada una de las partes de susuperficie; 2) electroforesis, donde el transporte obedece al efecto deun campo eléctrico sobre moléculas cargadas y, por último, 3)transporte por difusión química, en donde, debido a diferencias deconcentración (gradiente), el proceso de difusión tiende a ser el únicocausante del transporte de moléculas y partículas de un punto a otrodentro de un fluido. Varias investigaciones han sido enfocadas altransporte de burbujas por efectos térmicos, debido a lasrepercusiones prácticas que este tipo de problemas presenta, como enel caso de un tanque parcialmente lleno de combustible en órbita, yque recibe radiación solar en una sola de sus caras. Tema, por cierto,que fue motivo de estudio de un destacado investigador de la Facultadde Ingeniería de la UNAM. Las características especiales del flujo, enausencia de fuerzas de flotación, no siempre trabajan en favor de un

proceso de producción de materiales en órbita. Tomemos comoejemplo el caso de vidrios ópticos: por un lado, es atractiva ladistribución heterogénea de los componentes de vidrios durante suproceso de solidificación, es decir, la formación de una microestructuray distribución de componentes de manera uniforme. También esatractiva la ausencia de esfuerzos mecánicos causados en la Tierra porel crisol de fundición. Sin embargo, lo que no es favorable en el casode los vidrios, es precisamente la falta de fuerzas de flotación, que entierra permiten que se puedan extraer las microburbujas de aire quedegradan las características ópticas de una lente, aunque aquí puedeparticipar el ultra alto vacío de la órbita.

Resulta también muy interesante el estudio de interfases líquido-líquido en las que la interacción, en ausencia de convección, se reduceal intercambio de calor y a la interacción química entre ellos, lo quehace posible procesos muy delicados de mezclas de diferentesmateriales conteniendo potencial teórico-práctico. Asimismo, sepueden realizar mediciones de conducción térmica entre líquidos queen tierra son difíciles, o imposibles, debido a los desplazamientos quelas corrientes de convección causan en las interfases inestables.

LAS SUPERESPUMAS

Un ejemplo interesante que combina la necesidad de microgravedad yla de controlar precisamente la tensión superficial, lo tenemos en lafabricación en órbita de inmensas estructuras, basadas en lo quepodríamos denominar "superespumas", y que se planea utilizar, en suversión pacífica, en la construcción de espejos para iluminaciónnocturna de ciudades y sembradíos.

Las superespumas se fabrican como cualquier material esponjoso, esdecir, por medio de burbujas de diferentes tamaños adheridas unas a



otras en el contacto de sus paredes, y formando geometrías tancaprichosas como desea su diseñador. A diferencia de los materialesterrestres, estas espumas tienen burbujas de varios metros dediámetro, y paredes de décimas de milímetro o menos. En tierra, conla gravedad, no puede lograrse que crezcan a tales tamaños, porque,como ocurre con las burbujas de jabón, se adelgazan en la partesuperior hasta romperse: un efecto del campo gravitatorio. Paraalgunos, esto sonará a pura ficción, pero para otros, que ya vimos elintento de fabricar burbujas de epoxi hasta de un metro, nos es nosólo creíble, sino hasta estimulante, ver que ya se dieron los primerospasos prácticos para crear millones de burbujas unidas para formarmateriales esponjosos. Los tamaños que se espera sean de utilidadpara estos espejos son impresionantes: de varios cientos de metroshasta varios kilómetros por lado, con espesores en metros. En tierraestas estructuras no pueden mantener ni siquiera su propio peso, peroen órbita, pueden crecer y crecer hasta ser gigantescas, ya que nopesan nada. Antes de dar por terminado el tema de la tensión

superficial, repasemos las repercusiones que el manejo consciente delas fuerzas de tensión superficial tiene en la actividad cotidiana de lasociedad, ya que casi todos las desconocemos. La tensión superficial, ylos fenómenos directamente dependientes de ella, son los principalesprotagonistas en hechos tan comunes como el teñido de telas, el cortede metales y su soldadura, la perforación de pozos, laimpermeabilización de textiles, el uso eficaz de insecticidas, laresistencia de adhesivos, el lavado de ropa, la extracción y purificaciónde minerales, la soldadura de circuitos electrónicos, y miles de cosasmás. Y vale la pena señalar un aspecto más: ¿qué pasaría si elexperimento japonés se ampliara para incluir la colisión de esferas de

diferentes líquidos, o con variaciones de temperatura, y por tanto condiversas tensiones superficiales? ¿Qué nuevos e interesantesfenómenos observaríamos? ¿Cómo afecta la ausencia de gravedadtodos estos procesos cotidianos?

Seguramente la microgravedad producirá en algunos casos, resultadosdesconcertantes; en otros, estos experimentos serán favorables paraaumentar el acervo de explicaciones de fenómenos pococomprendidos. Con los ejemplos anteriores podemos ver que laexperimentación espacial encierra un potencial verdaderamenteimpredecible, en el que tenemos que participar, pues no hacerlo seríasacrificar a la insensatez y a la dependencia algunos insospechados

medios útiles a nuestro desarrollo.



V I . N U E S T R O L A B O R A T O R I O E NÓ R B I T A T E R R E S T R E

INTRODUCCIÓNLAS condiciones que hacen de la órbita terrestre un laboratorio concaracterísticas útiles y únicas (imponderabilidad, visión amplia,radiación directa y alto vacío) son favorables a la experimentación hoyy a la industria del mañana. La combinación de estas condicionesgenera numerosas y nuevas alternativas, y los experimentos yactividades en órbita que se pueden llevar a cabo no es posibleincluirlos en una mera lista, aunque tampoco se debe sucumbir altemor de intentar hacerlo, aun de manera incompleta, porque todos engeneral esperamos que quienes usan los recursos nacionales eninvestigación aeroespacial, se esfuercen y asuman el riesgo de

equivocarse al tratar de señalar los caminos que actualmente seidentifican como los más prometedores.

En su conjunto, estas condiciones, repetimos, hacen posible laconducción de experimentos imposibles de realizar en tierra, pero,sobre todo, nos falta intentar estimar las probabilidades reales de quecientíficos de México y de los demás países en desarrollo puedanutilizar la órbita terrestre para sus propios fines de investigación. Esnecesario también que nuestros científicos e ingenieros, especialmentelos que no tengan contacto directo con este tema, se mantengancuando menos enterados de las numerosas técnicas espaciales, aun

cuando sea sólo por medio de la participación de un número muyreducido de investigadores que sí estén al corriente de unconocimiento directo de lo que ocurre en la frontera del avanceespacial.

Recordemos, además, que como en el pasado, las actividades que hoyen día se realizan en el espacio, repercutirán finalmente en el avancede muchos otros campos que afectan el bienestar de la población. Parailustrar este punto basta un ejemplo: los satélites meteorológicosfueron en un principio resultado del interés de los meteorólogos, quedeseaban observar zonas más amplias del globo terrestre, paraentender cómo afectan las formaciones de nubes, las temperaturas y

la velocidad de los vientos, el clima de grandes sectores del globo, ode una región o ciudad; actualmente se sabe que el clima es un efectoglobal, que sólo puede comenzar a entenderse si utilizamos lainformación amplia que proporcionan los satélites. Ahora, con base enesta información se puede alertar a la población sobre desastresnaturales inminentes y su posible evolución, con varios días deanticipación; con esta aplicación práctica se ha ahorrado miles deveces el monto de la inversión para la construcción, puesta en órbita y



operación de dichos sistemas de alerta basados en satélites. Algoequivalente puede decirse de los satélites de comunicaciones.

Por motivos ajenos al desarrollo tecnocientífico, el efecto socialmentebenéfico que puede tener la tecnología aeroespacial es de muchamenor magnitud de lo que permitiría su avance en la actualidad. Esto

resulta, primero, de la política de proteccionismo de la tecnología quedetentan muchos de los llamados países desarrollados, que impiden elflujo de tecnologías a países necesitados de ellas. Para esto bastatambién un ejemplo: los centros de investigación de la NASA de losEstados Unidos no permiten en sus instalaciones el trabajo temporalde científicos de países que califican como amigos en temastecnológicos o de ciencia aplicada, solamente admiten candidatos querealicen estudios en ciencias puras, esa parte de la investigacióngeneralmente más alejada de las aplicaciones prácticas. Segundo, esnecesario considerar que la investigación y la práctica de la ingenieríaaeroespacial generan con frecuencia productos colaterales, que a la

larga, se sabe por muchas experiencias anteriores, impulsan avancestécnicos de muy diversa naturaleza y alcance. Éstos son, por lo generalde mucha utilidad para el bienestar social, aunque su valor sea difícilde estimar de momento, y con suficiente confiabilidad.

Entre las tendencias más notables de la actualidad se debe señalar quelas cifras de lanzamiento de vehículos espaciales van en continuoaumento (780 toneladas de carga útil sólo en 1987) y, a la vista de losesfuerzos por parte de un creciente número de países con programasespaciales propios, éstas seguirán aumentando en el futuro. Aparte delas grandes potencias, las cuales probablemente proseguirándominando el panorama espacial por varias décadas, toda una gama

de países se adentran en programas espaciales sólidos, entre ellos, losque participan en la Agencia Espacial Europea, China, Japón, la India yBrasil, por lo pronto; asimismo, es previsible que se organicen otrasagencias multinacionales (una latinoamericana, desde luego) en laspróximas décadas.

Los esfuerzos de Brasil y la India tienen para nosotros una significaciónparticular, pues simbolizan la conciencia de un grupo de países endesarrollo interesados en que sus sociedades avancen a través de laciencia y la tecnología, manejadas con oportunidad y de maneraapropiada. En ambos casos, se aprecia la visión que los gobernantes

de estos países tuvieron para iniciarse en el camino de las actividadesespaciales, que otros han percibido como un lujo, lejano a suspresupuestos y posibilidades. Incluso estos países ya han podidocosechar los primeros frutos: la India posee hoy la capacidad defabricar y lanzar sus propios satélites de comunicaciones, meteorologíay percepción remota y en un futuro próximo esta capacidad serárentable. Brasil, por sus propios medios, ha hecho posible un programapara el lanzamiento de satélites de comunicaciones y de percepciónremota de diseño nacional. Pronto, ambos iniciarán actividades aún



más elaboradas que, en el momento propicio, se reflejarán en elavance de múltiples campos de la ciencia y la tecnología en beneficiode sus pueblos. Cabe mencionar aquí un notorio ejemplo de laindustria aeroespacial: Brasil ha colocado más aviones comerciales enel mercado de los Estados Unidos, que éstos en el de Brasil, un paísque, por cierto, comparte con México muchos de sus problemaseconómico-sociales, como el estar casi aplastado por la deuda. Estasituación ilustra claramente cómo la tecnología aeroespacial llega avolverse rentable, y a funcionar como un motor de desarrollo industrialque favorece el avance de un país, aunque a veces sólo sirve paramantenerlo a flote.

El ejemplo de Brasil da a su vez entrada a otro, de mucho mayorimportancia: entre los esfuerzos de científicos mexicanos por participardirectamente en el avance y utilización de la tecnología espacial, sehan tratado de establecer temas de colaboración de interés mutuo conel Instituto de Pesquisas Espaciales (INPE) de Brasil (el organismo que

en el país hermano se encarga del programa espacial brasileño). Entrelos primeros pasos dados por los brasileños para colaborar connosotros, podemos citar gustosamente su ofrecimiento de entrenar auno de nuestros colegas en todos los aspectos técnicos y demanufactura de materiales compuestos —aquellos basados en fibrasde carbono inmersas en termoplásticos—, uno de los materiales conmás futuro. Este es, estimado lector, un cabal ejemplo detransferencia tecnológica: sin ataduras ni trampas y sin interesesmezquinos detrás, que ejemplifica lo que a nuestro juicio es lacooperación internacional, y más específicamente la cooperaciónlatinoamericana, presagio histórico y paso concreto en la inevitableintegración de la América Latina, sueño y proyecto de tantos denuestros próceres más destacados.

Los países sin programas espaciales nacionales, una vez percibidas lasamplias ventajas socioeconómicas del desarrollo aeroespacial,habremos de realizar un esfuerzo especial para no quedar a la zaga encuanto al uso y aprovechamiento de los medios y herramientas queprodiga tal actividad.

LABORATORIO ESPACIAL

Adentrándonos en el tema concreto de este capítulo, podemoscomenzar preguntándonos: ¿cuál será el mejor camino a seguir paraque usemos el espacio como extensión de nuestros laboratorios? Lacooperación internacional parece, en plena crisis, el único caminoviable en la actualidad. Los países más avanzados en materia espacialhan manifestado diversos grados de disposición para cooperar con lospaíses en vías de desarrollo. Con los Estados Unidos, que son los quemejor conocemos por la amplia frontera que compartimos, se ha dadocierta cooperación, sobre todo cuando requieren de algún servicio:instalación de estaciones receptoras de datos de satélites



geográficamente favorecidas para su funcionamiento, recuperación deequipo desviado de su trayectoria normal, vuelos de aeronaves confunciones de seguimiento, estudio o calibración de equipo, colectas deplantas como la candelilla, de donde extraen una cera de alta calidadque utilizan en el proceso de elaboración de combustibles sólidos decohetes y explosivos; con este país, México ha sido invitado aparticipar en los vuelos de viajeros espaciales, aunque, hay quedecirlo, con mucho más contenido propagandístico que tecnocientífico.La URSS, por su lado, tiene también requisitos técnicos similares, peroha subido al espacio personal con dos años de intenso entrenamientode casi todos los países socialistas, así como de Francia, la India,Afganistán y Siria (a juzgar por los informes de actividades de estosvuelos, sí existe justificación más allá de la publicidad, pues aunqueentre sus invitados han tenido pocos científicos y sí muchos militares,éstos han subido a cumplir trabajos que, aun con la poca información,parecen eminentemente civiles). Sin embargo, para una comparación

justa se debe considerar que los sistemas de lanzamiento de la URSS

implican requerimientos médicos más estrictos, pues someten a sustripulaciones a niveles superiores de aceleración durante el despegue,con lo que se reduce la elegibilidad de candidatos.

En el futuro, las actividades espaciales de tripulantes provenientes depaíses en desarrollo pueden esperar una expansión gradual, y con lasexperiencias previas ya asimiladas, seguramente se propugnará poruna mejora en la calidad de su participación; para esto esindispensable que aumente la actividad de nuestros científicos eingenieros espaciales en el diseño autónomo o cooperativo deexperimentos y técnicas de observación en la órbita terrestre y los queoperan en la atmósfera; estos equipos serán instalados en lasplataformas y estaciones espaciales de las potencias dispuestas acompartirlas, como una expresión concreta de su responsabilidad ydisposición de colaboración con los países en desarrollo.

También es imprescindible preguntarnos: ¿qué tipo de actividades nosconviene realizar en órbita? Pero la respuesta sería muy vasta paraincluirla aquí, y conviene contestarla refiriéndonos más adelante a losesfuerzos concretos que se realizan en la actualidad. Principalmente, yquizá por prejuicio profesional, se nos presenta el reto de la ciencia delos materiales, aunque también son muy importantes las actividadesmedico-biológicas y de teledetección de recursos, ya mencionadas. Así

pues, describiremos a continuación algunas actividades científicas ytecnológicas seguramente de mucho interés para diferentes disciplinas,pero no sin antes advertir que, dadas las muchas aplicaciones de losexperimentos espaciales, que van desde la fisiología hasta la física defluidos, nadie en sus cinco sentidos puede pretender hacer justicia atodos los temas en un escrito corto como éste. Advertidos de estanecesaria limitación, procedamos a referir algunas de las experienciasen camino.



LA EXPERIENCIA DE LA UNAM EN ÓRBITA

En 1985, en la Universidad Nacional se firmó un convenio con elConsejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y la Secretaría deComunicaciones y Transportes (SCT), cuyo objetivo es desarrollar lasprimeras estaciones de experimentos automáticos para funcionar en laórbita terrestre. Para dar cauce al proyecto, se propuso aprovechar lasrelaciones de trabajo entre la SCT y la NASA, dirigidas a poner en órbitael sistema de satélites Morelos. Así las cosas, un grupo deuniversitarios se puso en contacto con la NASA para analizar lafactibilidad de realizar una serie de experimentos en microgravedad,inicialmente relacionados con las ciencias de materiales y la percepciónremota.

Como antecedente cabe mencionar que, con el advenimiento deltransbordador, la NASA organizó un programa promocional llamado"Pequeños Experimentos Autónomos" (PEA), que tiene una serie de

requerimientos relativamente sencillos: primero, la actividad no debeinterferir con las misiones del transbordador; segundo, debe sertotalmente autónomo en cuanto a energía; y, claro está, no debegenerar ningún efecto indeseable para el transbordador y sus equipos,ni para la tripulación desde luego; las cargas útiles que van a ponerseen órbita tienen un límite de peso de 90 kg; deben sellarse 60 díasantes del despegue y no requerir de la NASA más que para la activaciónde un interruptor durante el vuelo. Los costos son claramentepromocionales (10 000 dólares por contenedor), lo que los haceaccesibles a cualquier institución interesada en utilizarlos. Los usuariosmás comunes de los contenedores que asigna la NASApara este

propósito son las universidades y las agencias espaciales de otrospaíses. La distribución de contenedores reservados hasta el primersemestre de 1988 era la siguiente: EUA, 400; RFA, 41; Japón yCanadá, 19 cada uno; 12 de Inglaterra; 11 de Australia, y dos deMéxico, entre otros. En suma, el programa PEA hace posible el accesode equipos científicos a seis o siete días de microgravedad.

Para dar el mejor uso a los recursos invertidos en el conveniomencionado, se consultaron, hasta donde el tiempo lo hizo posible,docenas de especialistas de diferentes institutos de la UniversidadNacional y otros centros de investigación del país, con lo que seconformó una lista inicial de experimentos viables. A continuación se

hizo un proceso de selección que tomó en cuenta el tiempo necesariopara preparar cada experimento y sus costos probables; finalmente seobtuvo una lista de diez experimentos, cuyo costo se estimó en 271000 dólares, presupuesto que fue puesto a disposición de losinvestigadores encargados. Además, se consideró necesario consultarespecialistas de la NASA para tratar de establecer si era posiblellevarlos a cabo en un periodo menor de 8 meses, para quecoincidieran con la puesta en órbita del segundo satélite Morelos.



La falta de especialistas en ingeniería aeroespacial en el país llevó alocalizar algún grupo universitario experimentado en la materia ydispuesto a colaborar con los científicos de la UNAM. Durante losprimeros meses de 1985 se realizó una revisión sistemática sobre eltipo de trabajo de investigación realizado en órbita durante la últimadécada, lo que nos permitió establecer cuáles son las universidades,principalmente norteamericanas, con experiencia en el tema. En unade las revistas que difunden el quehacer de la tecnología espacial,incluida en la bibliografía, encontramos un artículo que describía lostrabajos espaciales de la Universidad Estatal de Utah (USU), que teníaademás la ventaja de que identificaba por su nombre a variosprofesores destacados de aquella institución.

Desde el primer contacto telefónico, los profesores de la USU semostraron interesados y abiertos a la cooperación, por lo que al díasiguiente se llevó a cabo una reunión entre los profesores de loscentros de Ingeniería Espacial y de Ciencias de la Atmósfera de la USU,

y un representante de la Universidad Nacional. La reunión contó con lapresencia de ocho profesores experimentados en el tema, incluidos losdirectores de los mencionados centros, y dio inicio con una descripciónde los experimentos seleccionados por nosotros, así como con unaexplicación de la oportunidad que nos brindaba la SCT junto con la NASA. Fueron estos profesores los que sugirieron realizar dichosexperimentos dentro del programa PEA de la NASA. A continuación sediscutió detalladamente cada uno de los experimentos, sus objetivos,alcances y metas. Es justo dar aquí reconocimiento al espíritu decooperación surgido espontáneamente entre científicos universitarios,que a pesar de provenir de países con muy diferentes mentalidades,

no tuvieron reservas en cooperar.El resultado de aquella reunión fue, en primer término, cerciorarnos deque el proceso de selección de los experimentos automáticos habíaproducido una lista competente de actividades experimentales yobservacionales en órbita; segundo, nos permitió prepararnos para laprimera reunión que habríamos de tener al día siguiente en el CentroEspacial de la NASA en Houston, para definir la solicitud que se iba asometer a su consideración; y tercero, se nos ofreció, dada la premuradel suceso, la oportunidad de trasladarnos con un equipo de trabajo alCentro de Ingeniería Espacial de la USU, donde se nos brindaría todo elapoyo a su alcance, cosa que ocurriría durante los siguientes meses.

La primera reunión con la NASA fue un acontecimiento memorable, delque se pudiera escribir un libro completo, dada la complejidad de lostemas discutidos, las actitudes de ambas partes, y la presencia de unsutil ambiente de enfrentamiento, algo típico de pláticas entrepersonas de países con grandes diferencias en desarrollo. Por un lado,un representante del cliente (México, comprador de satélites) con unfirme propósito de aprovechar la oportunidad que se presentaba, y porel otro, un equipo de ingenieros, inmersos en sus propios problemas, y



no muy dispuestos a aceptar complicaciones adicionales en su trabajo.No obstante, en el curso de la reunión se fueron limando las asperezasy los malentendidos, y se clarificó el panorama de lo posible y loalcanzable. En muchas discusiones fue necesario citar trabajos de lamisma NASA para que aceptaran la viabilidad de algunas de lasproposiciones. Después de una larga reunión, resultaron casi todosconvencidos de varias cosas: primero, que era posible desarrollarincluso la lista completa de los experimentos seleccionados; segundo,que se podría cumplir con la fecha tope, a pesar de que ésta era lalimitante principal; tercero, que se podía presuponer que ninguno delos obstáculos y retos encontrados durante el desarrollo del equiporesultarían insolubles; además, que era posible, sin tener laexperiencia de un ingeniero de la NASA, proponerles y demostrarles laviabilidad de una serie de experimentos que a primera vista no lesparecían realizables. El tiempo nos dio la razón.

Un día después de esta última reunión, los funcionarios de la SCT y del

CONACyT tenían en sus manos un escrito informándoles sobre laviabilidad del proyecto; sin embargo, habrían de pasar dos largosmeses, que devoraban el tiempo necesario para el desarrollo delproyecto, antes de tener una respuesta favorable y un acuerdodetallado sobre el financiamiento. Al mismo tiempo, debe reconocersepúblicamente que los integrantes del llamado "Grupo de Tarea", que esel que realiza desde entonces el proyecto, hemos sido testigos de unaactitud digna de incluirse en una "antología antiburocrática", ya que lasdependencias participantes procedieron de manera sorprendentementerápida, en casi todos los complejos trámites.

Con el proyecto aprobado, se concertó una reunión directamente conlos especialistas del programa PEA del Centro Espacial Goddard de laNASA, a la que asistieron cinco investigadores de la UNAM; la mayoría delas sugerencias de la NASA fueron muy atinadas y constructivas; porejemplo, sugirieron dividir la serie de experimentos de la Universidaden dos equipos diferentes; en el primero, dentro de un contenedorsellado, fueron asignados aquellos experimentos que no requerían delacceso a la amplia visión orbital ni a la radiación del medio ambiente.Para la conducción de los experimentos dentro de esta primeraestación requeriríamos, como veremos, sólo de microgravedad y deuna conexión que permitiera hacer vacío dentro de una cámara. Lasegunda estación automática requería de todas las condiciones

orbitales, incluyendo la visión amplia y la radiación directa, por lo quefue necesario que para este segundo equipo se preparara uncontenedor que pudiera abrirse estando en órbita. En la figura 25 semuestra un diagrama y una fotografía de los dos tipos de estacionesautomáticas.

Cuando todo parecía reducirse a un delicioso reto tecnocientífico,surgieron inesperadamente nuevos problemas: fue necesario un viaje



del subsecretario de la SCT, acompañado del coordinador del proyecto,con el objeto de estar en una reunión con el director general deOperaciones Comerciales en la central de la NASA en Washington, para,digamos, limar las últimas asperezas. Después de esta reunión, setrasladó el grupo de diez universitarios a las instalaciones de la USU,

para iniciar el diseño y construcción de la primera estación; desdeaquel entonces se planteó integrar la segunda en las instalaciones dela UNAM.

Quizá para algunos resulte didáctico conocer que, durante el trámitepara dar vida al proyecto, ocurrieron cuando menos unas cinco"muertes y las correspondientes resurrecciones" del mismo, que sibien repercutían en el ánimo de algunos en el grupo, hacían mástenaces a los demás. No fue nada fácil, ni esperamos ni nosilusionamos que en el futuro lo sea.

EXPERIMENTOS DE LA PRIMERA ESTACIÓN AUTOMÁTICA

Dentro de la primera estación de experimentos automáticos se teníaplaneado incluir cuatro experimentos de la UNAM. Sin embargo,acabamos instalando siete experimentos a bordo, porque hubonecesidad de negociar con otras universidades una reservación quenos diera el acceso a vuelo lo más pronto posible. De esta manera,

junto con el equipo de la UNAM se incluyeron experimentos de tresuniversidades estadunidenses, uno de ellos provenía de la USU, pararetribuir en algo su colaboración. Sin embargo, la responsabilidad porla seguridad de cada uno de los experimentos del contenedor siguiórecayendo en el equipo de la UNAM, por lo cual los experimentos de lasotras universidades fueron motivo de experiencia para nosotros.



Figura 25. Contendores autónomos para realizar experimentos en órbita. Enla fotografía pueden apreciarse dos contenedores fijos a la pared delcompartimento de carga. En el esquema se representan las dos alternativasutilizadas por la UNAM; con tapa fija y móvil.

Solidificación de Zinalco

En julio de 1985 se comenzaron a construir tres de los principalesexperimentos. El primero está relacionado con un estudio sobre la

microestructura del Zinalco —una aleación de zinc, aluminio y cobre.Su objetivo principal es llevar a punto de fusión la muestra preparadaen tierra, para que en condiciones de microgravedad (sin corrientesconvectivas y sin el contacto con un crisol), se solidifique porenfriamiento dejando que su microestructura se genereespontáneamente sin tales efectos mientras todo el proceso secontrole y registre por una microcomputadora a bordo.

Para comprender las ventajas de realizar este proceso en órbita,haremos una descripción un poco más detallada del razonamiento enque se fundamenta este experimento: cuando se funde una mezcla demetales en tierra, se da toda una serie de procesos internos que

determinan las propiedades mecánicas que va a presentar el producto.Los factores que afectan dichas propiedades están relacionados con ladistribución y proporción de los aleantes —en este caso del zinc, delaluminio y del cobre—, el material del cual está hecho el crisol (esdecir la vasija de fundición que se coloca dentro del horno), lavelocidad de enfriamiento desde el estado líquido hasta el sólido y, porúltimo, el tipo de impurezas que acompañan a los componentes(ningún material es absolutamente puro, sino que generalmente está



acompañado de inclusiones que tienen una presencia casual y que sonllamadas impurezas). De estos cuatro factores, en un laboratorio entierra podemos controlar fácilmente la velocidad de enfriamiento y,hasta cierto grado, el tipo y cantidad de impurezas presentes. Noobstante, nada podemos hacer respecto a las corrientes convectivastérmicas y al contacto que tiene el metal con el crisol de fundición, elcual influye de dos maneras diferentes: por un lado, las paredes delcrisol producen los llamados "centros de nucleación", sitios dondecomienzan a solidificarse, con el enfriamiento, los granos que formaránla microestructura y cuya influencia no se puede caracterizar. Por otrolado, con el enfriamiento del crisol, y su contracción térmicaresultante, se generan esfuerzos mecánicos en la muestra, efecto quese manifiesta con variaciones desconocidas en su microestructura.

Es la órbita el único lugar donde podemos fundir un metal sin que sepresenten las corrientes convectivas, por lo que las aleaciones restannotablemente más homogéneas en cuanto a la distribución de sus

aleantes. Adicionalmente, es también el único lugar donde podemosprescindir del crisol, ya que la muestra puede flotar o levitar en unazona seleccionada del horno. El objetivo central del experimentopreparado para esta primera estación es diagnosticar el papel y laimportancia que las impurezas tienen en el proceso de solidificación delZinalco.

Para conseguir este propósito, se controla la velocidad de enfriamientode la aleación por medio de un elaborado sistema de medición ysupervisión. La temperatura de la muestra es registrada por undispositivo que funciona sin entrar en contacto con la muestra.Consiste en un sistema óptico que afoca la radiación infrarroja o

térmica que produce la muestra al ser calentada, sobre un detector deselenuro de plomo, similar al que utilizan los equipos militares para veren la oscuridad y aquellos instalados en satélites que realizanobservaciones nocturnas desde el espacio. La radiación que emite lamuestra es convertida por el sistema mencionado en una señaleléctrica que se capta en la microcomputadora dedicada al control yregistro de parámetros del experimento. Adicionalmente, se instaló unsistema redundante, que funciona con base en termopares, y registratambién las temperaturas internas del horno. Este sistema puede, encaso de falla, tomar las funciones del pirómetro óptico a fin deasegurar un control adecuado, pero incluso si este sistema fallara no

se afectaría definitivamente el experimento, ya que éste puede seguirsin los medidores de temperaturas, con base en un tercer sistema derespaldo que hace uso de tiempos previamente estimados de duracióndel experimento. La computadora recibe señales eléctricas de losmedidores de temperatura, compara sus valores con una tabla,previamente almacenada en su memoria, y tiene la capacidad, conbase en una serie de programas, para tomar decisiones y evitaracciones que afecten el experimento, por ejemplo, puede aumentar la



corriente en la resistencia que calienta al horno de grafito, donde seencuentra la muestra de Zinalco, o la puede apagar intermitentementepara fijar la velocidad de enfriamiento. Asimismo, la computadoratiene un sector de memoria en el que almacena los datos adquiridosdurante la duración del experimento.

Por cierto que esta descripción ilustra uno de los criterios de diseñoclásico en equipo aeroespacial: el funcionamiento de un equipo debeincluir la tolerancia de fallas, es decir, que el equipo deberá seguirrealizando su función, a pesar de que fallaran algunos de suscomponentes. Esto es además un ejemplo con muchas aplicaciones enotras áreas, aunque se haya originado en la tecnología espacial, en lasque no se puede aceptar una falla total, como en el caso de lossistemas de enfriamiento de un reactor nuclear. Claro que los eternosescépticos de la técnica pensarán en Chernobil, pero ahí los culpablesno fueron los dispositivos ni los sistemas redundantes, sino laspersonas que violaron los sistemas de protección automáticos y que

hoy día purgan condenas de cárcel. Por cierto que ahí, en Chernobil,para salir del problema, actuó también la técnica espacial: se utilizaronautómatas basados en exploradores móviles, que fueron los quelimpiaron los sectores peligrosamente radiactivos.

En el experimento del Zinalco, el horno fue fabricado con grafito envista de su excelente conductividad, facilidad de maquinado yestabilidad térmica de este material. Dicho horno se calienta por mediode una resistencia que lo rodea por afuera. Originalmente la muestratiene forma cilíndrica y se atornilla para el despegue a una de lasparedes internas del horno. Para evitar que la muestra fundida sepegue a las paredes del horno, el interior de éste fue cubierto con una

capa de nitruro de boro, que es un material que además de resistirtemperaturas hasta de 800ºC, evita el mojado o la adhesión. A travésde un pequeño orificio en la pared del horno, el teledetector infrarrojoregistra continuamente la temperatura de la muestra. En la figura 26se muestran un esquema y una fotografía del horno.



Figura 26. Horno para hacer estudios de solidificación de aleaciones en órbita;se encuentra en la UNAM.

Aun cuando el trabajo desarrollado para la fabricación de la estación esproducto colectivo de fisicos e ingenieros, el responsable del diseño delos dispositivos descritos es un investigador del Instituto deInvestigación en Materiales de la UNAM, uno de cuyos frutos es elZinalco.

Crecimiento de interfases

Otro de los experimentos a bordo, propuesto por el Instituto de Físicade la UNAM, está diseñado para estudiar el proceso de crecimiento deun material evaporado sobre una superficie cristalina cuyas

propiedades se conocen por toda una serie de estudios realizados conanterioridad, como microscopía electrónica y difracción de electrones,lo que, decíamos, permite saber la posición de los átomos en unasuperficie.

El crecimiento de una película de aluminio sobre la superficie cristalinase realiza por una evaporación, aprovechando el vacío orbital. Paraestos fines, una pequeña canastilla de tungsteno, metal que soportatemperaturas arriba de 3 000ºC, es cargada con aluminio de altapureza. Al pasar una corriente eléctrica por la canastilla, el aluminio sefunde y después comienza a evaporarse, como cualquier otro líquido

que alcanza su punto de ebullición. Los átomos de aluminio que sedesprenden de la canastilla viajan en todas direcciones; sin embargo,en este caso nos interesan aquellos que recorren la distancia recta quehay entre la canastilla y una serie de cristales en donde queremos queel aluminio se vaya depositando.

El crecimiento de interfases entre dos sólidos plantea una serie depreguntas básicas aún por contestar y, por su importancia práctica enmuchos problemas de la técnica, como la microelectrónica y la física de



superficies, requiere de estudios cada vez más detallados. Algunosestudios realizados por medio de simulación en computadoras, basanla adhesión de átomos a una superficie en dos factores principales, queen conjunto determinan la posición final de los átomos sobre el cristal:el más importante son las fuerzas que encuentra el átomo al acercarsea la superficie y en segundo término el ángulo de llegada de cadaátomo. Las fuerzas atómicas, siempre presentes en la superficie de unsólido, son el resultado de la disposición de los átomos más cercanos ala superficie y su intensidad depende de muchos factores: el grado deorden en los átomos, el tipo de átomos y la forma de la superficie. Porotro lado, es fácil imaginar que un átomo con una trayectoria rasante,casi paralela a la superficie, tendrá una posición diferente antes deadherirse a ésta, que otro átomo igual, pero que llega en direcciónperpendicular. Asimismo, según se vayan depositando los primerosátomos en la superficie se irán modificando estas mismas fuerzassuperficiales debido a la presencia de las llamadas "islas" atómicas (lasagrupaciones de los primeros átomos al irse adhiriendo a la nueva

superficie). Estas islas, de sólo algunos átomos de espesor, vancreciendo en tamaño hasta juntarse unas con otras, en el procesoconocido como coalescencia, algo análogo a lo que ocurre con lasgotas de agua que se unen en una ventana durante la lluvia, éste es elfenómeno que se estudiará al recuperar las muestras.

En el experimento espacial se espera que la mayoría de los átomosllegue a la superficie de los cristales con trayectorias perpendiculares yque los procesos de coalescencia sean estricta y únicamentedominados por las fuerzas superficiales. Los tipos de cristalesseleccionados para este experimento fueron mono y policristalinos,ambos de un centímetro de diámetro, lo que quiere decir, en el primercaso, que el cristal está formado de un arreglo atómico uniforme,mientras que los materiales policristalinos —los más comunes en lanaturaleza—, están formados de diversos granos, cada uno con supropia orientación en el arreglo atómico, pero cuyas fronteras se tocanentre sí, como en el caso de metales. Cabe anotar que la industriamícroelectrónica utiliza principalmente monocristales de silicio,arsenuro de galio y dióxido de silicio, por lo que los estudios de laspropiedades fundamentales de estos materiales son indispensablespara el mejoramiento del diseño y las características defuncionamiento de los microcircuitos. Dentro de los materialespolicristalinos incluidos en este experimento se colocaron también

cristales de plata y cobre de alta pureza. Experimentos similares hansido conducidos en naves de la NASA y próximamente porinvestigadores de Japón.

En las figuras 27 a y b hay una representación del dispositivo para laevaporación de aluminio; consta de tres lóbulos dentro de los cuales seevaporan, sobre una serie idéntica de cristales, diferentes cantidadesde aluminio; además, en dos de los lóbulos se instaló un elemento



calentador, con el que se pueden someter las muestras a untratamiento térmico previo o posterior a la evaporación. La manera delograr vacío dentro de la cámara de evaporación es por medio de unorificio conectado al vacío espacial exterior al contenedor, por lo que apartir del despegue, la cámara comienza su evacuación hasta alcanzarvalores de vacío de equilibrio para una órbita determinada.

Figura 27. Dispositivo mexicano para estudiar, en órbita, el crecimiento de

cristales a partir de la fase gaseosa.

Vacío y temperatura

Se sabe que los valores de vacío dependen de la altura a la que vuelala nave, pero también dependen de la interrelación entre la posicióndel orificio de evacuación, la dirección de vuelo de la nave y suatmósfera local, que es principalmente vapor de agua que se impregna



en las placas cerámicas protectoras de la nave, y que son denaturaleza porosa e higroscópica. Cuando el orificio coincide con ladirección de vuelo, el vacío se deteriora al punto de alcanzar valorescomo los obtenidos con un sistema de vacío convencional (10-4 Torr; elTorr es una unidad para medir vacío, viene del nombre del científicoTorricelli, 1 Torr equivale a la presión de 1 mm de mercurio); encambio, cuando el orificio apunta en la dirección contraria al vuelo,dentro de la cauda o estela que sigue a la nave, se pueden alcanzarvacíos extraordinarios, imposibles de obtener con equipo en tierra (10-

15 Torr).

Debido a que los valores de vacío dependen de toda la serie defactores anotada, no era posible conocer con anterioridad qué nivelesse iban a alcanzar exactamente, por lo que uno de los dispositivos abordo de este contenedor es un medidor de vacío, conocido comocátodo frío. Este medidor está instalado entre el orificio que da alespacio exterior y la cámara de evaporación, además de que también

está conectado a la microcomputadora que maneja los parámetrosclave del experimento de evaporación de aluminio y guarda losregistros de las medidas de vacío, datos que permaneceránalmacenados para su análisis posterior, a la vez que alimentan duranteel experimento continuamente al controlador para poder utilizarlos enla secuencia de decisiones de control programadas.

Por último, se realiza una serie de medidas de temperatura endiferentes lugares de la estación automática. Esta actividad tienevarios propósitos simultáneos: por un lado, las medidas detemperatura se utilizan como medio para prevenir que la falla de algúndispositivo eleve excesivamente la temperatura del contenedor; para

esto existe una malla de control capaz de interrumpir cualquiera de lasactividades experimentales en caso de que se registren temperaturaspor encima de un umbral prestablecido por la agencia lanzadora.Además, los múltiples puntos para realizar las mediciones nos serviránen el futuro para validar modelos térmicos utilizados para predecir lastemperaturas en diferentes localidades de un equipo espacial, actividadfundamental para la operación en órbita de un equipo, en el queefectuar el balance térmico es indispensable, como en los satélites devuelo libre.

SEGUNDA ESTACIÓN AUTOMÁTICA DE LA UNAM

Si bien hemos venido haciendo una descripción de diversas actividadesexperimentales que es posible realizar en órbita terrestre, aquí nosvamos a referir a un equipo espacial que está en preparación en laUniversidad Nacional y que probablemente subirá a órbita en lospróximos años. Como en el caso del equipo anterior, el dispositivo quevamos a describir aquí es parte del proyecto de experimentosespaciales a bordo de transbordadores, que se inició en 1985, y cuyaprimera parte estaba programada para ponerse en órbita en marzo de



1986. El segundo contenedor con experimentos espaciales sediferencia del primero en que, como decíamos, está equipado con unatapa que puede abrirse en órbita; por lo tanto, los equipos interioresquedan expuestos directamente a todas las condiciones espaciales dela órbita terrestre.

Estrictamente, esta segunda estación no puede considerarse como unavance sobre la anterior; en realidad significa un complemento al tipode actividades de la primera, y es igualmente una incursión en temasde gran importancia dentro de las actividades que hoy se realizanutilizando la órbita como extensión de nuestros laboratorios.

Quizá el experimento más importante de la segunda estación es elrelacionado con la adquisición de imágenes del territorio nacional pormedio de cámaras electroópticas, es decir, cámaras que no utilizanpelículas fotosensibles, sino que captan la imagen por medioselectrónicos. El experimento o, más propiamente, la observación que

se realizará con estas cámaras, está basada en la operación de doscámaras, una electroóptica y otra una cámara convencional de altadefinición, capaz de discernir objetos de menos de diez metros desdela órbita terrestre. Ambas cámaras se encuentran dirigidas hacia elmismo objeto, y sus respectivos registros tienen valorcomplementario. La cámara optoelectrónica adquiere imágenesmultiespectrales, como las descritas en el capítulo III, y se utilizan,como mencionábamos, después de realizar un procesamiento porcomputadora de sus datos; las imágenes grabadas en la cámara depelícula, al contrario, tienen un registro permanente, con altaresolución, de los rasgos del terreno de donde fueron adquiridas lasimágenes multiespectrales. La importancia de esta experiencia radica

en que es el primer paso para el diseño y fabricación de un futurosatélite de percepción remota, y que además se podrá instalar a bordode aviones de control remoto o ultraligeros, de bajo costo; los datosobtenidos de estas actividades tendrán para todos nosotros una granimportancia, ya que las imágenes de satélite, aunque existen, estánfuera del presupuesto de la mayoría de los estudiosos del tema.

También dentro de este contenedor se colocarán las primeras celdassolares de fabricación totalmente nacional y, como es de suponerse,también este experimento está relacionado con el desarrollo ulterior deequipo espacial que requerirá sus propias fuentes de energía eléctrica.

Las celdas solares son, de hecho, convertidores de energía luminosaen electricidad, están fabricadas con base en obleas (discos quepresentan similitudes con las hostias) de silicio monocristalino, quesólo recientemente se ha podido obtener en nuestro país, comoresultado de los tenaces esfuerzos de investigadores de la UniversidadAutónoma de Puebla.

Partiendo de la oblea de silicio se procede a depositar una serie decapas finas, fotoeléctricas y protectoras, sobre la superficie pulida del



silicio, cuyas propiedades posibilitan la conversión de luz a electricidadmencionada. El objetivo de colocar estas celdas en órbita es evaluar sucomportamiento en las condiciones extremosas de la órbita terrestre.Cuando sean recuperadas, se realizará en ellas una serie de análisispara determinar el tipo de degradación causada por la radiación solar ycósmica que literalmente "microapedrean" todo lo que orbita. Además,durante el experimento, las celdas solares van conectadas a una seriede baterías para evaluar su eficiencia durante los ciclos de carga ydescarga de las mismas. Parte de la energía captada con los arreglossolares será utilizada en los demás experimentos a bordo.

También, teniendo en mente futuros satélites de diseño nacional, secolocará a bordo de esta estación una serie de sensores paradeterminar la orientación del contenedor durante el vuelo. Lossensores funcionan detectando la radiación directa del Sol, y aquellaque refleja la Tierra. Estos sensores están colocados debajo de unasrejillas que permiten el paso de la luz solamente en determinadas

direcciones y, utilizados en combinación unos con otros, hacen posibleque se conozca la dirección de la que proviene la iluminación. Conestos datos se puede calcular a bordo la posición y orientación de unsatélite con relación al Sol y a la Tierra. Es algo conocido que laposición de la estación automática, que tiene una montura fija enrelación con el transbordador, se conoce en todo momento debido a lainformación típica de un vuelo de este tipo. Sin embargo, el objetivode este experimento es, una vez más, preparar y probar losdispositivos que irían a bordo de cualquier satélite que preparemos enel futuro.

Otro de los experimentos a bordo se relaciona con una aleación que

posee ciertas propiedades de "memoria" muy especiales. Latermomemoria es una propiedad muy estudiada en las últimas décadasque se relaciona con la capacidad de un metal para adquirir diferentesformas cuando es sometido a diferentes temperaturas. Conociendo ymanipulando los rasgos de la microestructura de este tipo dealeaciones, se pueden fabricar piezas que respondan de la maneradeseada a los cambios de temperatura específicos. Si recordamos queen órbita cualquier equipo está sometido a ciclos de oscuridad total eiluminación solar directa cada 90 minutos aproximadamente, yademás, que un material en el espacio baja su temperatura más decien grados cuando está a la sombra y sube hasta ciento cincuenta

grados con el calentamiento solar, podemos imaginar que lasaleaciones con termomemoria pueden resultar muy útiles en variasaplicaciones, entre las que destaca la orientación de colectores solares,que aprovechando los ciclos de frío y calor pueden diseñarse para serorientados automáticamente y quizá durante millones de ciclos en ladirección de máxima iluminación solar. De resultar exitoso esteexperimento, desarrollado en conjunto con el mencionado especialistadel Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, se intentará



incluir este medio de control de posición, que no requiere de partesmecánicas móviles que puedan fallar, como uno de los elementos autilizarse en nuestros próximos equipos.

También dentro del equipo se instalará nuestro primer dispositivo parapurificar material biomédico, por medio de la mencionada

electroforesis. De nuevo, buscamos experiencia en un campo quepromete resultados de gran valor en sus futuras aplicaciones. Sudiseño, hoy en pleno desarrollo, es un proceso bastante elaborado, enel que dominan los criterios dirigidos a evitar la posible contaminacióndel producto, los medios para iniciar su proceso y frenarlo a voluntadsegún el control automático inteligente"; es decir que el experimentorequiere de un elaborado programa capaz de tomar la mejor decisiónante condiciones variables y ante fallas de los componentes; y lacapacidad de almacenar el producto hasta que sea recuperada sin quese deterioren sus propiedades activas. El producto final, si resultaexitoso en el primer intento, sería utilizado en investigación

inmunológica en el Instituto Nacional de Nutrición de donde tambiénparticipan en el diseño y la selección de sustancias interesantes yútiles. Se planea continuar el desarrollo de estos dispositivos hastalograr en la próxima década fármacos cada vez más útiles y ahoradifíciles de producir.

Como puede observarse con la revisión de los experimentos incluidosen este segundo contenedor, con estas experiencias se intentaincursionar en la serie de temas cuyo desarrollo parece ser el másprometedor en el panorama actual. Resumiendo, podemos calificar lostrabajos en órbita de la Universidad Nacional como un intento porencontrarnos dentro de algunas de las tendencias del avance

tecnocientífico desde los primeros momentos en que se está gestandoeste nuevo campo; con ello, esperamos evitar que en diez o quinceaños, leamos con cierto celo y perplejidad los avances alcanzados poralguno de los países cuyos programas y políticas espaciales lespermiten desarrollar estas actividades con oportunidad. Quizá hoy díamuchos entre nosotros, incluyendo a científicos en otros campos,todavía no alcancen a calificar estas actividades como útiles ynecesarias para un país que busca el desarrollo, pero aquellos quetrabajando en estos temas percibimos su importancia y potencial, nossentimos absolutamente confiados en que el nada despreciable, peroaún insuficiente presupuesto dirigido hacia estos logros, está absoluta

y responsablemente justificado. Insistiremos: la investigación espacialestá lejos de ser un lujo; es un camino nuevo del avancetecnocientífico que fructificará con creces los esfuerzos e inversionespor convertirlo en otro campo de investigación en los que el país ponesus esperanzas de que sirva, en su momento, para forjar un mejorfuturo para sus ciudadanos, claro está, en parte, en proporción alapoyo.



Éstas son las actividades que se nos ocurren como las másimportantes para este momento: sin embargo, el panorama futurotiene elementos de incertidumbre aún mayores. No obstante, en elpróximo capítulo trataremos de presentar los aspectos másimportantes del panorama que estimamos como el futuro venidero.

V I I . H A C I A E L F U T U R O

INTRODUCCIÓN

PARA hablar del futuro es necesario describir los acontecimientosactuales, ya que acaso sólo así se puede proyectar un panorama conbases. Si bien en las ciencias e ingeniería espaciales casi todo esfuturo, estamos viviendo ya las primeras décadas de actividadpráctica. Todo lo relacionado con el tema es de actualidad, se estáhaciendo, o queda, todavía, por hacer; esto último es particularmentecierto en los países en desarrollo, que en su mayoría se mantienen almargen o dan apenas sus primeros pasos en el campo aeroespacial.

Para comenzar trataremos de establecer una comparación y evaluacióndel estado actual de las actividades espaciales de los países másavanzados y continuar después con un análisis de los diversosaspectos de estas actividades, en el que se resuman y destaquen los

puntos de interés centrales en este libro, por ejemplo, el campo de losmateriales multicomponentes. También aprovecharemos para señalaraquellos factores que particularmente en nuestro país frenan el avancede estas actividades. Asimismo, hablaremos de las estrategias y lasherramientas a nuestro alcance que pueden servir para forjarnos unfuturo en el área espacial, sin dejar de tratar también los aspectos delcontexto socioeconómico en que se dará su aprovechamiento; parafinalizar, se puntualizarán algunas de las metas que podemos alcanzaren el corto plazo.

Las apreciaciones que siguen a continuación, debe aclararse, carecende datos suficientemente comprobados que las ubiquen más allá de laduda; son, pues, material que hay que tratar con cuidado, aun cuandose trató de evitar conclusiones en casos de duda en cuanto a laveracidad de las fuentes originales, además de que reflejan la visión dequien está abordando un tema más general que aquel donde se sienteen casa. Sin embargo, me atrevo a hacer tales apreciaciones con elánimo de proyectar el panorama que veo en el ejercicio del trabajo, yaún más, deseando suscitar una sana polémica con lectores que así lo



quisieran, para evolucionar en colaboración, hacia posiciones másatinadas y practicar la tarea de afinar el juicio.

LOS SATÉLITES DE COMUNICACIONES

La industria aeroespacial, sólo en Estados Unidos, empleó 836 000

personas en 1988. Esta cantidad ha ido en aumento desde lasprimeras décadas del siglo. Para un país como ése, la industriaaeroespacial representa el primer contribuyente de la balanza depagos; en 1987, por ejemplo, sus exportaciones —dirigidasmayoritariamente (80%) a cuatro países: Inglaterra, Canadá, Franciay la RFA—, alcanzaron 102 000 millones de dólares. Anteriormente enla actividad espacial estadunidense el empleo de personas habíapasado de 140 000 en 1983, a 220 000 en 1988, mientras que la URSS tiene 600 000 especialistas (claro está que se debe considerar que lacifra estadunidense refleja, además, la baja actividad que causó la fallade varios de sus sistemas de lanzamiento, como el transbordador y

dos tipos diferentes de cohetes). La NASA aumentó su presupuesto de8 900 millones de dólares en 1988 a 11 500 para 1989, con lo queespera retomar la iniciativa espacial cuando menos en algunos rubros;ya no son épocas para destacar en todo. En cuanto a la distribución degastos dirigidos hacia las actividades espaciales, cabe señalar que 70%van destinados a satélites de comunicación civiles y militares.

En general, los satélites de comunicaciones (satcoms) son estacionesrepetidoras colocadas sobre un punto fijo en la órbita ecuatorial, lallamada órbita geoestacionaria (OGE), que se encuentra a unadistancia de cerca de 36 000 km "anclada" sobre algún punto fijo de lasuperficie terrestre. A esas alturas los satélites giran en sincronía con

la rotación de la Tierra, de donde les viene la oportuna propiedad demantenerse fijos sobre un punto prestablecido de la superficieterrestre. Para colocar un satélite en la OGE es común, primero,colocarlo en una órbita terrestre baja; una vez ahí, los satélitesencienden sus propios motores para impulsarse y colocarse en el planoecuatorial, plano en el que se corta imaginariamente la Tierra en dospor el ecuador, como una naranja. Aunque a primera vista los satcoms parecen equipos muy complicados, resultan ser en realidadrelativamente sencillos: constan de captadores solares que conviertenla energía solar en energía eléctrica, que almacenan en baterías, parapoder seguir funcionando en los momentos que la sombra de la Tierra

los cubre; poseen, también, tanques de combustible y pequeñosmotores de reacción capaces de corregir su posición orbital, quecontinuamente es perturbada por la acción gravitatoria de la Luna, elSol y las variaciones gravitacionales propias de la Tierra; su equipocentral consta de antenas diseñadas para recibir ondaselectromagnéticas que portan información, mandada desde unaestación central en tierra, para, después, enviarla hacia regionesespecíficas del planeta, que por lo general son los países que pagan los



gastos del sistema, su puesta en órbita y operación. Para recibir unaseñal, los satélites cuentan con una serie de dispositivos llamadostranspondedores (TPD), que operan en diferentes frecuencias como lasestaciones de radio. Para los primeros meses de 1988 había en órbita524 transpondedores, muchos de los cuales están llegando al fin de suvida útil. Se espera que para 1996 su número llegue a 710;conociendo su costo unitario, podemos calcular que, hasta esa fecha,el comercio acumulado con estos dispositivos llegará a ser de 5 200millones de dólares.

La gran mayoría de los satélites operan sus transpondedores en labanda "C", que abarca un intervalo de frecuencias que van de 3.7-6.4Ghz (la G se refiere al prefijo Giga que es un uno seguido por nueveceros, el Hertz o hz es la unidad de frecuencia, un ciclo por segundo),y que según se ha acordado internacionalmente serán utilizadasexclusivamente en comunicaciones satelitarias. Las nuevasgeneraciones de satélites operan en frecuencias mayores: 11.7 a 14.5

Ghz, en la llamada banda Ku, lo que permite que se usen antenasparabólicas receptoras más pequeñas. La tendencia de los nuevossatélites es utilizar crecientemente la banda Ku; sin embargo, en losúltimos y próximos años se puede hablar de un periodo de transicióncon los satélites de tipo híbrido, en los que los transpondedoresfuncionan parte en la banda C y parte en la Ku. El sistema de satélitesMorelos por ejemplo, adquirido por México en 1985, es precisamentede tipo híbrido, y tenía en ese momento un costo total de cerca de 200millones de dólares. A raíz de los problemas del transbordador, laincertidumbre de operación de sistemas espaciales, y en particular,valga la frase, la inseguridad en la que han caído las compañíasaseguradoras, hizo que en 1988 el mismo sistema fuera cotizado en422 millones de dólares. Si en 1985 el precio por transpondedor era de5.3 millones de dólares, hoy en día ese costo ha aumentado un 20%;en cualquier caso, el incremento del costo de los satélites se debe a laduplicación no tanto del costo del satélite y sus subsistemas, como delcosto de lanzamiento y de los seguros de protección.

Debido a la limitación de la vida útil que tiene cualquier equipo, seestima que para 1996 todos los transpondedores hoy en órbita estaránfuera de operación, por lo que deberán ser remplazadoscontinuamente por otros. Además, debemos considerar lasexpansiones de servicios esperados de los satcoms, entre las cuales

están: 1) redes privadas de comunicación, de voz y datos, para usoexclusivo de grandes corporaciones o gobiernos, renglón en el que seespera un incremento máximo de nuevos servicios; 2) programas detelevisión enviados por cable a los hogares con miras alentretenimiento (y a la nada despreciable penetración cultural); 3) difusión directa de los cada vez más frecuentes "eventos especiales"de televisión; y, 4) a partir de 1993 se puede esperar un importanteaumento de los servicios de comunicaciones móviles, tanto para



vehículos en tierra, como en mar y aire. Sobre estos nuevos servicios,las cifras de 1988 indican que las redes privadas ocuparon 94traspondedores, mientras que en 1995 llegarán, según losespecialistas, a 315. La razón es que para muchas empresastransnacionales, el servicio público de comunicaciones aun en lospaíses desarrollados, resulta más complicado, costoso e incierto. Otraventaja notable para el público, en cuanto a los cambios de frecuenciasde transmisión en los satélites, de la banda C a la Ku, en la banda Kutendrán de seis a siete veces más potencia, lo que significa para elconsumidor el poder utilizar antenas mucho más pequeñas que las queostentan múltiples residencias de la ciudad de México; el tamaño delos platos receptores muy probablemente llegará a ser de la sexta a laoctava parte de los armatostes que hoy observamos. La ventaja de lossatélites con transpondedores híbridos, como el caso de los Morelos, sebasa en los costos unitarios, ya que generalmente los satélites emitenen una banda, o en otra, y sin embargo, para un periodo de transicióncomo el referido, lo que conviene es contar con ambos tipos a bordo

para suavizar los problemas que implica cambiar el equipo de tierra,que es diferente, no sólo por el tamaño de los platos receptores, sinopor la electrónica de recepción y procesamiento. A pesar de estaventaja, surge también un problema: si se tienen los transpondedoresde la banda Ku en órbita, es necesario, considerando su vida limitada,darles uso lo más rápidamente posible, lo que implica gastosconsiderablemente mayores que los requeridos para la recepción de labanda C (pues su uso ya establecido ha permitido que los costos deldesarrollo de la electrónica bajen). En lo que se refiere al futuro,podemos confiar en que la tendencia en el diseño de satcoms será lade aumentar el número y la potencia de cada transpondedor, y

asimismo, se puede esperar que los satcoms seguirán dominando lamayor parte del mercado espacial, cuando menos hasta el fin del siglo,por lo que se mantendrá una fuerte demanda que progresivamente iríainclinándose hacia los transpondedores de la banda Ku.

EQUIPOS PARA LANZAMIENTO

En lo tocante a las inversiones en las actividades espaciales, elsegundo renglón en importancia es el desarrollo y operación dediversos sistemas de lanzamiento que, a manera de clasificación, secatalogarían en propulsores recuperables y desechables. Los sistemasrecuperables están diseñados para utilizar repetidamente algunas de

las partes más costosas. Los ejemplos más conocidos son lostransbordadores estadunidenses y el Burán soviético, basados, en elcaso de Estados Unidos, en un sistema de propulsión doble; por unlado, en el empenaje o cola del orbitador, los motores de combustiblelíquido, que queman una combinación de oxígeno e hidrógeno,almacenados en el tanque central de gran tamaño y administrados pormedio de bombas que inyectan el combustible y oxidante dosificados alas cámaras de combustión; además, a cada lado del tanque central se



encuentran dos motores impulsores que utilizan combustible sólido,previamente mezclado con su oxidante. La combinación de los motoresde combustible líquido y sólido funciona simultáneamente hasta que seagotan los impulsores sólidos, que se separan a los dos minutos delanzamiento, y están provistos de equipos de paracaídas para serrecuperados y reutilizados. Una vez separados los impulsores, eltransbordador continúa su ascenso, más ligero, bajo el impulso de losmotores de combustible líquido, que funcionan hasta agotarlo. En esaetapa el orbitador, que tiene la forma de un avión con ala delta(triangular), entra en órbita, y se separa del tanque principal, que es laúnica parte desechable del sistema, pues se quema al entrar dandotumbos a la atmósfera. Las ventajas que teóricamente presenta estetipo de sistema se basan en la reutilización de las partes más caras deun lanzador en otras misiones. No obstante, en la práctica, este nuevoconcepto se ha encontrado con problemas técnicos.

Para el caso de los lanzadores desechables, históricamente precursores

de la actividad espacial, pueden estar hechos también con motores decombustible líquido o sólido; estos últimos se colocan alrededor de laprimera etapa en diferentes disposiciones radiales, según losrequerimientos de la misión. Sus ventajas principales se relacionan conla ya larga experiencia en su utilización y el gran control de calidad desus partes (se producen en serie, lo que permite un estricto control desus características). Como en el caso de los datos en relación con lossatcoms, sólo citaremos una serie de datos e información que permitanal lector deducir sus propias conclusiones sobre las actividadesespaciales en la actualidad, así como también tener una idea de lastendencias más importantes en el futuro.

El estado actual de los equipos de lanzamiento es, en una palabra,desconcertante, aunque para ser justos, debemos señalar que eldesconcierto proviene más del llamado mundo occidental, que de la,hoy por hoy, primera potencia mundial espacial, la Unión Soviética. Eldesconcierto al que nos referimos, como suele ser en estos casos, noproviene solamente de problemas técnicos y científicos, se diría quemás bien proviene de una limitante filosófica.

Para fundamentar la aseveración anterior, estoy convencido de queconviene presentar al lector algunas experiencias directas. Cuando afinales de la década de 1960, en plena vida el proyecto Apolo, se

presentaban ante la prensa los impresionantes planes del futuroprograma espacial de los EUA, no faltaban nunca ni bombos ni platillos.Como estudiantes de ingeniería aeroespacial en los últimos años de lacarrera, era algo común que recibiéramos la visita de los promotoresasociados a las grandes empresas, que entonces preparaban lasdiversas alternativas de un transbordador, de donde debía surgir eldiseño más apropiado del equipo que sustituiría, según ellos de unavez por todas, los cohetes tradicionales que, no obstante, les habíanservido bien en el proyecto Apolo y en buena parte de las



investigaciones planetarias. Con el transbordador se iniciaba la Era delos Equipos Recuperables. En aquellas fechas, todos los estudios eranfavorables a la introducción de equipo recuperable, que por esta virtudhiciera caer los costos de poner cada tonelada en órbita hasta nivelesque, en el papel, oscilaban entre la cuarta y la quinta parte de lo quecostaban entonces los programas en boga.

Seguramente muchos quedarán impresionados por los siguientesdatos: la estancia de un astronauta en la Luna costaba 30 000 dólares,¡cada segundo! El costo de los varios kilogramos de material lunartraído durante el proyecto Apolo fue de 1 000 millones de dólares, yentre 1958 y 1972 los EUA gastaron 63 000 millones de dólares enactividades espaciales (en cualquier caso, sirva de comparación que,algo millones de veces más inútil y oprobioso, como la guerra aVietnam, costó a los estadunidenses 120 000 millones de dólares). Encontraste, los robots de exploración automática Lunajodproporcionaron a la URSS una cantidad suficiente de rocas lunares, a un

costo cinco veces menor.Sin embargo, las nuevas tecnologías, o como se reconoce hoy en día,el mito de las nuevas tecnologías, habrían de costar muy caro aaquellos que con la sola promesa de un supersístema de lanzamientoanulaban la cohetería desechable, sin calcular que los cohetesconvencionales seguían siendo útiles.

Paradójicamente, el estado general de los últimos años del programaespacial norteamericano presenta los siguientes signos diagnósticos:1) falla catastrófica e identificación de múltiples problemas serios conel transbordador espacial; 2) una serie de fracasos en el lanzamiento

de cohetes desechables, supuestamente confiables; y en consecuenciauna indecisión gubernamental sobre los caminos que ha de seguir elesfuerzo espacial —quizá sea este el problema más serio— y, por sifuera poco, un desacuerdo de la comunidad aeroespacial sobre lasmejores vías para la recuperación.

Sobre las repercusiones del trágico final del Challenger y su tripulaciónen el programa norteamericano, es necesario explayarnos un pocomás, pues el accidente expuso las concepciones filosóficas erróneas enlas que incurrió la NASA y en las que puede caer cualquiera alemprender programas en búsqueda de una supuesta modernización,

que no aproveche ampliamente las experiencias previas y la capacidadinstalada.

Entre los efectos que tiene el accidente del transbordador podemoscitar las siguientes repercusiones: 1) freno a la investigación espacialen ciencias de la microgravedad, y en la colocación de equiposautómatas avanzados ya preparados para el estudio del sistema solar;2) reducción de operaciones, de 24 vuelos anuales programados (en ladécada de 1970 se hablaba de hasta 100 vuelos anuales) a menos de



la mitad, hecho que por sí solo duplica el ya alto costo de operación delsistema completo. Al respecto, el profesor emérito norteamericanoJames A. Van Allen, que tiene en su haber no sólo el descubrimiento,en 1958, de los famosos cinturones de radiación alrededor de la Tierraque llevan su nombre, sino que además fue el investigador principal enel desarrollo de 24 satélites y misiones planetarias, expuso lassiguientes opiniones sobre el transbordador: 1) "al ritmo, consideradooptimista, de ocho a diez lanzamientos al año, el transbordador seconvierte en el sistema más costoso y menos robusto [que en ellenguaje espacial significa menos confiable], además de inadecuadopara las necesidades de Estados Unidos"; 2) "el fracaso de la políticanacional del uso exclusivo del transbordador tripulado para lanzar todotipo de satélites —muchos de los cuales no requerían de laintervención de astronautas— que sólo fue aclarado ante el público conel accidente del Challenger ". Durante los primeros vuelos exitosos deltransbordador, se llegó a confirmar, ilusoriamente, que los equiposdesechables quedaban atrás. Y adelantándose en los hechos, el mismo

Van Allen añade: 3) "el desarrollo de una gran estación espacial es enestos tiempos, groseramente inadecuado; deberíamos buscar avancespaulatinos mucho menos costosos, que sean, además, validados pormedio de consideraciones apoyadas en información correcta y en unaactitud crítica". Finalmente opina, basándose en su experienciaanterior —que abarca desde el Explorador 1 hasta los Viajeros l0 y 11,que nos dieron las impresionantes imágenes de los detalles de lasuperficie de Júpiter y de los anillos de Saturno—, que: 4) "las cienciasespaciales avanzan más con equipo automático, a excepción de losestudios sobre fisiología y psicología humana en condiciones demicrogravedad".

Otras repercusiones que podemos citar son: 1) freno al avance yalcance de la estación espacial hacia donde se afocan los principalesesfuerzos de la NASA; 2) incremento inusitado del costo de los segurosde vuelo, que pasó a ser de entre 5 y 10%, a 20 o 30% del costo totalde un satcom, por ejemplo; 3) la competencia comercial de diversoslanzadores, como el Ariane, de la Agencia Espacial Europea, que a raízdel accidente comprometió sus próximos cuatro años de servicio en ellanzamiento de cargas útiles, principalmente de aquellas que eltransbordador no va a poder cumplir (que implican de 65 a 90satcoms, con costos de lanzamiento de 25 a 40 millones de dólarescada uno y significan 50% del mercado occidental), esto no sólo por su

imposibilidad de volar con la frecuencia prevista, sino por la nuevapolítica que pone al transbordador fuera del campo de los lanzamientoscomerciales, para poder dedicarlo, en más de un tercio de los vuelos, amisiones militares secretas; 4) el Protón, de la firma Glavcosmossoviética, que por cierto presenta uno de los máximos márgenes deconfiabilidad en el mercado (92%), con una experiencia de 110lanzamientos, con sólo dos fallas registradas desde 1978. También,cabe anotar, que hoy día hay entre 60 y 100 satélites que esperan ser



lanzados, hecho que ha provocado que también otros países traten decaptar parte del mercado de lanzamiento, por ejemplo, el lanzadorchino "Larga Marcha", desarrollado a partir del Vostok, que también haasegurado a diversos clientes, con costos menores a los del Ariane, loscohetes indios, los japoneses y próximamente los brasileños. EnEstados Unidos compiten también las únicas tres firmas que todavíafabrican cohetes desechables; para el año 2000, a la vuelta de laesquina, se espera que 15 países posean cohetes capaces delanzamiento a la órbita.

Desde luego que las opiniones sobre el estado actual del transbordadorno se limitan a las enunciadas; se podrían llenar ya varios volúmenesde opiniones, en su mayoría exageradamente contrarias a este nuevosistema, que si bien presenta serios problemas, éstos pueden serresueltos, y por tanto sigue teniendo mucho sentido como equipoportador de cargas útiles a órbita baja. Las expectativas inicialescreadas alrededor del transbordador llegaron a generar tales ilusiones,

aun entre los expertos, al punto de que su presencia casi acabó con lacohetería desechable, ya que desaparecieron las líneas de producción,y los expertos en estos cohetes en Estados Unidos se han retirado ensu mayoría. Sin embargo, con la nueva política que limita el uso deltransbordador a actividades militares y científicas, la tendencia quehoy se reestablece es la de comercializar los lanzamientos de cohetesdesechables, por lo que la iniciativa privada ha reinstalado, comomencionábamos, tres fábricas de propulsores.

Técnicamente hablando, las fallas del transbordador se deben a lossiguientes factores: primero, en cuanto a los motores principales, quequeman combustibles líquidos, las expectativas iniciales estimaban que

sería posible utilizarlos hasta cien veces, con un ajuste general sólocada 50 vuelos; sin embargo, estos motores se revisan detalladamentecada tres o cuatro vuelos, debido a que, entre otros aspectos, losalabes o aspas de las turbinas inyectoras de combustible se agrietan,así como también, las toberas de los impulsores sólidos, hechas con unnuevo material compuesto, carbono-carbono, se erosionan durantecada uso más allá de lo que se estimó en su diseño; segundo, elconocido problema de las juntas de los impulsores de combustiblesólido, que fue el causante directo de la pérdida de la tripulación y deltransbordador Challenger; tercero, se han encontrado problemas conlos sistemas de direccionamiento de las toberas de estos mismos

motores, cuya falla también se traduciría en una catástrofe; cuarto, enpruebas recientes se han registrado problemas con las válvulas quealimentan los motores desde el tanque central; si estas válvulas, de 43cm de diámetro, se cierran accidentalmente pueden causar unaexplosión también desastrosa.

En fin, no faltan los diagnósticos de todo tipo; sólo de la oficina queagrupa a los astronautas de la NASA surgió en 1986 una lista de 36aspectos que los astronautas profesionales del transbordador



consideraban necesario revisar antes del siguiente lanzamiento: cosaque se hizo sólo parcialmente. Pero los diagnósticos sobre el estadoactual del programa espacial estadunidense no se limitan a cuestionestécnicas y científicas, como las que hemos enlistado; resultainteresante por ejemplo citar la opinión de C. J. Brown, asistente delsecretario de Comercio de Estados Unidos, quien dijo "...el programaespacial tiene como problema de raíz que se ha frustrado eficazmenteal capitalismo empresarial y se le ha reemplazado con un monopoliogubernamental", opinión peculiar y sugestiva puesto que uno esperaríauna opinión más meditada en los labios de un funcionario de tan altorango; un somero vistazo al vigoroso programa espacial de la URSS —prototipo de monopolio gubernamental—, demuestra que ni siquiera enel diagnóstico del problema estadunidense se está logrando suficienteclaridad.

Entre los múltiples organismos que tienen bajo su responsabilidad eldesarrollo tecnocientífico en Estados Unidos, destacan la Academia

Nacional de Ciencias y el Consejo Nacional de Investigaciones. Por unpedido de la Casa Blanca, estas dos organizaciones formaron un grupode estudio —otro más— para diagnosticar los problemas de la empresaespacial y sugerir las estrategias de recuperación a seguir. Entre sussorprendentes descubrimientos se puede citar la opinión de que la NASA no es una organización tecnológicamente fuerte, aseveración que sinduda a muchos nos suena inesperada. En cuanto a los vuelostripulados, hizo las siguientes recomendaciones: 1) se requiere de untrabajo extenso para evaluar los efectos de vuelo espacial prolongado;2) es necesario conocer detalladamente los efectos de radiaciónespacial en humanos; 3) se requiere de desarrollo y validación en lossistemas de apoyo vital de malla cerrada, es decir, aquellos que hacenuna nave espacial habitable por largos periodos; 4) hacer hincapié enel desarrollo de trajes, para actividad extravehicular, de alta presión;5) aumentar el apoyo robótico en las operaciones humanas. En cuantoa los aspectos de propulsión, recomendó, entre otras cosas: 1)motores de diseño avanzado reutilizables, confiables y que tengan lacapacidad de tolerar fallas; 2) motor de combustible líquido paravehículo reutilizable para transferencia orbital, por ejemplo, para viajarentre la estación espacial y algún satélite que requiera dereparaciones; 3) el desarrollo de un propulsor de alto impulso yrendimiento (como el Energía), que se va a requerir para misionesplanetarias.

En la actualidad, se calcula que se requerirán de 300 a 350lanzamientos hasta 1995; pero con la precaución de no ignorar que enla bibliografía estadunidense y europea se ignora olímpicamente que lamayor actividad espacial no se da en Occidente, sino en la URSS; estepaís ha tenido un promedio de cerca de cien lanzamientos anuales enlos últimos cinco años, por lo que la cifra mundial de lanzamientossería más realista si la colocamos entre 1 000 y 1 050 lanzamientos



(no se puede suponer tampoco que subirán al espacio sólo 1 050satélites, ya que hay lanzadores que colocan con un solo impulsor de 8a 12 satélites pequeños en órbita, o 2 o 3 grandes).

La cohetería soviética, a diferencia de lo que muchos piensan ennuestros países, fue desarrollada de manera totalmente independiente

de la cohetería occidental (incluyendo la cohetería de la Alemania de lapreguerra). Konstantin Tsiolkovski, maestro rural y aficionado a lafísica, las matemáticas y la astronomía, a principios de siglo publicó untrabajo en donde presenta por primera vez los cálculos básicosnecesarios para poner en órbita satélites y exploradores del SistemaSolar. En ése y en trabajos posteriores demuestra la necesidad derecurrir a combustibles líquidos para lograr el impulso necesario parallegar a la órbita. Sin embargo, lo más sorprendente de la contribuciónde este sabio, aunque él nunca llegó a ver materializadas suspropuestas, es su predicción sobre el futuro de la cosmonáutica,publicada en un folleto que han bautizado recientemente como "Plan

Tsiolkovski". Vale la pena reproducir los 16 puntos de este plan, quenos permite entender el origen y dirección que ha tomado el programaespacial de la URSS (se añade, después de la predicción de Tsiolkovskiel avance tecnológico que lo materializa): 1) "Se construye un avióncohete con alas y con órganos de control habituales... Año 1942. Avióncohete BI-1 2) "Hay que disminuir poco a poco las alas de los aviones,aumentar la potencia del motor y la velocidad... " Años 1947-1948.Aparatos reactores M1G-15, MIG-17y LA-l5. 3) "El casco de sucesivosaeroplanos hay que hacerlo impenetrable a los gases, y llenarlo deoxígeno, con aparatos que absorban el bióxido de carbono, elamoniaco y otros productos expedidos por el ser humano..." Año 1955.Avión TU-104. 4) "Se adoptan los timones que he descrito [se refiere alos accionados por gases], que funcionan magníficamente en el vacío yen el aire muy enrarecido, a donde llega el proyectil en vuelo. Se poneen servicio un aeroplano sin alas, doble o triple, lleno de oxígeno,herméticamente cerrado..." Año 1956. Cohetes balísticos actuales. 5)"...la velocidad llega a 8 km/s, la fuerza centrífuga elimina porcompleto el peso y el cohete por primera vez sale de los límites de laatmósfera..." Año 1957. Lanzamiento del primer satélite artificial de laTierra. 6) "Después se puede utilizar un casco simple, no doble. Serepiten los vuelos más allá de la atmósfera. Los aparatos reactores sealejan más y más de la envoltura aérea de la Tierra y permanecen mástiempo en el éter. No obstante, regresan porque tienen una reserva

limitada de alimentos y oxígeno." Comienzo de la década de 1960.Naves espaciales de las series Vostok, Mercurio y Géminis. 7) "Sehacen intentos de librarse del anhídrido carbónico y de otrasexcreciones humanas mediante plantas enanas seleccionadas que, a lavez, proporcionan sustancias nutritivas..." Año 1964. Experimentosespaciales con la clorela. 8) "Se confeccionan escafandras etéreas(ropas) para salir sin peligro del cohete al éter." Año 1965. Paseoespacial de Alexéi Leónov.



Hasta este momento se han cumplido todos estos pronósticos, hechoshace más de 80 años, y vale la pena aclarar que estas actividadesfueron desarrolladas en el orden previsto. Los restantes ocho puntosproporcionan una lista de actividades que podemos esperar se den enel futuro de la exploración espacial. 9) "Con el fin de obtener oxígeno,alimentos y depurar el aire del cohete, se inventan compartimentosespeciales para plantas. Los cohetes llevan todo esto plegado al éter, yallí se despliega y arma. El hombre consigue una gran independenciade la Tierra, puesto que obtiene medios de subsistencia por sí mismo."10) "Se instalan amplios poblados alrededor de la Tierra." 11) "Seutiliza la energía solar no sólo para alimentación y comodidades devida, sino también para la traslación por todo el Sistema Solar." 12)"Se fundan colonias en el cinturón de asteroides y en otros lugares delSistema Solar donde encuentren pequeños cuerpos celestes." 13) "Sedesarrolla la industria y aumenta el número de colonias." 14) "Seconsigue la perfección individual (de cada persona) y colectiva(social)." 15) "La población del Sistema Solar se hace 100 000 millones

de veces mayor que la actual en la Tierra. Se llega a un límite más alládel cual es inevitable el asentamiento por toda la Vía Láctea." 16)"Comienza a apagarse el Sol. La población restante del Sistema Solarse aleja de éste, partiendo hacia otros soles, a unirse con loshermanos que volaron antes."

KONSTANTIN TSIOLKOVSKI, 1903

Aparte de Tsiolkovski podríamos mencionar a Vladimir Vetchinkin(1888-1950) como uno de los pioneros de la cohetería, cuyassoluciones a toda una serie de problemas teóricos tienen vigenciahasta nuestros días. En cuanto a los aspectos prácticos de la cohetería,

es indispensable mencionar los trabajos de Serguei Koroliov, a quienlos soviéticos llaman "padre de la cosmonáutica práctica" y que fueuno de los primeros constructores de portentosos cohetes decombustible líquido. En 1933 despegaba un pequeño cohete de menosde 20 kg de peso, que alcanzó una altura de 400 metros. Sin embargo,este primer lanzamiento significó una victoria tras muchos años deesfuerzos dedicados al desarrollo de la cohetería para alcanzar laórbita. El nombre del constructor en jefe, Koroliov, está asociadoíntimamente al desarrollo de la cohetería soviética (aunque tal hechono lo salvó de las represiones de Stalin).

Poco después del sorpresivo lanzamiento del Sputnik en 1957, ellanzamiento en 1961 del inolvidable Yuri Gagarin (1934-1968) vino asorprender al mundo todavía más. Pocos más autorizados para referireste excepcional acontecimiento, que el pionero alemán de lacohetería, el profesor Hermann Oberth de la RFA —a quien llaman "elpadre de la cohetería alemana": "...ya soy viejo y hubo un tiempo enque perdí la esperanza de llegar a vivir hasta la era cósmica. Pero ahítenemos en órbita alrededor de la Tierra un Sputnik ruso y dentro deunos cuantos años en el cosmos se hablará en ruso...



lamentablemente, no sé quién ha construido el potente cohete y laprimera nave para la travesía cósmica. Seguramente si viviera micolega el señor Tsiolkovski, con quien mantenía correspondencia,cuando nos encontrásemos con el magnífico constructorexclamaríamos: ¡Bravo! ¡Bravo! Usted ha hecho realidad el sueño quealimentó nuestra inteligencia muchos años y a cuya realización hicimosel aporte que pudimos". Precisamente después del vuelo de Gagarin enabril de 1961, el periódico Pravda volvió a hacerle una entrevista alprofesor Oberth: —Me alegro mucho —dijo el sabio— de que hayanhecho realidad mis predicciones concernientes a la posibilidad delvuelo del hombre al espacio cósmico. Hice esa predicción en 1923. —Pero entonces usted no suponía que el primer cosmonauta sería unruso. —No —respondió Oberth—. Creía que sería un alemán. —¿Ycuándo llegó a la convicción de que sería un soviético? —El 4 deoctubre de 1957, cuando la Unión Soviética puso con todo éxito enórbita el primer satélite artificial de la Tierra...

No es común en nuestro medio encontrar material detallado sobre lacosmonáutica soviética, pero por suerte existe un libro publicado porprimera vez en 1981, y en 1986 en su traducción al español, tituladoEl programa espacial soviético: páginas de la historia, de la editorialProgreso de Moscú, de donde proviene el anterior material. Estoyseguro que para aquellos interesados en el desarrollo de laastronáutica, la lectura de este libro revelará toda una serie de datos einformaciones que hasta nuestros días no se conocían suficientementeen Occidente.

En cuanto al futuro de la tecnología coheteril no se puede decir que losactuales cohetes de combustible líquido y sólido sean sustituidos en

nuestro siglo, o aun en las primeras décadas del próximo. De los variosconceptos de nueva tecnología que aquí mencionaremos, cabe iniciarla explicación con el más probable sustituto del cohete con base encombustibles líquidos o aquellos híbridos que utilizan simultáneamentepropulsores de combustible sólido; nos referimos al llamado coheteatómico. Según lo conciben los que lo han propuesto desde hace variasdécadas, el cohete atómico aprovecha una secuencia de minúsculasexplosiones atómicas —ojo, ecologistas— que se dan en el interior dela cámara de combustión.

Los cohetes atómicos son capaces de generar suficiente energía para

impulsar cargas útiles hasta la órbita terrestre o más allá; sin embargotienen una serie de limitaciones que hasta el momento no se sabecómo evitar; entre ellas están: a) generan una contaminacióninaceptable para la atmósfera terrestre; b) existe un grave riesgo parala tripulación debido a las emisiones radiactivas que se generandurante su funcionamiento; c) se estima que estos cohetes pesaríanentre 5 y 10 veces más que los sistemas actuales para la mismacantidad de impulso; d) otro problema de los cohetes atómicos es queel proceso para su puesta en marcha, o para detener su



funcionamiento, es considerablemente más complejo que el de loscohetes de combustible líquido. Pero quizá en el futuro no sea unproblema si consideramos que, por ejemplo, los cohetes decombustible sólido no se podían apagar hasta que se acababa lamezcla de combustible y comburente, y que en los últimos años se hanhecho pruebas con estos cohetes cuyo comburente, en este caso eloxígeno, ahora se inyecta en la cámara de combustión para iniciar laignición y se puede suspender al detener el suministro de oxígeno, yaque la combustión ocurre solamente en una capa delgada de contactoentre el combustible y el oxígeno inyectado; e) las limitaciones de loscohetes atómicos por sus problemas de contaminación —lo que loshace útiles sólo en el espacio cósmico, lejos de los planetas—, hacenque actualmente se oriente la investigación a tratar de combinarloscon motores de combustible y comburente líquido que los pongan enórbita; f) por otro lado, existe también el problema de que lacombustión se da a millones de grados centígrados, y todavía no seconocen materiales que puedan soportar esas temperaturas. Ante esta

situación sólo podemos esperar que algún descubrimiento novedosonulifique en el futuro las desventajas mencionadas, y dé lugar a que elcohete atómico pueda convertirse en realidad.

Se ha trabajado también con cohetes de bajo impulso, que basan sufuncionamiento en la expulsión de partículas no radiactivas aceleradaspor un campo electromagnético en dirección contraria al vuelo. Entreéstos se hallan en primer término los motores iónicos, que aceleranpartículas cargadas eléctricamente utilizando campos eléctricos. Laventaja de estos motores es su bajo peso y la larga duración de sufuncionamiento, lo que da como resultado, sin embargo, un impulso debaja intensidad, pero que por su larga duración pueden imprimir granvelocidad a la carga útil, hecho que resulta atractivo en misiones degran distancia dentro o fuera del Sistema Solar. Estos pequeñosmotores se encuentran ya en el mercado, y probablemente seránincluidos en las futuras generaciones de satélites y navesexploradoras, así como en los satcoms, para lograr el ajuste continuode su órbita.

Entre los nuevos aparatos también podemos mencionar los coheteselectrotérmicos y magnetohidrodinámicos, que también funcionanacelerando partículas no radiactivas. Estos últimos tienen la ventaja deproporcionar decenas de veces más impulso específico que los cohetes

líquidos, pero su empuje total es miles de veces menor, y sólofuncionan en el vacío, por lo que desde luego quedan descartados paralos lanzamientos desde la superficie terrestre. Sin embargo, si seoperan estos motores desde la órbita terrestre, se aprovecha su bajoconsumo de combustible y que pueden impulsar las cargas útiles avelocidades de más de 100 km/s. Las fuentes de energía para generarlos campos eléctricos necesarios para su funcionamiento tienen unpeso considerable, lo cual constituye una limitación; no obstante, es



posible utilizar fuentes alternas de energía como la helioeléctrica (laextraída del Sol), por lo que algunos autores se refieren a estas navescomo "veleros cósmicos".

Por los datos mencionados arriba, se espera una sustitución de losmotores tradicionales por aquellos basados en estas nuevas técnicas;

sin embargo, esto tardará varias décadas, aunque incuestionablementeestos motores serán los que en el futuro permitirán generar lasgrandes velocidades requeridas para la exploración práctica delSistema Solar o más allá.

LA PERCEPCIÓN REMOTA

La tercera actividad espacial en importancia desde el punto de vistaeconómico es la percepción remota (PR), que se refiere, como ya semencionó, a la exploración ya sea de la Tierra o del espacio, utilizandoequipos que observan y miden a distancia. De aquí al año 2000 se

espera que en este renglón se incurra en gastos de 4 000 millones dedólares más o menos. Sólo en 1986 se gastaron 150 millones dedólares para la puesta en órbita, operación y venta de las imágenesobtenidas por estos satélites; de hecho, los satélites meteorológicosque desde la órbita geoestacionaria obtienen datos sobre nubosidad ytemperaturas atmosféricas y terrestres, también realizan actividad depercepción a distancia, por lo que las cifras mencionadas llegan enrealidad a ser todavía mayores.

Para ilustrar el punto anterior diremos que constantemente aumenta lademanda de datos para la previsión del clima, no sólo por parte deagricultores, cuya producción depende mayoritariamente de los

aspectos climáticos, sino también de la industria de la construcción, yla del transporte, que desean calcular con anterioridad aumentos en lademanda de sus servicios. Si bien en el caso de los agricultores lasnecesidades de prever el clima son bastante evidentes, quizá convengaexplicar un poco más cómo la predicción climática con datos espacialesafecta a las industrias de la construcción y del transporte. En el primercaso, en los países de clima extremoso es importante establecer lasfechas probables del inicio de las primeras heladas, ya que de estodepende la toma de toda una serie de costosas medidas que permitena las compañías constructoras edificar en climas fríos. En el caso de laindustria del transporte es interesante anotar que la cantidad deviajeros en un fin de semana puede variar hasta en un 50% debido ala percepción que del clima se tenga.

Hoy en día, existen sólo dos satélites occidentales de percepciónremota civiles; sin embargo, la compañía encargada de loslanzamientos europeos estima que, para finales del siglo, subirán alespacio de 8 a 15 naves dedicadas a este propósito. En 1989 se esperacolocar en órbita el segundo satélite francés de teleobservación SPOT, que sustituirá, y quizá por algún tiempo complemente al único satélite



europeo de percepción remota hoy en órbita. También en los próximosaños, los europeos, canadienses y japoneses tienen planeado colocaren órbita los satélites homónimos ERSI y RADARSAT, que son capacesde obtener imágenes de alta resolución, por medio de equipo de radarde apertura sintética. Estos equipos tienen la capacidad de obtenerimágenes en la oscuridad y aun a través de la más espesa nubosidad,por lo que resultan particularmente útiles para los países nórdicos yciertas zonas tropicales. En un principio se esperaba que las imágenesbasadas en ondas de radar, a diferencia de las que funcionan en labanda visible del espectro electromagnético, produjeran resultadosparticularmente útiles a los oceanógrafos; las primeras imágenes desectores terrestres obtenidas con radar (en particular aquellasobtenidas por los norteamericanos SAR-A y SAR-B, a bordo deltransbordador), demostraron la gran utilidad que tienen también paralos científicos las imágenes de superficies continentales. Como ejemplopodemos mencionar dos interesantes fenómenos: el primero serelaciona con la obtención de imágenes de estructuras geológicas

enterradas hasta 6 m debajo de la superficie en una zona de Egipto;sorpresivamente, las imágenes mostraban dichas estructurasescondidas en las dunas del desierto. Asimismo, por la capacidad deciertas frecuencias de radar para penetrar la vegetación, fue posiblelocalizar por medio de esta técnica obras arqueológicas olvidadas; enparticular, largos caminos mayas bajo las selvas de México yCentroamérica.

Además de las agencias occidentales, cabe mencionar las imágenesobtenidas desde el espacio por los equipos soviéticos. Soyuzkarta, laagencia soviética dedicada a la venta de imágenes espaciales, lanzórecientemente al mercado un producto inesperado. Las imágenessoviéticas son diferentes a las occidentales en varios aspectos:primero, debido a que poseen 40% mayor resolución que las delsatélite francés SPOT 1, y 80% más que los satélites norteamericanosde la serie LANDSAT-TM, ya que aquellos detectan objetos de sólo 6 mde diámetro, hecho que por sí mismo aumenta la diversidad de usosen los que pueden ser empleadas. Segundo, no son como las"imágenes electrónicas" del equipo occidental, que requieren decomputadoras para ser interpretadas, sino que se adquieren yaimpresas en papel de color, y presentan directamente los rasgos queinteresan al usuario potencial, aunque recientemente se habla de unafirma soviética que pretende comercializar también imágenes

electrónicas, en cinta magnética como las de Occidente pero conresolución de 4-5 m.

Los países que operan este tipo de satélites, o que utilizan estasimágenes para dar servicio a terceros, han encontrado una actividadclaramente rentable; por ejemplo, la Agencia Espacial Sueca estárealizando mapas topográficos para Filipinas e Indonesia que, con suenorme cantidad de islas, difícilmente podrían realizar este proyecto



sin la ayuda de imágenes de satélites. La próxima década Brasil, Chinay la India colocarán sus propios satélites de teledetección, los dosprimeros en conjunto. Los satélites para el estudio de los recursosnaturales tienen en su haber una serie de operaciones que pueden yaconsiderarse rutinarias, entre las cuales están la supervisión decosechas, el estudio forestal, la planeación urbana, la exploración depetróleo y gas, la mineralogía, el uso de suelos y la investigaciónoceanográfica, entre otros. Sólo en Estados Unidos hay 100 compañíasdedicadas a la interpretación de imágenes satelitarias, se calcula queexisten 100 más en otros países.

Cabe señalar aquí un hecho muy interesante. El Instituto deInvestigaciones Espaciales (INPE) de Brasil tiene una antena paracaptar las imágenes de los satélites occidentales y cuenta con más de1 400 usuarios de este tipo de imágenes, lo que hace que Brasil, juntocon la India, sea uno de los países en desarrollo que más utiliza lasnuevas tecnologías espaciales.

Un hecho reciente nos permite aseverar que en las próximas décadasse dará un impulso muy importante a la utilización de imágenes depercepción remota: diferentes grupos dedicados a la teledetecciónestán desarrollando los programas necesarios para la interpretación deimágenes en computadoras personales, lo que multiplicará de maneranotable el número de usuarios en todo el orbe. En nuestro país hay unnúmero muy bajo de usuarios (20), aunque al principio esta técnicadespertó el entusiasmo de muchos grupos de trabajo, principalmenteen las universidades, esto se debe, al menos en parte, al alto costo delas imágenes y de los equipos para su procesamiento, pero creo queprincipalmente se debe a la ignorancia por parte de quienes toman las

decisiones sobre el potencial de estos productos: falta difusión ampliadel tema.

Un aspecto muy importante respecto al uso de imágenes se refiere alarchivo que de éstas guardan principalmente Estados Unidos y la URSS, ya que muchas de las aplicaciones requieren de imágenes de la mismazona obtenidas en diferentes fechas, para analizar los cambiosocurridos. En nuestro país contamos con un excelente ejemplo parailustrar la importancia de poseer un archivo de imágenes: la ciudad deMéxico, una de las mayores concentraciones urbanas del planeta.Nuestra ciudad crece y crece, sin embargo, nadie sabe a ciencia cierta

cuánto ni hacia dónde ni a qué velocidad. Cuando pensamos en laimagen espacial de una ciudad de más de 18 millones de habitantes(véase la figura 28), en la que se puede observar buena parte de susobras de infraestructura, salta a la vista que las técnicas tradicionalespara obtener la información necesaria serían un proyecto complicado,costoso, enorme, además de inútil, debido a lo tardado del proceso decatastro: una vez terminadas ciertas zonas los especialistas setrasladarían a otras, y el rápido, continuo y desordenado crecimientopondría en duda constantemente la vigencia de sus datos (hace unos



años se mencionaba el increíble número de 3 600 personas quediariamente se incorporaban a la ciudad, ya sea por nacimiento o porinflujo de las zonas rurales). La técnica de percepción remota permitelocalizar, con relativa facilidad, los nuevos asentamientosperiódicamente (en lapsos semestrales o anuales).

Recordando que se pueden restar dos imágenes en una computadora,por lo que con imágenes periódicas de la ciudad podríamos saber, conuna precisión de más o menos la quinta parte de una manzana ocuadra, cuánto está creciendo la ciudad, en qué direcciones predominael crecimiento, y para saber la velocidad a la que ha crecido en losúltimos años, además de restar dos imágenes, se utilizarían lasimágenes de los archivos de la Soyuzkarta, la rusa, o de EOSAT, sucontraparte estadunidense.

Figura 28. Imagen digital de la ciudad de México obtenida por satélite francésSpot 1. Nótese los detalles observables a 800 km de altura.

Otra novedad que puede difundir el uso de las imágenes satelitarias depercepción remota, es la relacionada con los medios masivos decomunicación. Los ejemplos más notables de esta nueva aplicación sonlas imágenes publicadas en periódicos y revistas de la zona deChernóbil después del accidente de la planta nuclear, y las de los sitiosen que se ha instalado cohetería antibarcos en Irán (y desde luego enmuchos otros países) en el estrecho de Ormuz. Hoy se habla de unproyecto de las agencias informativas para preparar el primerMEDIASAT, un satélite capaz de distinguir objetos menores que unautomóvil, hecho hasta ahora exclusivo de los satélites militares.

Hay un hecho incuestionable en relación con estos satélites(mencionado detalladamente por la doctora Ruth Gall y sus coautoresen el libro Las actividades espaciales en México: una revisión crítica,número 20 de esta misma serie): por la política, aceptada



internacionalmente, que permite el vuelo libre de los satélites de unpaís sobre cualquier otro, todos hemos perdido parte de nuestrasoberanía. Los satélites no dan una perspectiva sólo nacional, puesdesde la órbita muchas cosas se ven: automáticamente los satélitesofrecen una perspectiva internacional y completa del globo terráqueo.Las nuevas técnicas no presentan soluciones únicamente, sino quetambién vienen cargadas de problemas, quizá principalmentetecnocientíficos, pero también, como se ilustra en el último caso, depolítica y derecho internacional.

Otro problema que podemos mencionar en relación con el sistema depercepción remota estadunidense, es que como resultado de lasuspensión de vuelos del transbordador, y de una política decomercialización confusa y aparentemente prematura de lasactividades espaciales, los satélites LANDSAT 4 y 5 ya excedieron suvida útil en órbita y pueden dejar de funcionar en cualquier momento,aun cuando faltan de dos a cuatro años para lanzar sus reemplazos;

por lo anterior la continuidad de las imágenes de archivo de EstadosUnidos peligran. Por otro lado, ninguno de los satélites en órbitarealiza sus observaciones en las mismas bandas del espectro ni cubrelas mismas áreas sobre la superficie terrestre, y tampoco funcionancon la misma resolución, por lo que el uso de los datos de distintoorigen conlleva una dificultad adicional.

Aun así, por la creciente diversidad de fuentes de imágenes, el futurode las actividades de percepción remota puede considerarseasegurado, y en las próximas dos décadas seremos testigos de lapuesta en órbita de satélites cada vez más complejos y costeables porel tipo y utilidad de la información que mandarán a la Tierra. Para

ilustrar el creciente número de satélites de percepción remota que danya servicio con una calidad de imagen cada vez mejor podemos citar alCosmos 1906 (lanzado a finales de 1987), que es un satélite de nuevageneración capaz de fotografiar, con un detalle antes exclusivo de losmilitares, amplias zonas de la Tierra; por ejemplo, en 10 minutospuede cubrir una superficie equivalente a la mitad de nuestro país yalcanza una resolución tal que las carreteras, y las terracerías ruralesincluso, se pueden distinguir con claridad; según la Agencia EspacialSoviética, con este tipo de satélite se reducen enormemente los costosde los estudios de recursos naturales; posee también la capacidad defotografiar la misma zona desde distintos ángulos, con lo que es

posible reconstruir mapas de relieve del terreno. Estos satélites vuelana una altura máxima de 270 km y mínima de 190 km (encomparación, LANDSAT y SPOT orbitan a 800 km), y por su tipo deórbita cubren totalmente a los países de América Latina. Cuando estasimágenes empiecen a entrar en el mercado, a través de Soyuzkarta,sin duda resultarán de gran interés para los especialistas, quienesademás se verán beneficiados por el supuesto bajo costo.



Además, es previsible que en el futuro se sigan colocando otrossatélites de percepción remota en la órbita polar, una órbita que pasapor los polos, y que en combinación con la rotación de la Tierrapermite una cobertura completa del globo, por lo que será posibleestudiar la Tierra en múltiples bandas del espectro electromagnético.Más que satélites éstas son verdaderas plataformas, en las cuales seinstala toda una serie de instrumentos científicos que podrán irseactualizando conforme a los avances y necesidades de información.

Si bien actualmente la exploración desde el espacio con radar hademostrado una utilidad incuestionable, quedan muchos aspectos porestudiar de esta nueva técnica, que seguramente darán informaciónhoy difícil de imaginar. Por lo pronto, los equipos de radar que trabajanen órbita han dado a la humanidad importantes descubrimientos, entrelos que destaca la sorpresiva topografía mina. Veamos: todos sabemosque los mapas topográficos son de gran utilidad en la exploración ylocalización de recursos naturales; la "topografía oceánica", quizá para

algunos sorprendente, también es importante y con radar, se hadescubierto que la superficie del mar refleja la topografía del fondomarino, esto es: si en alguna parte del océano hay abismos o macizosmontañosos, la forma de la superficie del océano cambiará según lasestructuras geológicas submarinas, lo que las hará evidentes alobservador; este descubrimiento es otro ejemplo más de informacióninesperada surgida durante el proceso de investigación. Los primerossatélites con radar tenían como propósito localizar y clasificar barcos ysubmarinos desde el espacio, lo que en el caso de los submarinoslograban porque sobre ellos se observa una especie de joroba, seguidade una estela generalmente de varios kilómetros, y el estudiosistemático de este hecho permitía identificar el tamaño, velocidad ydirección de viaje del submarino. En estas investigaciones se descubriótambién que no sólo los objetos móviles causaban efectos en lasuperficie que podían ser observados desde el espacio, sino quetambién el subsuelo marino se manifiesta en la superficie, con lo queproporciona datos de utilidad a los ingenieros dedicados al diseño depuertos, plataformas y exploración de otras estructuras marinas.

ESTACIONES ESPACIALES

Las estaciones espaciales son, sin lugar a dudas, uno de los temas demayor actualidad, en particular porque implican la presencia constante

del hombre en órbita. Las grandes potencias presentan en este renglónquizá una de sus mayores divergencias. Mientras el proyecto Apolocanalizó considerables recursos a la exploración lunar y altransbordador espacial, los soviéticos dirigieron sus esfuerzos a lapresencia permanente del hombre en órbita. Hoy somos testigos de lapresencia continua de dos y hasta cinco cosmonautas trabajando en laestación espacial Mir por periodos que llegan a más de 12 meses.



No se puede concebir el progreso de la investigación espacial tripulada,incluyendo los próximos viajes a Marte, sin tener la experiencia deastronautas en órbita por periodos prolongados. Una estación espaciales mucho más que un puerto para viajar más allá de la órbitaterrestre. La estación espacial Mir; y dentro de unos diez años laestadunidense "internacional", son laboratorios multidisciplinariosdonde se realizan experimentos para desarrollar muchos campos de lainvestigación espacial y terrestre: biología, astronomía, ciencias demateriales, farmacología, percepción remota, aprovechamiento de laenergía solar y en fisiología y psicología humanas, entre otros.

El mundo está viviendo momentos brillantes de la automatización, ymuchas de las actividades exploratorias en el espacio se conducen demanera automática con costos mucho menores a los de las navestripuladas; pero un aparato programado no puede realizar ladiversidad de actividades y no puede tomar las decisiones del serhumano, del que depende realmente la exploración y futura

colonización del espacio que nos rodea. Por ejemplo, en unos cuantosmeses en órbita, la tripulación formada por los cosmonautas Titov yManarov realizó más de 130 observaciones con el equipo HEXE, unproyecto conjunto soviético-europeo que consiste en cuatroinstrumentos diseñados para observar la radiación cósmica de altaenergía con un telescopio que detecta los rayos X provenientes de muydiversos objetos astronómicos; asimismo, en la parte ultravioleta delespectro han realizado más de 20 observaciones, desde el móduloQuantum, que fue adicionado a la estación espacial en el primersemestre de 1987. Con estos equipos, por ejemplo, fue posible porprimera vez en la historia registrar las emisiones provenientes de laexplosión de una estrella "supernova", la SN1987a, que no había sidoobservada desde los antiguos astrónomos chinos, y presentar ante lacomunidad científica internacional, la secuencia de núcleos atómicos yrayos X emitidos durante los primeros días del extraordinario suceso:una demostración de las múltiples posibilidades del hombrepermanentemente en órbita terrestre. Asimismo, Romanenko con susdos acompañantes Laveikin (quien regresó a la Tierra tras serledetectadas anomalías cardiacas) y Alexandrov (quien lo suplió a partirde julio de ese mismo año) realizaron durante su estancia de 325 díasen el espacio más de mil experimentos que abarcan las disciplinasmencionadas. Basta citar que a principios de 1988 se anunció que seestá preparando la estación espacial denominada Mir 2, que al igual

que su antecesora, constará de un módulo básico al que se podránacoplar grandes elementos que serán puestos en órbita por el cohete Energía, capaz de colocar en órbita cargas de hasta 200 toneladas yque ya fue probado en mayo de 1987, y en 1988 con el lanzamientodel transbordador Burán. No obstante, también el programa de laURSS, debido a problemas técnicos y de balanza de pagos, estásufriendo retrasos. En últimas fechas, al retrasarse la manufactura dedos grandes módulos adicionales de laboratorios, que requieren de una



instalación casi simultánea, los soviéticos se vieron obligados ainterrumpir su estancia en la Mir por 3 o 4 meses. En esta actividadnadie está a salvo de sorpresas.

Referirse a la estación espacial norteamericana y sobre todo a suscaracterísticas de funcionamiento, o incluso a su forma, no es cosa

fácil, ya que en los últimos cinco años la NASA ha realizado unasecuencia continua de cambios no poco drásticos que han sumido alproyecto en cierta indefinición. Un hecho particularmenteincomprensible para los que observamos el escenario desde fuera, porejemplo, fue el intento de los militares norteamericanos de ejercer uncontrol considerable de la estación espacial, lo que no sólo antagonizóy desconcertó a los ingenieros y científicos de la NASA, sino que afectógravemente las negociaciones que el gobierno norteamericano teníacon los países de Europa, Japón y Canadá para compartir los gastosdel proyecto, que según los analistas del gobierno de los EstadosUnidos alcanzarán los 15 000 millones de dólares; aunque si nos

atenemos a las experiencias anteriores, sobre todo en relación con laspromesas que rodearon el proyecto del transbordador, podemos preverque esta cifra llegará a multiplicarse por un factor hasta hoydesconocido (entre 2 y 10 veces).

Es lógico esperar que un proyecto de esta magnitud, realizado en añoscuando inclusive la economía norteamericana enfrenta laincertidumbre, encuentre oposición; nunca ha faltado quien opine quecualquier gasto invertido en los viajes de Colón, en la estación espacialo en la exploración de Marte, es innecesario. Sin embargo, no deja dellamar la atención el hecho de que el ex director de uno de losprincipales centros de investigación de la NASA, el doctor BruceMurray, destacado científico planetario, opina que la estación espacial,como sitio para desarrollar procesos que lleguen a sereconómicamente costeables y manufacturas de materiales conpropiedades extraordinarias, "no tiene fundamento ni el apoyo de lascompañías que se proponen utilizarla". Según Murray, las ciencias dela microgravedad son importantes, pero no necesitan de unainstalación de ese costo para ser realizadas; dice que la estación sólotiene sentido lógico principalmente en términos de la misión a Marte, yañade que, a diferencia de la década de 1960, "no hay un interésnacional para realizar un gran malabarismo tripulado, que simplementese limite a mostrar la musculatura técnica del país", y concluye "...es

mejor utilizar tal esfuerzo como un símbolo de que las superpotenciaspueden cooperar en el espacio", con lo que toca un punto clave delestado actual de la investigación espacial.

A este respecto, tampoco deja de sorprender, al revisar documentosen los que se explican las diversas alternativas del futuronorteamericano en el espacio, que en ellas se ignore, de manera casiinfantil, que su contraparte soviética se encuentra en una etapa



avanzada en el desarrollo de las estaciones espaciales, por lo que unintercambio entre ambas potencias sería, cuando menos, mutuamentebenéfico, o principalmente benéfico para los mismos norteamericanos.En el Foro Espacial Internacional realizado en octubre de 1987 enMoscú, el máximo representante de la delegación estadunidense, ydirector adjunto de la NASA, se refirió a la imposibilidad de saber, aestas alturas, si un programa de cooperación espacial entre su país yla URSS significa una transferencia de tecnología, y que de todasformas, no podía decir la dirección en que dicha transferencia se daría.

Para complicar más el análisis de la estación espacial y sus medios deapoyo, el creciente interés de los militares norteamencanos por utilizarestos recursos ha creado una política verdaderamente sorprendente: afinales de 1986 la administración de Reagan hizo pública su intenciónde mezclar información técnica falsa con información veraz,supuestamente para despistar al enemigo, pero los más despistadosen realidad son aquellos que tratan de entender el avance del proceso

tecnológico y las tendencias que realmente serán favorecidas en elfuturo; esta situación, pues, ha creado una desconfianza justificada delo que se lee sobre el campo aeroespacial. Cuando por fin se aclaróque la estación espacial norteamericana no sería controlada por losmilitares, los socios internacionales de la NASA llegaron, después demás de un año de tensas negociaciones, a la conclusión de que iban acooperar. La cooperación europea se basa principalmente en el uso delmódulo tripulable, llamado Colón, y de una plataforma polarautónoma, a la que se puede dar servicio con el transbordadorestadunidense, o con el futuro transbordador europeo conocido comoHermes; y aunque poco se sabe al respecto, los japoneses tambiénhan anunciado su interés en construir no sólo un módulo similar, sinoademás un pequeño transbordador que comenzará a funcionaraproximadamente en una década.

A pesar de todas las discusiones y cambios que han plagado elproyecto de la estación espacial norteamericana, ésta serádesarrollada sin duda, aun cuando la motivación básica sea solamenteno permitir que los soviéticos sean los únicos que orbitenpermanentemente la Tierra. Las ventajas de una estación espacial sonmúltiples, como ya hemos mencionado, pero hay que pensar tambiénen una de ellas: son un lugar de ensamble y prueba de equiposautomáticos de exploración espacial, pues toda misión automática, al

no contar con la asistencia de una estación de ensamble en órbita,requiere que la carga útil sea totalmente armada y funcional antes desu puesta en órbita y, en vista de los castigos del lanzamiento, lasestaciones espaciales ahorrarán la obligación de realizar múltiplespruebas en el equipo antes de enviarlo a órbita. Otra ventaja que sederiva de la estación es su mero carácter de almacén. En el futuro, elflujo de vehículos pesados a órbita, como los cohetes Energíasoviéticos (que, por cierto, son reutilizables), y el futuro ALV



estadunidense, se incrementará constantemente, por lo que unalmacén espacial permitirá que el costo de las partes de diferentesequipos sea distribuido entre muchos usuarios. El cohete ruso Energíacomparte con el transbordador espacial estadunidense, con el cual elpúblico está mucho más familiarizado, el hecho de que está equipadocon impulsores laterales provistos de sistemas de paracaídas para serrecuperados; asimismo, partes del motor principal serán tambiénrecuperables, por lo que los costos de cada lanzamiento se reduciránde manera proporcional con el número de usos que tengan. Con elnuevo impulsor Energía, se espera que la Unión Soviética duplique enlos próximos cinco años su capacidad de colocar cargas útiles enórbita, y que ésta sea cuadruplicada en menos de 15 años.

Volviendo a las estaciones, otro de los rasgos característicos de éstas,se está ejemplificando ya en la estación espacial Mir; se trata de lasolicitud por parte de una compañía privada de Occidente, para utilizarla estación en el desarrollo de experimentos supervisados por los

cosmonautas soviéticos a bordo. El experimento, del que hablamos yaun poco, trata sobre el crecimiento de cristales de proteínas, y comoparte del convenio la compañía no da a conocer ni al público ni a lossoviéticos de qué proteína se trata. Al igual que los cristales usados enmicroelectrónica, los de proteínas crecidos en el espacio presentan unamayor homogeneidad, y un menor número de defectos en sus arreglosmoleculares. El propósito principal de obtener un cristal de proteínacon estas características, es realizar estudios de la disposición de cadaparte de la cadena que forman estas grandes moléculas. Dichosexperimentos se realizan en la estación Mir; no sólo porque eltransbordador no esté funcionando normalmente, sino porque laestación Mir con su prolongado estado de microgravedad, provee alexperimento de las condiciones que necesita, pues ya en cincoocasiones anteriores la compañía ha experimentado en eltransbordador, pero sus objetivos experimentales exigen unapermanencia en el espacio de semanas a meses, situación que nopodrá darse en Estados Unidos sino hasta dentro de 8 o 10 añosaproximadamente.

Retomando las comparaciones de los aspectos filosóficos de losprogramas espaciales de Estados Unidos y la URSS, cabe mencionarque el gobierno norteamericano permite que las compañíasnorteamericanas contraten los servicios espaciales soviéticos, como en

el caso anterior, pero impone la condición de que los soviéticos noinspeccionen directamente las cápsulas, sino que la inspección (que selleva a cabo por razones de seguridad) sea realizada por un tercero. Encontraposición, cuando el transbordador de la NASA pone en órbita unacarga útil de otro país, no sólo es inspeccionada detalladamente, sinoque la NASA se considera copropietario de los datos e informacióntécnica y aun científica obtenidos durante el vuelo; además de quedebe tener acceso a la información que dé el análisis de los datos,



llevado a cabo por científicos en tierra después del vuelo. Curiosaasimetría...

PEQUEÑOS EXPERIMENTOS AUTOMÁTICOS

Los experimentos automáticos, cuyo propósito es explorar las

características de algún proceso que se beneficie con las condicionesespaciales, tienen asegurada una creciente actividad futura. Ya hemoshecho referencia de manera detallada a los experimentos que la UNAM

pretende realizar a bordo del transbordador. Los experimentos a losque nos referiremos aquí, son esencialmente similares a éstos, esdecir, requieren de un pequeño espacio, de un tiempo limitado enórbita, y de un costo bajo; la investigación exploratoria tiene comoobjetivo el profundizar en conocimiento, y rara vez la producciónconstante de algún material especial. Sin embargo, estas actividadesno requieren de un sistema tan costoso y complejo como eltransbordador. En muchas ocasiones es suficiente el lanzamiento de un

cohete con múltiples cargas útiles a bordo que realice vuelos orbitalesde varios días, o aun suborbitales, en donde los periodos demicrogravedad son menores de media hora, lo cual basta en ocasionespara realizar algunos experimentos.

Algunas compañías privadas que pretenden participar en el mercadode pequeñas cargas útiles, estiman que requerirán de 50 a 100lanzamientos suborbitales por año, y que cada cohete será capaz deportar de 5 a 15 experimentos independientes.

En Estados Unidos la primera compañía privada pionera en este nuevonegocio espacial, intentó realizar su primer lanzamiento a mediados de

1988, pero no lo hizo; una segunda compañía pretende realizar algosimilar poco menos de un año después. Los objetivos principales deestas compañías son lanzar pequeños satélites, realizar experimentosautomáticos, mediciones atmosféricas y, por desgracia, llevar a cabotambién experimentos de tipo militar. Otras compañías estiman que,en vuelos orbitales, la demanda para los próximos 6 o 7 años oscilaráentre 300 y 350 cargas útiles anuales, lo que implica un promedio de75 lanzamientos al año.

También existen programas como el Lightsat, satélites ligeros, a losque las grandes compañías que controlan los mercados internacionalescelosamente se refieren como Cheapsats; dichas compañías proponencientos de lanzamientos al año de este tipo de satélites, cuyo peso esmenor a 2 toneladas, pero se sabe por experiencia que en muchasocasiones estos proyectos resultan ser algo ilusorios. Una de lasmayores ventajas que presentan estos sistemas es su rápido acceso aórbita (contando el tiempo desde que se inicia la integración de lacarga útil hasta su puesta en órbita) que va de cuatro meses a dosaños, que, comparado con el tiempo requerido por una carga útilmayor, puede llegar a ser 10 o 20 veces más breve. Con este tipo de



sistemas se estima que el acceso a la órbita costará cerca de 3 000dólares por kilogramo, cerca de la mitad de lo que cuestan otrosvehículos.

A pesar de todo lo anterior, creo pertinente volver a advertir al lectorque estos datos, como se puede observar, se derivan de la información

que publican las empresas occidentales dedicadas a este nuevonegocio, pero todos conocemos los abismos que existen entre lapublicidad y la realidad: nadie en sus cabales podría asegurar siquieraque estas compañías existan dentro de cinco años, y para muestrabasta un botón: la empresa más comprometida en esta ocupación yque incluso ya ha probado los motores de sus cohetes, casi desapareceen el llamado "lunes negro" en octubre de 1987, cuando se vino abajola bolsa de valores de Nueva York.

Otra de las empresas mencionadas tiene como su segundo proyectomás importante, el identificado con el glorioso nombre de "Celestis",

que se propone nada menos que colocar en una órbita permanente 10000 urnas de cenizas humanas, y creo que, cuando menos, tenemos elderecho de dudar de que existan 10 000 personas lo suficientementeafectadas en su juicio para desear algo tan frívolo y absurdo.

Volviendo a los satélites ligeros, algo que despierta mucha máspreocupación e interés es que en 1988 la Agencia de ProyectosMilitares Avanzados de Estados Unidos (DARPA) invirtió 35 millones dedólares en esa dirección, y más recientemente han hablado de colocaren órbita este tipo de cargas útiles pequeñas, utilizando comoplataforma de lanzamiento un avión que vuela a una altura de 10 a 20kilómetros.

De los programas en pleno funcionamiento para poner en órbitaexperimentos automáticos de dimensiones reducidas, podemos citar elFotón, que la firma Glavcosmos de la URSS ofrece comercialmente:coloca en órbita, y recupera, cápsulas que orbitan la Tierra entre 14 y30 días; las cargas útiles pueden llegar a pesar 500 kg y medir hasta 2m de diámetro, y pueden ocupar un volumen máximo de cerca de 5m³. El ejemplo más reciente de la utilización de este medio es elcontrato con una compañía privada alemana en el que se ha negociadola utilización de tres cápsulas soviéticas, que se estima volarán a partirde 1989 una cada año. La compañía alemana pretende subcontratar a

diferentes instituciones de la RFA para que realicen experimentos en elespacio en las cápsulas. En este sentido también podemos mencionarel ofrecimiento de la Agencia Espacial China de colocar varias cápsulasrecuperables y realizar experimentos sobre crecimiento de cristales,que están a cargo de una compañía europea.

Como el lector podrá concluir, estos últimos ejemplos, además delprograma de pequeños experimentos de la NASA, en el cual haparticipado la UNAM, dan una idea del futuro que presenta



oportunidades crecientes para poner en órbita experimentosautomáticos.

MISIONES PLANETARIAS

Todavía están frescas en la memoria las sorprendentes imágenes

obtenidas por los Voyager I y II que se acercaron primero a Júpiter,luego a Saturno, a Urano y a Neptuno. Sin embargo, hay muchosplanes y misiones destinados a la exploración de los planetas denuestro Sistema Solar que seguramente profundizarán losconocimientos de la humanidad sobre su entorno más inmediato en elUniverso.

En 1988 la URSS puso en marcha una misión a Marte que dio nuevosdatos sobre el planeta rojo y en particular sobre su satélite Fobos; durante su trayectoria, la misión estudió además algunascaracterísticas del viento solar. Dicha misión tuvo una propiedad a

nuestro juicio muy importante: fue de carácter netamenteinternacional; en ella participaron no sólo los países socialistasmiembros de Intercosmos, sino que se unieron varios países de Europaoccidental, la Agencia Espacial Europea, y Brasil; incluso losestadunidenses participaron en el proyecto apoyando en la localizaciónprecisa de la nave por medio de las antenas de rastreo lejano de laNASA, que también captaron y analizaron la información provenientede la estación que se posaría sobre Fobos, la luna de Marte; en marzode 1989, se perdió contacto con la nave, sólo quedaron los datostomados durante el largo viaje, y algunas de las primeras fotografíastomadas.

La siguiente misión a Marte, planeada por la URSS para 1994, planteaenviar dos naves idénticas, programadas para realizar trabajo deexploración por duplicado. Cada una de ellas tiene un aditamento quese quedará en la órbita marciana estudiando el planeta al igual que lohacen los satélites de percepción remota con la Tierra;simultáneamente, cada uno de ellos lanzará además hacia la superficiede Marte dos equipos exploradores: a) el primero consta de un equipoque, después de posarse sobre la superficie de Marte, realizará unaexploración similar a la que efectuaron sobre la Luna los equipos robot Lunajod, es decir, recorrerá la superficie observando con una serie decámaras y enviando hacia la Tierra las imágenes y los datos físicos

obtenidos; b) el segundo equipo consta de un globo equipado concámaras de baja altitud; el globo, de producción francesa, semantendrá en la atmósfera durante el día y mediante efectos térmicosbajará a la superficie durante la noche, durante esta etapa enviaráinformación a la Tierra, utilizando los transpondedores de las navesque quedan en órbita.

Todavía se están estudiando algunos cambios para la misión, quepermitirán ampliar el rendimiento de los equipos enviados a Marte; se



planea sustituir, por ejemplo, la entrada directa a la órbita, que exigela utilización de retrocohetes para frenado, para que la nave pueda sercapturada por el campo gravitacional de Marte. La nueva maniobra deaerofrenado tiene la ventaja de que no requiere de combustible parafuncionar, pues se da por medio de fuerzas aerodinámicas de la navecuando comienza a entrar en la atmósfera marciana. Este cambio porsí solo permitirá aumentar en una tonelada y media la carga útil quese enviará al planeta rojo. Además, con este cambio se podrá colocarun segundo satélite de 50 kg en órbita para obtener datosgravitatorios; se mandarán a la superficie diez estacionesmeteorológicas equipadas con transmisores, que enviarán durantevarios años datos sobre temperatura, presión y velocidad del viento;asimismo, se hace posible el lanzamiento de dos penetrómetros, quese hundirán por impacto hasta cinco metros bajo la superficie, estosdispositivos, que dejarán fuera un equipo transmisor, enviarán datossobre la composición química, la temperatura del suelo y el contenidode agua. Algunas teorías suponen que bajo la superficie de Marte hay

grandes depósitos de agua congelada, en capas como de 10 a 40 m deespesor.

Por otro lado, los satélites en la órbita de Marte enviarán a la Tierraimágenes de alta resolución, en las que se pueden distinguir objetoshasta de 1 m de diámetro en la superficie. Estos mismos satélitesenviarán de retorno a la Tierra una cápsula con el material fotográficoque probablemente se recupere desde la estación Mir. Actualmentecontinúan las pláticas entre la URSS y los Estados Unidos para intentarhacer de esta misión un ensayo de cooperación internacional. Aquí, elsentido de cooperación es muy claro, la URSS argumenta, con bases,que la colaboración estadunidense tendrá un papel destacado en eldiseño del control de avance del explorador autómata. Recordemosque la distancia de Marte a la Tierra retarda la comunicación de ida yvuelta decenas de minutos, por lo que una nave que avanza en elterreno de Marte corre el peligro de caer o voltearse en los accidentesnaturales del mismo. Este problema obliga a usar programas decontrol "inteligentes", es decir con capacidad de aprender sobre lamarcha y tomar decisiones atinadas. En estos programas deinteligencia artificial es donde podrían participar los científicosestadunidenses. Para oponerse a la cooperación, algunos esgrimen loseternos argumentos y políticas que tratan de impedir la transferenciade tecnología, pero de nuevo se tendría que decidir antes en qué

sentido se da la cooperación y quién es el que sale ganando. Creo queestá claro que todos salimos ganando.

Más adelante, en 1995, la URSS lanzará una nave científica que seidentifica con el nombre del proyecto, Corona, cuyo propósito esestudiar precisamente la corona solar, o sea la radiación que seobserva alrededor del Sol, como cuando se tapa durante un eclipsetotal o con un disco. Curiosamente esta misión se iniciará en dirección



a Júpiter, desde donde mandará datos e imágenes del planeta gigante.Posteriormente, utilizando como propulsión el campo gravitacional deJúpiter, será lanzada hacia el Sol para acercarse a una distancia sinprecedente de un millón y medio de kilómetros (la Tierra está a cercade 150 millones de kilómetros del Sol).

En 1998, serán enviados dos equipos simultáneamente hacia lasuperficie marciana; constarán nuevamente de exploradores móviles,que aparte de enviar imágenes, se espera regresarán a la Tierra porprimera vez con muestras de suelo y rocas. Un año después, seenviará a Júpiter una nave que seguirá después hacia Saturno; cercade éste se desprenderá un explorador que tiene como objetivodescender sobre la superficie de Titán, la única luna de Saturno conatmósfera, de la que se sospecha que tiene océanos de hielo ymetano, un hidrocarburo que por la presión atmosférica y latemperatura ambiente se encuentra también en estado gaseosomezclado con la atmósfera, que es de nitrógeno. Este ingenio llevará a

bordo 50 kg de instrumentos, que incluyen cámaras de televisión, y unglobo explorador con un equipo científico que viajará a 2 o 3 km sobrela superficie de Titán. Posteriormente, descenderá a la superficie paraenviar datos sobre la presión, temperatura y composición química delsuelo durante 10 días.

En cuanto a una misión tripulada a Marte la limitante principal no es decarácter técnico, sino médico sencillamente. Para llegar a Marte seránecesario conocer, o cuando menos poder estimar el funcionamientodel organismo durante una experiencia de 30 meses seguidos en órbita(dos y media veces más que la marca de permanencia actual). Eltiempo acumulado por los soviéticos en órbita equivale a 14

hombres/año, en comparación, los estadunidenses tienen sólo 5; lainformación acumulada en este tiempo por ambos no basta sinembargo para anticipar o calcular lo que ocurriría durante los 30meses de un viaje a Marte; no obstante, después de observar lanotable recuperación de Romanenko, después de 326 días en órbita,Oleg Gazenko, director del Instituto Soviético de Problemas Médico-Biológicos, dijo que con esto se tenía "más que suficiente informaciónbiomédica para modelar la forma más económica posible de ir a Marte"y añadió: "no es indispensable para una misión a Marte, probarpreviamente durante tres años la resistencia de los cosmonautas". Sinos limitáramos a juzgar las secuencias anteriores, ninguno de los dos

países está en posibilidades de realizar solo la misión en los próximos10 años.

Por cierto que uno de los rasgos más característicos de la investigaciónespacial de la URSS es que cada uno de sus avances son prueba de unejercicio extremo de cautela, hecho en el que muy probablemente sebase el que la Unión Soviética sea hoy, en muchos aspectosimportantes, la primera potencia espacial. La superioridad de la URSS en el renglón de las investigaciones espaciales es un hecho reconocido



hoy en día por los expertos. Sin embargo, el público en general, enpaíses como el nuestro, desconoce esta situación, por lo que consideronecesario dedicarle unas líneas.

En primer término, es necesario señalar que la URSS nunca desechaequipo probado; por ejemplo, las cápsulas de tipo Vostok utilizadas deseptiembre a octubre de 1987 para poner en órbita a dos primates yotros animales, son esencialmente iguales a las utilizadas en el vuelode Gagarin al espacio hace más de 30 años. Otro ejemplo similar es lautilización de las naves Venera, que en un lapso de dos años fueronreconfiguradas para estudiar no sólo los aspectos de su misiónfundamental, la exploración de Venus, sino para que, después de dejaruna parte en la órbita venusina, los equipos de exploración siguieranhacia el cometa Halley y mandaran a la Tierra las primeras imágenesde este legendario cometa de 16 km de diámetro.

En contraste con este criterio, los estadunidenses llevan a cabo

diseños completos de sus equipos en la gran mayoría de las nuevasaplicaciones, lo cual, aunque resulta un buen negocio para lascompañías que los fabrican, encarece considerablemente elpresupuesto dedicado a la exploración espacial. Otra actitud típica delos investigadores espaciales de Estados Unidos es su desdéngeneralizado, matizado por grandes lagunas de ignorancia, hacia lasactividades espaciales de la URSS, mientras sus contrapartes de la URSS

devoran" todo lo publicado en Occidente, filtrando las modas y losaspectos más llamativos del verdadero avance. Además, en EstadosUnidos hay una obsesión por los resultados rápidos y espectaculares yse olvidan los planes a largo plazo. Para la URSS al contrario, quizá porsu milenaria tradición, tiene menos valor el espectáculo y más laparticipación en planes y programas a largo plazo, aunque tampocoson inmunes a fallas y retrasos ni es justificada su exagerada modestiay menos su reserva.

Las diferentes concepciones filosóficas de ambas potencias en esteterreno parecen recordarnos inevitablemente la fábula de la liebre y latortuga. Hoy en día la tortuga no sólo se encuentra a la cabeza por sucapacidad de lanzamiento a órbita, sus estaciones orbitales tripuladasy los logros de sus satélites de percepción remota, sino que sus planesde exploración del Sistema Solar harán que en la próxima décadaencabece las actividades más avanzadas en el espacio en este rubro, si

es que no caen de nuevo en el inmovilismo.En el campo de las ciencias de la microgravedad, Estados Unidos seencuentra, según sus propios expertos, en tercer lugar después de laURSS y la RFA, en el mejor de los casos; en cuarto o quinto lugar siincluimos a franceses y japoneses; estos últimos países, handesarrollado este campo basándose curiosamente en los equiposnorteamericanos, aunque los franceses han avanzado todavía más (en1965 colocaron ya su primer satélite en órbita, llamado Diapason, en



un cohete, Diamante de diseño propio), ya que aprovechan también lacapacidad y ofrecimientos de la agencia espacial soviética.

También en cuanto a plataformas multiusos los soviéticos llevan ladelantera, y ni hablar en lo que se refiere a las operaciones tripuladas,en las que sólo hasta el siglo XXI Estados Unidos logrará, quizá, igualar

la estancia prolongada de los cosmonautas en órbita. En opinión de lospropios expertos de Estados Unidos, el problema no es "...cómo lograrmás dólares para actividades en el espacio, sino más rendimiento desus actividades en el espacio por cada dólar".

En cuanto a la exploración de Marte, los estadunidenses basan susplanes principalmente en los proyectos definidos en el informe llamado"Liderazgo y el futuro espacial estadunidense" preparado para eladministrador de la NASA por la astronauta doctora Sally K. Ride, quefue presentado en agosto de 1987. Este informe, basado en el análisisde 18 estudios anteriores y en numerosas referencias, fue realizado

por medio de talleres en los que participaron cerca de 70 expertosdestacados en las actividades de investigación militares y comercialesde ese país. El informe plantea cuatro misiones específicas con las quese intenta dar un impulso a largo plazo a sus planes espaciales: 1) lainstalación de una colonia humana en la Luna; 2) la exploracióndetallada de los planetas externos del Sistema Solar (de Júpiter aPlutón); 3) la colocación de una plataforma en órbita polar equipadacon múltiples equipos para estudiar la Tierra, y 4) la exploraciónhumana de Marte. En este último caso el escenario de exploración quevisualizan se basa en la exploración robótica de Marte en la década de1990, que comenzaría con un observador orbital en 1992, paraculminar con la colocación de dos exploradores automáticos quebajarían a la superficie y regresarían a la Tierra con muestras de sueloy rocas. Esta misión lograría una caracterización geoquímica delplaneta y un mapeo completo del mismo con imágenes ópticas, asícomo la selección de los sitios más interesantes para la exploración.Planean establecer también un programa de investigación biomédicaen su futura estación espacial, para validar la factibilidad del vueloespacial prolongado, lo cual les permitiría decidir si la nave a Martedebe ir o no equipada con cámaras centrífugas que generen gravedadartificial. Posteriormente, diseñarían y prepararían tres misionestripuladas para la exploración de la superficie marciana, duranteperiodos de dos semanas antes del regreso, para que en el año 2010

se pueda instalar un puesto de exploración avanzada en la superficie.Basándonos en los datos incluidos en este informe y en las tareascalificadas de imprescindibles, así como en la situación del futurocercano en relación con equipos pesados de lanzamiento, podemosllegar a las siguientes estimaciones aproximadas: la misión a Marterequeriría, según ellos, de colocar en la órbita terrestre baja cerca de 1140 toneladas de equipo, que necesitarían cerca de 38 vuelos deltransbordador, utilizado a su máxima capacidad, pero considerando



que la eficiencia alcanzada ha sido de 85%, la cifra real sería deaproximadamente 44 vuelos dedicados exclusivamente a la misión aMarte; ahora bien, si se toma la cifra "optimista" de 8 a 10 vuelosanuales del transbordador y considerando que una tercera parte de losvuelos son ocupados por el Departamento de Defensa y que otrotercio, como mínimo, sería dedicado a la manutención de la estaciónespacial, que es necesaria para organizar la misión, esto implica queutilizando 2 o 3 transbordadores cada año se podría preparar estamisión, cuando muy pronto, en 10 o 14 años; quizá la única manerade llevarla a cabo sería el cambio radical de la política espacialestadunidense, cosa muy difícil de lograr puesto que lasadministraciones actuales enfrentan un déficit presupuestario que hoyen día alcanza sus más altos niveles. Sin embargo, acaso la nuevaadministración, más sobria y conocedora de la importancia de lasactividades espaciales, suspendería los programas de "Guerra de lasGalaxias", con lo cual la misión podría fundamentarse en hechos másreales. Por su lado, la Unión Soviética posee los equipos necesarios

para hacer posibles muchos de los pasos intermedios que permitiríanalcanzar el objetivo, en particular el potente cohete Energía y laestación espacial, y ha planteado en público, específicamente en elForo Espacial Internacional en octubre de 1987, que con base en unacooperación internacional, la misión tripulada a Marte sería posiblemucho antes de lo planeado por cualquiera de los dos paísesindependientemente. ¿Triunfará la razón? Ya veremos.

ACTIVIDADES MILITARES

La mayoría de los equipos puestos en la órbita terrestre cumplenmisiones militares. Veamos algunos de los hechos más destacados. En

primer lugar están los satélites de comunicación de uso militarexclusivo, seguidos por los llamados "Medios Técnicos Nacionales", esdecir, los satélites de radio escucha, los de obtención de imágenes dealta resolución, nocturnas y de radar.

Sin embargo, en nuestros días se dan pasos muy peligrosos parasaturar el espacio con armas llamadas "defensivas", cuyasrepercusiones son verdaderamente graves y resultan inaceptables paracualquier persona en su sano juicio. Al respecto, los militaresestadunidenses (de los soviéticos no tenemos información) hanpublicado un plan para la conducción de once ejercicios con misiones

militares del transbordador, y según los resultados, se desarrollaríanactividades subsecuentes. Los ejercicios se refieren principalmente atres objetivos: reconocimiento estratégico, aviso de lanzamientos decohetes balísticos, coordinado con lanzamientos de prueba, y vigilanciade las fuerzas navales soviéticas. Para esto, 8 de los primeros 14vuelos que siguen a la reanudación de actividades del transbordador sededicarían a la operación de las cargas útiles militares, necesarias pararealizar los ejercicios. Desde luego, la justificación presentada ante elpúblico se basa en información "secreta" que posee el Departamento



de Defensa, relativa a actividades soviéticas similares. Sin embargocabe citar al cosmonauta Jean-Loup Cretiene, militar francés queestuvo un mes en la Mir a finales de 1988, quien afirmó que "...en laestación no hay equipo militar a bordo, sus actividades son claramenteciviles..."

Los once ejercicios son los siguientes:

1) Intervención humana en la adquisición de imágenesmultiespectrales y seguimiento de objetivos en la superficie.

2) Utilización de sextantes espaciales para localizar la latitud y longitudde objetos, con una precisión de más o menos 10 km.

3) Discriminación de barcos y submarinos propios y ajenos.

4) Observación de maniobras militares terrestres con sensores ópticospara apoyar comandantes en batalla.

5) Identificación de objetos espaciales soviéticos que pongan enpeligro equipo espacial y terrestre de Estados Unidos.

6) Observaciones geológicas para optimizar los movimientos de equipopesado y tropas en tierra durante una guerra.

7) Uso de aparatos ópticos manuales para adquirir, observar eidentificar blancos móviles y estacionarios.

8) Observaciones con instrumentos ópticos manuales de lanzamientosde misiles terrestres y submarinos.

9) Presencia de un meteorólogo militar para apoyo durante lasbatallas.

10) Estudios ionosféricos y aurorales para apoyar la selección deequipos y sistemas de armamento estratégico y comunicaciones parauso en batalla.

11) Uso de designador láser de objetivos para adquirir, seguir y ayudara destruir blancos durante una guerra.

Como decíamos, los belicistas aseguran que todas estas actividades se

realizan ya a bordo de la estación Mir; pero si recordamos también quecon argumentos similares fundamentaron el desarrollo de diversossistemas militares como los bombarderos estratégicos, los portavionesnucleares y los submarinos misilísticos nucleares, y otros más, cabe laduda sobre su veracidad.

Desde el punto de vista de los países en desarrollo y subdesarrollados,los grandes gastos incurridos por las superpotencias en el



armamentismo espacial resultan cuando menos insultantes; además,este tipo de programas son financiados, principalmente, con la ventade armamentos a estos países que son, paradójicamente, el mayormercado militar; por lo anterior, las actividades belicistas a juicio demillones de personas son las que impiden un desarrollo más justo de lasociedad. Algunas cifras adicionales de la actividad belicista en elmundo son: a) en los arsenales de las potencias nucleares existen,según el CIPRI (Instituto de Estudios Militares y Sobre la Paz, enSuecia) cerca de 70 000 ojivas nucleares, es decir, 1 250 000 bombascomo las lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki; b) más de la mitad delos físicos e ingenieros de la humanidad trabajan en tecnología bélica;c) se gastan cerca de 35 000 millones de dólares al año en eldesarrollo de nuevo armamento. Estas cifras son tan asombrosas, queel común de la gente aparta de su conciencia el significado real delgasto en armamento. Aun más, hacen que los que trabajan en eldesarrollo del armamento mundial, generen un cinismo especial, parano pensar en las repercusiones de lo que hacen. Para evitar

racionalizar sobre el producto de su trabajo, estos millones deindividuos preparados adoptan seudoargumentos de corte sencillo, quesi analizáramos con algo de detenimiento, demostraríamos fácilmentesu absurdo. De todo esto resalta la importancia de los planteamientosde desarme que surgen; en particular, es necesario recalcar unacreciente propuesta en cuanto a que los gastos en armamento sevayan redirigiendo hacia el desarrollo más justo de todos los países, yaunque no faltará quien identifique como utópicos estosplanteamientos, creo que las mentes verdaderamente civilizadas deeste planeta nunca han hecho un planteamiento más lógico yhumanitario.

MATERIALES AEROESPACIALES

La industria aeroespacial ha generado una gran cantidad de materialesnuevos, cuya utilización rebasa claramente los propósitos originales.Recordemos, para situarnos de nuevo en este campo, que fueron lasactividades espaciales las que impulsaron la miniaturización de loscircuitos electrónicos (como los microprocesadores, diodos ymicrocomputadoras) hoy presentes en cualquier lugar del planeta.Tampoco es casual que sea en el ambiente de microgravedad donde sevislumbre el laboratorio del futuro que producirá materiales aún hoyinimaginables. Entre los materiales novedosos que podemos esperar

en el futuro próximo, debemos mencionar los metales porosos, losmateriales compuestos, las cerámicas reforzadas por fibras, lasestructuras laminares de aluminio, cobre y carbono epoxi, el teflón ylas fibras de vidrio; estas últimas, por ejemplo, tuvieron unaprovechamiento rápido en la fabricación de lanchas y barcos depesca, y hoy día se comienzan a utilizar en los llamados materiales"inteligentes", éstos constituidos principalmente por fibras de carbono,kevlar o mylar, inmersos en termoplásticos, pero también una fibra de



cada 100 es una fibra de vidrio, o más propiamente dicho, una fibraóptica, por la que se hacen viajar señales de luz. Estas señales nospermiten diagnosticar el estado de fuerzas internas que ocurren enestos materiales durante su fabricación, tratamiento térmico ydesempeño práctico; se les llama "materiales inteligentes", por lapropiedad que tienen de aprovechar los fenómenos de propagación dela luz dentro de una fibra, en función de las tensiones y deformacionesde las piezas terminadas. El descubrimiento de estas propiedades delas fibras ópticas proviene de las experiencias ocurridas durante suestudio en el laboratorio, e instalación como cables de transmisión deteléfonos. Los cables de fibra óptica posibilitan el mayor flujo deinformación conocido hasta la fecha en cualquier sistema decomunicaciones, y esto se debe a las altas frecuencias a las que sepropaga la luz, en comparación con las ondas de radio o lasmicroondas. Esto ilustra de nuevo cómo de una actividad surgensoluciones a problemas científicos o tecnológicos ajenos. A pesar deque estos materiales apenas han comenzado a surgir, la tremenda

ventaja de conocer los esfuerzos internos de un material, durante lasdiversas solicitaciones o demandas mecánicas a las que es sometidocuando se utiliza, asegura que en el futuro escucharemos cada vezmás sobre estos nuevos materiales.

En cuanto a los metales porosos, su principal atributo es la posibilidadde bajar su temperatura exterior, con base en procesos detranspiración, tal como lo hace el cuerpo humano, que evapora varioslitros de agua al día durante un día caluroso, precisamente con elobjeto de bajar su temperatura. Pero volviendo al materialaeroespacial, patentado con el nombre de Lamilloy en una de susprimeras versiones, que se espera utilizar por primera vez en lasección de más alta temperatura dentro de un turborreactor, que esdonde se inyecta el combustible encendido, acompañado de aire apresión. Para impulsar una aeronave, los gases se expanden yexpulsan, generando el efecto de empuje por reacción. Con este tipode materiales porosos se puede incrementar la temperatura a la quese quema un combustible; la temperatura se podrá acercar hasta al80% de la temperatura estequiométrica mencionada. Al transpirarcontinuamente cada una de las aspas de los ventiladores de la turbina,las aleaciones porosas podrán mantener sus características de rigidez yresistencia a pesar de encontrarse en un ambiente en el que sefundirían si faltara el enfriamiento. Con este desarrollo de la técnica

metalúrgica se esperan aumentos de rendimiento de entre 20 y 35%,lo que se reflejará también en el ahorro de combustible enproporciones similares.

Hemos descrito ya cómo las fibras de diferentes materiales puedencombinarse con termoplásticos para formar piezas de alta resistencia ybajo peso. Sin embargo, uno de los materiales más socorridos parasustituir el uso de placas (por su peso), se elabora por medio de dos



delgadas láminas de material compuesto, entre las cuales se colocauna ligera estructura de aluminio con celdas hexagonales, querecuerdan inmediatamente un panal de abejas. En la figura 29mostramos un esquema de este material. No es posible sólo connúmeros informar sobre las notables propiedades de este material encapas, tres veces más rígido que aceros especiales; la meraexperiencia de sostenerlo entre las manos, intentando torcerlo odoblarlo, aun con ayuda de una rodilla, es impresionante, cuandomenos para quienes aprecian las sorpresas. Las fibras de refuerzo deeste material pueden ser de carbono, Nomex, Kevlar, Cuarzo y Mylar,y presentan ventajas adicionales, como la inmunidad a la corrosión, lafacilidad de repararlo con equipo portátil, y el ser impermeables acualquier líquido.

Figura 29. Esquema de material emparedado, en el cual una estructura ligera

separa dos capas de alta rigidez.

Si bien hemos mencionado que estos materiales se utilizan desde hacealgunos años en los equipos aeroespaciales militares, una compañíaque fabrica pequeños aviones a reacción para ejecutivos, ha iniciado laproducción civil de aeronaves fabricadas en un 90% con estosmateriales. Su elaboración implica primero dar a las piezas su formafinal, y luego se calientan a 250ºC; simultáneamente se aumenta lapresión dentro del horno para evitar que se generen problemas dedelaminación, por burbujas de aire atrapadas en el material

multicapas; algunos hornos trabajan al vacío. Sorprende un poco elhecho de que a pesar de que estas naves son las primeras fabricadascon una casi total ausencia de metales, sus precios sean, aun los delos primeros modelos, competitivos con sus equivalentes metálicostradicionales.

Para asegurar que las piezas fabricadas queden libres de burbujas, lamisma compañía inventó un proceso para visualizar el tamaño y laforma de las burbujas. Dicho proceso consiste en lanzar un pequeño



chorro de agua, con ciertos aditivos que aumentan su capacidad demojar el material, en dirección perpendicular a la superficie; del otrolado, en el mismo punto, se hace incidir otro chorro de agua; elprimero de los chorros (el vibratorio) transmite pulsos que hacenvariar la presión de agua a frecuencias ultrasónicas, más de 20 000veces por segundo, mientras que el segundo está equipado consensores que detectan el paso de los pulsos ultrasónicos del primero através del material. Los chorros de agua barren la superficie delmaterial y los datos de velocidad de transmisión de las ondasmecánicas, causadas por el chorro vibratorio se almacenan en unamemoria de computadora; después, con técnicas similares a las delprocesamiento de imágenes de satélite por computadora, sereconstruye un mapa de la superficie usando diferentes colores pararepresentar las distintas velocidades de propagación; de esta manerase identifica la gravedad de los defectos que puede tener el material.

Los materiales multicapas son sometidos además a pruebas

experimentales de fatiga (que en los aviones equivalen, por ejemplo,al desgaste ocasionado por vibración de las alas y los ciclos depresurización) doblándolos y desdoblándolos millones de veces,proceso que se interrumpe para observar la evolución de los defectosque causa la fatiga. Estas son pruebas de laboratorio necesarias paraanticipar la vida útil de estos materiales; además, con este mismoobjetivo, se someten también a ciclos de calor, frío y humedad,precedidos por inmersión total en agua, lo que permite estimar en uncorto plazo las acciones de los drásticos cambios ambientales a los queserán expuestos.

Aparte de los sensores basados en fibras ópticas inmersas en los

termoplásticos, también se han desarrollado sensores de presión,vibración y deformación del tamaño de una tarjeta de crédito. Éstos seadhieren a las paredes internas del fuselaje y las alas, y se usan pararealizar estudios aerodinámicos y estructurales en los prototiposfabricados por esta compañía. Además, se ha colocado este tipo desensores bajo los mosaicos cerámicos que protegen al transbordadorespacial de las altas temperaturas que causa la fricción durante elregreso a la Tierra. Estos sensores cubren los intervalos de presióngeneralmente encontrados en aerodinámica, así como las vibraciones ydeformaciones comunes al vuelo de una aeronave, lo que hace de losprototipos verdaderos laboratorios aerodinámicos en pleno vuelo.

En cuanto a la metalurgia y, en particular, a la utilización de nuevosmetales para la industria aeroespacial, creo que resultará ilustrativoenterarse de los siguientes antecedentes: en 1880 el 96% de laproducción total de metales correspondía al hierro y a los aceros quecon él se fabrican; unos 50 años después, esta cifra había cambiadosólo en 1.5%; ahora bien, la introducción de aviones fabricadostotalmente de metal, a finales de la década de 1930, aumentó tambiénla utilización de metales diferentes al acero, principalmente aleaciones



de aluminio y magnesio. De la producción de acero, 25% es consumidopor la corrosión, por lo que la vida útil de este metal es de cerca de 35años, con lo que es evidente que lo deseable es sustituirlo o añadirlenuevos elementos que aumenten su rendimiento y vida útil. Sinembargo, como las cifras indican, no estamos ni siquiera cerca deabandonar la utilización del hierro; las investigaciones recientesencaminadas a mejorar las propiedades de los aceros, en particular lostratamientos radiactivos del hierro con base en neutrones, imprimen aeste metal propiedades completamente nuevas, inesperadas,sorprendentes y útiles, además de que la introducción de acerosinoxidables y tenaces ha mejorado mucho su aplicabilidad.Adicionalmente, es tal la inversión mundial en plantas de producciónde acero, que nadie se propondría derribarlas, por las promesas de losnuevos materiales.

Aparte de los aluminios aeroespaciales el cambio más importante en lametalurgia aeroespacial se está dando con la aplicación del titanio, y

en mucho menor proporción, del circonio. El primero es muyabundante en la Tierra, llega a formar 0.6% de la corteza terrestre.Sus propiedades en relación con los aceros lo hacen particularmentenotable: a) presenta una resistencia del doble de los aceros tenaces;b) es relativamente más ligero, pero, sobre todo, tiene una resistenciaa la corrosión que resulta para todo fin práctico, eterna. Además, supunto de fusión es de cerca de 1 725 º C: supera en esto al acero por

200ºC aproximadamente. Es también curioso enterarse de que,aunque este metal fue descubierto como óxido hace poco menos de200 años, la primera producción ya como metal se dio después definalizar la segunda Guerra Mundial. En 1948 se produjeron sólo 10

toneladas, mientras que apenas siete años después se producían ya 20000 toneladas y la producción de 1986 alcanzó las 87 000 toneladas.

PROGRAMAS ESPACIALES DE OTROS PAÍSES DESARROLLADOS

Ya nos hemos referido a los programas y actividades espaciales de lasdos superpotencias. En esta sección quisiéramos incluir, aunque seabrevemente, algunas de las actividades espaciales de otros paísesdesarrollados que tienen mucha importancia porque abarcan un grannúmero de programas que veremos florecer en el futuro.

Hemos mencionado la importancia económica que para Europa tienenlas actividades de los países de la Agencia Espacial Europea, y aunqueno sea posible cubrirlas en detalle, sí es importante dar a conoceralgunos de sus principales logros. Hoy en Europa se estánmultiplicando las actividades espaciales. En 1965 los francesescolocaron su primer satélite en órbita, pero el verdadero impulso de laactividad europea se dio en el momento en el que tuvieron una seriede lanzadores propios.



Además de los antecedentes teóricos de Oberth y las posterioresexperiencias bélicas de W. von Braun, debemos mencionar eldestacado trabajo del ingeniero francés Robert Esnault Pelterie,miembro de la Academia de Ciencias desde 1936, quien inventó elmotor radial de aviación y el control de vuelo con base en el bastón demando. Éste se llegó a interesar tanto en la cohetería y laastronáutica, que en 1930 publicó un libro llamado La astronáutica, donde trata algunos de los aspectos ya conocidos por nosotros a lolargo de este trabajo. Casi desde principio del siglo, se dio cuenta delfuturo de la propulsión nuclear, y una anécdota nos muestra sudedicación directa al tema coheteril: perdió cuatro dedosexperimentando con tetranitro metano como combustible. Este notableingeniero, al igual que Oberth para Alemania, puede ser considerado elpadre de la astronáutica francesa.

Además de la ya mencionada repercusión de la cohetería europea,basada en los modelos Ariane I a V, en el mercado comercial de

lanzamiento de satélites, es importante señalar que este propulsor fuedesarrollado por la Sociedad Europea de Propulsión (SEP), en la quecolaboran cercanamente Francia, Alemania y otros, como antes,Inglaterra.

Hoy las actividades espaciales europeas se adentran en múltiplescampos: nuevos servicios de comunicaciones, preparación de laestación espacial Colón, satélites autónomos y recuperables,investigación de materiales en microgravedad, efectos de lamicrogravedad en humanos —en particular estudios sobre el SV desarrollados a bordo del laboratorio espacial europeo SPACELAB, puesto en órbita por el transbordador—, protección de los sereshumanos a la radiación cósmica, resistencia de microorganismos a lascondiciones espaciales, previsión climática, cartografía antártica,exploración geológica y geofísica, desarrollo de infraestructura nacionalbasada en observaciones espaciales, mediciones de los movimientosde la corteza terrestre con una precisión de centímetros, fuentesextraterrestres de rayos X (proyecto ROSAT y HEXE), estudio de fuentesinfrarrojas astronómicas, exploración de los planetas gaseosos y otrasmás.

En cuanto a las políticas espaciales, haremos referencia en particular ala de la RFA, confiando en que los elementos clave que mencionamos;

son parecidos a los demás miembros de la Comunidad Europea: 1)fomento a la investigación básica y aplicada; 2) búsqueda deaplicaciones de tecnología espacial para aprovecharla en el desarrollogeneral de sus países; 3) apoyo a la capacidad de competitividadinternacional de su industria espacial; 4) mejoramiento de lacolaboración internacional y, de particular interés para nosotros, 5) ayuda a los países en desarrollo en sus propias tareas de desarrollo.



Los puntos capitales de dicha política espacial pueden dividirse en dos:la investigación extraterrestre (ciencias biomédicas y astronómicas) yla investigación espacial hacia la Tierra (el estudio de las zonaspolares, mapas de zonas inexploradas, la oceanografía, la exploracióny descubrimiento de recursos, estudios atmosféricos que incluyen lasupervisión ambiental, y satélites para apoyar la navegación). Entresus programas exploratorios sobre el aprovechamiento del espaciodestacan los usos de la microgravedad para obtener sustancias activas(como fármacos totalmente nuevos) y desarrollar la tecnología paraproducirlos; el programa para desarrollo de nuevos materiales ytecnología de procesos, así como el de biotécnica.

Queda claro que este tipo de programas busca una mayorindependencia espacial respecto a las superpotencias y, a juzgar porlas relaciones que tienen los organismos espaciales de cada país conlos diversos ministerios de sus gobiernos, no sólo coordinan lasinvestigaciones técnicas y científicas del espacio, sino que además

sirven como punto de contacto con la política industrial del gobierno.ESTADO COMPARATIVO

México carece de un programa que impulse su desarrollo aeroespacialy, lo que es más grave, de una política que defina el estado deseablede nuestra competencia en este campo. Por consiguiente, al igual queotros países, avanzados o no, su participación en actividadesespaciales y aeronáuticas se limita a dar respuesta a situaciones quese presentan sin invitación: no se controlan ni dirigen los esfuerzos demanera congruente con un plan para forjar conscientemente el futuro.La ausencia de un programa y de una política aeroespacial se debe, a

mi juicio, a un desconocimiento de la capacidad que la ciencia ytecnología espacial tienen para fomentar el progreso general de lasnaciones, y en particular, a la errónea percepción de que lasactividades espaciales son un lujo exclusivo de países tecnificados. Sinduda, el argumento más frecuente en contra es el de la falta derecursos, pero no creo que eso refleje la realidad, pues sí se han hechoinversiones nada despreciables en temas aeroespaciales, con pocos onulos resultados, pero sin la coherencia, seriedad y continuidad querequiere cualquier programa estratégico de este calibre. Sabemos quepaíses similares al nuestro han avanzado notablemente en estadirección, como la India y Brasil, que comparten con México una cierta

desorganización económica y social y la presencia de una comunidadcientífica bastante capaz, en comparación con la de otros países endesarrollo.

Los casos citados quizá pueden explicarse porque su actividad espaciales fruto de sus políticas militares que nulificaron las consideracionessocioeconómicas. Ambos países iniciaron su actividad espacialincursionando en el desarrollo de cohetes lanzadores de uso militar, ygobiernos subsecuentes, más sobrios y acordes con una política de



desarrollo social, redirigieron estas actividades a objetivos civiles,como los de comunicaciones, teledetección de recursos y metereología,por ejemplo. En nuestro caso la cercanía de una gran potencia espacialnos inclinó quizá a pensar que tal desarrollo acabaría por trasponer lasfronteras y nos haría partícipes automáticamente. Pero la realidad,siempre tan implacable, es que la tecnología se atrinchera y no pasalas fronteras tan fácilmente como lo hacen las ideas frívolas de uncantante, o una moda de ropa o peinado.

Es evidente pues que cualquier desarrollo científico o tecnológicotendrá que venir principalmente de nuestros propios esfuerzos yprogramas, y pasaríamos del campo de los inocentes al de los tontos siesperáramos lo contrario. Sin embargo, la colaboración seria y, sobretodo, desinteresada debe ser siempre bienvenida y fomentada. Conalgunos ejemplos hemos ilustrado ya la importancia de la cooperacióninternacional.

Analicemos qué requerimos para un desarrollo en aspectos espaciales:lo primero, y más evidente, son los sistemas coheteriles para llegarcon nuestra carga útil a la órbita terrestre. Que cada país desarrollesus propios lanzadores es caro y poco práctico. Actualmente sonmuchos los países. que tienen ya capacidad de lanzamiento a la órbita;a pesar de los recientes accidentes con el transbordador espacial deEstados Unidos, y con el Ariane europeo durante 1986 y 1987, losesfuerzos, por ejemplo, de la URSS, demuestran la importancia queeste país pionero atribuye a la potenciación del cosmos y al instaurar,entre todos los países con capacidad espacial, una organizaciónespacial mundial, similar a la que se ocupa de la salud desde la ONU. Nuestros medios para llegar con una carga a órbita, no son pues unesfuerzo tardío y aislado, es el de la cooperación internacional condiversos países dispuestos a ello, hay que evitar una sola relación, yaque esto aumenta nuestra dependencia.

El segundo argumento a favor del desarrollo de un programa espacialmexicano es que esto nos daría la posibilidad de alcanzar tecnologíasavanzadas y conocimientos prácticos para una producciónespecializada: a lo largo de esta obra se han dado numerosos ejemplosde cómo la actividad espacial ha fomentado el avance de camposafines a muchas otras actividades de importancia económica; siretomamos el ejemplo de los materiales nuevos, es evidente que en el

futuro se requerirá de una utilización más racional de los materialespara construir equipos científicos, tecnológicos y de producción; en esadirección, en los estudios espaciales mexicanos se deberá incluir elfomento a la metalurgia, particularmente la no ferrosa, pues, como lodemuestra la práctica de las actividades espaciales en paísesavanzados y en desarrollo, los equipos modernos requerirán demateriales que presenten ventajas en sus relaciones de resistencia-peso y rigidez-resistencia, como ejemplifican las aleaciones dealuminio-litio, las de titanio y también para ciertos casos, las de



circonio; todos ellos materiales abundantes en la amplia gama derecursos naturales de nuestro país.

El prestigio internacional derivado de la conducción de programasespaciales adecuados a las condiciones de cada país es un aspecto queno debe descuidarse. México, como otros países similares, busca

entrar al siglo XXI con la imagen, respaldada ampliamente por loshechos, de un país con autodeterminación, lo que implicanecesariamente que el país respalde su pleno desarrollo integral conuna actividad seria en campos considerados estratégicos dentro de laciencia y la tecnología, en vista de su considerable potencialeconómico. Asimismo, un programa espacial nacional sería una de lassemillas de la integración tecnocientífica latinoamericana, que nopuede dejar de ser considerada, sin pagar por ello el costo implícito depermanecer en el subdesarrollo.

Otro argumento de importancia se refiere al ejercicio de nuestra

soberanía, que depende, en los aspectos técnicos, del conocimiento denuestros propios recursos, que hoy en día se pueden estudiar demanera más rápida, precisa y racional desde el espacio o por medio detécnicas de origen espacial.

El impulso que imprimen las actividades aeroespaciales a una ampliagama de proyectos, ajenos en principio a este tema, es en sí uno delos argumentos con más significado. En la última década se hanidentificado varios campos prioritarios para el desarrollo de un país;entre ellos hay una serie de actividades cuyo origen puede el lectorasociar fácilmente con muchos de los diversos proyectos deinvestigación espacial de otros países, concretamente con el desarrollo

de nuevos materiales, la microelectrónica y computación, labiotecnología, la exploración de recursos, las comunicaciones porsatélite, las fibras ópticas, y con la aeronáutica, entre otros. Desdeluego el desarrollo de estos campos no puede basarse exclusivamenteen un programa espacial; cada uno de ellos debe impulsarse demanera consiente según la necesidad; sin embargo, la prácticademuestra que los avances tienen su origen en los grandes proyectosmultidisciplinarios, como lo fue el Apolo para la exploración lunar, yque hoy se simbolizan con la serie de esfuerzos encaminados a laexploración del planeta más parecido al nuestro: Marte.

HERRAMIENTAS DE RECUPERACIÓN

A estas alturas de la revolución tecnocientífica, sería un error deimpredecibles consecuencias quedar al margen del desarrollo espacial.En las llamadas "ciencias de la microgravedad" sólo hay que ver losprimeros resultados de estas investigaciones, para identificar unaciencia que aun estando en formación, proporciona, y con todaseguridad lo hará en el futuro, resultados útiles para el progreso deése y muchos otros temas de interés práctico y científico. La



investigación espacial no es un tema de moda (eso ya pasó); se perfilahoy como una herramienta con potencial comprobado en la producciónde materiales muy especiales, como en el ya mencionado caso de losfármacos y aleaciones de características extraordinarias, que dependendirectamente de una o de varias de las condiciones presentes en lafabricación espacial.

Por el lado de los recursos humanos calificados, el país cuenta ya consuficientes investigadores e ingenieros, principalmente en susuniversidades y centros de investigación, para abordar un modesto yútil programa espacial, con objetivos centrados en, por ejemplo, labúsqueda de nuevos conocimientos, la captación y aplicación detecnologías aeroespaciales a problemas de índole muy variada, queincluya además una valiosa formación de equipos de profesionistas,acostumbrados al hábito de buscar el mejor diseño y a innovar,cumpliendo con las más estrictas normas de calidad internacional.

Algo menos tangible, en el campo de las ideas, afecta concretamentetambién los planes para utilizar la ciencia y la tecnología en todo sucaudal en nuestros países: su identificación como una actividadimproductiva, aunque seria, pero vista como un oficio privilegiado yreservado a las mentes superdotadas, que excluyen al resto de lasociedad de saber para qué sirve su trabajo, y del aprovechamiento delos resultados. Estos conceptos incorrectos, pero firmementearraigados, no sólo limitan el acceso al conocimiento de mentes

jóvenes y más prácticas, sino que provocan el aislamiento de unaactividad tan importante como la ciencia de otras actividades socialesbásicas como la industria, con lo que se desperdicia una condiciónnecesaria para su progreso mutuo. Estas concepciones, que mantienen

alejadas a la ciencia y a la tecnología avanzada de la industria, tienenun efecto negativo adicional: la acumulación de industrias atrasadas yde baja productividad, hecho que aletarga al sistema económicogeneral del país y sus posibilidades reales de desarrollarse, y hasta desobrevivir en el mundo moderno, caracterizado por una duracompetencia.

Asimismo, limitando las actividades que pudiera desarrollar nuestropaís, está el hecho de que la información aeroespacial presentada alpúblico no se orienta a la comprensión del potencial benéfico que estaactividad conlleva. Antes por el contrario, el manejo frívolo y

personalista de esta información parece corroborar y fortalecer lavisión de que éstas no son actividades necesarias ni propias de nuestropaís. Es muy frecuente en nuestro medio encontrar que un altoporcentaje de ciudadanos no tienen ni idea de la necesidad de realizarinvestigaciones y estudios espaciales (resultado del tipo y la forma enque esta información se presenta al público). Existen otras dificultadesque impiden que la población juzgue correctamente las ventajas deproyectos tecnocientíficos, aun cuando sean sensiblemente cercanas acada ciudadano, como el caso de la investigación biomédica.



Acentuando la situación, actúa otro tipo de factores que provienen dela baja escolaridad de la mayoría de la población. Estos factores semanifiestan con las siguientes carencias generalizadas: un muy bajoporcentaje de la población conoce las ventajas de utilizar y fomentaruna mentalidad cuantitativa, es decir, la gente incurre encomparaciones demasiado vagas para ir formando una opinión objetivasobre muchos campos. Esto se puede explicar de manera mas clarapor medio de una serie de ejemplos: la mentalidad cuantitativa semanifiesta en la apreciación comparativa de diferentes medidas, pormedio de cantidades, como "tantos por ciento"; la gente sabe que haymuchos mexicanos sin hogar, pero no se preocupa por saber o difundirqué porcentaje de mexicanos no tiene hogar. Estas cantidades son lasque permiten actuar, ya que neutralizan las contraopinionesirresponsables, como la de "es que no trabajan". Tampoco se hanaprovechado los múltiples medios de comunicación, en particular latelevisión, para familiarizar a nuestros ciudadanos con el manejo degráficas, que muchas veces pueden sustituir una discusión complicada;

aquello de que una imagen vale más que mil palabras se manifiestaclaramente con el ejemplo de las gráficas. Se utiliza poco también elexpresar la distribución de sucesos en el tiempo, que si bien se empleamucho en las ciencias e ingenierías por medio de distribucionesestadísticas, ni los científicos ni los ingenieros nos hemos preocupadopor aprovechar las oportunidades de difusión para acostumbrar a lapoblación paulatina, pero continuamente, a la comprensión y uso deeste tipo de representación abstracta. En muchos casos, se podríautilizar también la analogía y la comparación de costos de diferentesactividades para que la gente capte con claridad el significado de lascifras, sobre todo cuando éstas van acompañadas de más de seis

ceros. Decir en televisión que se invirtieron 63 000 millones de dólaresen el programa espacial estadunidense entre 1958 y 1972, para lagran mayoría explica muy poco. Sin embargo, si se expresara estamisma cantidad en el número de viviendas, escuelas, hospitales ycentros culturales que se podrían construir con esa suma, a nadie lequedaría duda de lo que significan verdaderamente esas cantidades.

Lo más sorprendente de todo esto es que no existe ningún argumentoen contra de impulsar la mentalidad cuantitativa en la población, puesse tienen los medios, particularmente los canales televisivos culturalesque existen —y los que se podrían iniciar con el uso de lostranspondedores latentes del Sistema Morelos de Satélites— para

fomentar este importante aspecto de la percepción de la realidad.Desde luego existen algunos hechos que demuestran la presencia depersonas conscientes de la capacidad de la televisión para educar; sinembargo, es necesario hacer de esta actividad una política fomentadapor todos los sectores sociales.

Refiriéndonos de nuevo a los aspectos aeroespaciales, brilla por suausencia la expresión, ya no de una política nacional sobre la



investigación espacial, sino siquiera la de una expresión ponderada delos beneficios que este tipo de actividades tendrían para el país.México, repetimos, no es ajeno a las actividades espaciales. Una parteimportante de la actividad económica del país está basada en losdiversos equipos en órbita. A lo largo del libro se ha hablado de lautilización de los satélites de comunicaciones que vinculan por primeravez a todo el país, de los satélites meteorológicos que, en combinacióncon el sistema climatológico mundial (que incluye de 15 000 a 20 000estaciones terrestres), nos permite aprovechar esta información enactividades tan importantes como la agricultura, la pesca y, hastadonde cabe, en prevención de desastres. Asimismo, los satélites depercepción remota, y las imágenes que éstos proporcionan, estánsiendo utilizados a un mínimo de la capacidad que nos corresponde; enla gran mayoría de los casos, los costos asociados con las imágenes yaun la fabricación de satélites de este tipo, quedan plenamente

justificados por los efectos económicos favorables que esta informacióntiene (que superan de decenas a cientos de veces los costos del

estudio).

Por último, cabe recordar otro de los aspectos centrales de este libro,que se refiere a la conducción de experimentos en microgravedad. Estees un campo que apenas comienza a dar frutos, y éstos son todavía denaturaleza especializada, por lo que es más difícil evaluarlos encomparación con las tres actividades mencionadas arriba. No obstante,estamos a muy buen tiempo para entrar en este nuevo campo, cosaque ya hemos hecho y continuaremos, pero enfrentando un futuro algoincierto la próxima década.

EL INVESTIGADOR ESPACIAL EN MÉXICO

La mayoría de los investigadores en nuestro país trabaja en un temaen el que no se cuestiona la necesidad de la propia disciplina, ésta esaceptada como útil. En el caso de los investigadores espaciales, sólouna parte se acepta como justificada: la que se refiere a sus aspectosgeofísicos, planetarios y astronómicos, que además ya han alcanzadotradición seria y robusta.

Para dedicarse a los aspectos más aplicados de la ciencia y latecnología espacial, como los satélites de investigación, losexperimentos en microgravedad y la fabricación de materiales en elespacio, el marco de referencia y de evaluación cambiasustancialmente. Se carece de una tradición, que en nuestro mediopuede tomar muchos años forjar.

Así pues, el establecimiento y homologación de esta actividad al nivelde otros temas asociados, como la geofísica y la astronomía,dependerá de su desempeño inicial y de la seriedad de sus esfuerzosen los próximos años. Evidentemente, también dependerá del apoyofinanciero que reciba esta área, pero este aspecto no es el más



importante, ya que, en general, es posible definir proyectos queencuentren suficiente financiamiento, cuando éstos justifican suexistencia por su relevancia y potencial, aunque se consuma muchotiempo en lograrlo.

Un punto que adquiere particular importancia en tiempos de crisis

económica, es la imagen que de los investigadores espaciales tienenlos comités de evaluación de los investigadores, ya que de lapercepción que tengan de la relevancia y seriedad del trabajo espacial,resultan las remuneraciones adicionales, y los apoyos que paraintentar sostener el salario se han instituido dentro y fuera de lasdependencias de investigación en México. Si, como buena parte de lapoblación, perciben el tema espacial como un lujo, propagandístico yajeno a las necesidades nacionales, su evaluación resultaráconsecuentemente limitada. Esta situación afecta, por factoresmeramente económicos, el interés de nuevos investigadores paradedicarse a éste y otros nuevos campos. Aquí también afecta la

carencia de una política espacial nacional, enrareciendo aún más laatmósfera donde se intentan actividades de vanguardia como éstas.

Por lo pronto y en el futuro cercano, los que ahora dedicamosesfuerzos para introducir la investigación y desarrollo de la ingenieríaaeroespacial, nos encontramos ante autoridades y comités quedesconocen la importancia de adentrarnos en el campo aeroespacial ypagamos, como también se paga en los casos de otros camposrelativamente nuevos, con remuneraciones inferiores a la que tienenacceso aquellos que laboran en campos con mayor tradición y mejorcomprendidos, más "científicos", digamos, menos "tecnológicos".

Aparte de no existir en el país personas capacitadas para evaluar conconocimiento de causa a los investigadores y proyectos aeroespaciales,tampoco existe todavía un gremio o escuela con presencia académicasuficiente, por lo que los contactos con investigadores del tema sereducen a esporádicas pláticas con académicos de otros países,quienes, habría que anotar, no siempre sitúan sus consejos ysugerencias en el contexto de la realidad de un país en desarrollo. Esteproceso de adaptación reduce aún más, para los investigadores depaíses en desarrollo, el principal recurso contra el que se mide elavance de un tema: el tiempo.

LA ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO ESPACIAL

Se ha señalado en diversas secciones del libro la necesidad deenmarcar el trabajo de investigación espacial dentro de un programanacional; sin embargo, al no existir todavía siquiera una políticaespacial, los investigadores interesados en nuestros temas nos hemosvisto obligados a organizarnos bajo los auspicios de alguna instituciónsólida. Como es natural, en un país que vive una centralización de lasfunciones de investigación, se tomó como sede la Universidad Nacional



(UNAM) pero sin excluir interesados de otras instituciones, como elPolitécnico (IPN), el Instituto de Investigaciones Eléctricas, etcétera.En junio de 1985 se formalizó con la rectoría de la UNAM el GrupoInterdisciplinario de Actividades Espaciales (GIAE), que veníafuncionando esporádicamente desde más de un año antes. El GIAE

quedó adscrito a la Coordinación de la Investigación Científica de laUniversidad, y sin contar con instalaciones ni personal propio, funcionacon investigadores prestados de varios institutos de investigación yfacultades, dentro y fuera de la UNAM.

Entre los objetivos más importantes del GIAE, está el de fomentar laautodeterminación y crear una autosuficiencia creciente en la materia.Como es lógico, sus vínculos no sólo rebasan a la Universidad, sinoque incluso se ha realizado una labor fuera del país. Así, el GIAE haconcertado convenios de colaboración con países como Brasil y la Indiapara desarrollar proyectos conjuntos, y hemos continuado losesfuerzos para incluir a Argentina, la URSS y la Agencia Espacial

Europea (ESA), además de que planeamos proseguir el trabajo iniciadoen 1985 con la NASA de Estados Unidos. La diversidad de nuestrasrelaciones responde a la necesidad de mantener la autodeterminaciónque consideramos indispensable en un trabajo de carácter estratégico,aparte de que ello aumenta nuestros márgenes de operación y reducela vulnerabilidad de nuestros proyectos: a pesar de la corta vida el GIAE, ya vivió una primera experiencia al quedarse en tierra, cuandomenos tres años, su equipo listo para vuelo con la suspensión devuelos del transbordador estadunidense. Se estima que los equipos deinvestigación futuros, a la luz de los convenios ya concertados o entrámite, contarán con varias alternativas para subir instrumentos al

espacio y en muchos casos para recuperarlos de la órbita.

CONTEXTO SOCIOECONÓMICO DE LA INVESTIGACIÓN ESPACIAL ENLATINOAMÉRICA

Ningún programa de investigación y desarrollo puede darse al margende la situación social y económica de un país; más aún cuando lospaíses están inmersos en una crisis económica para la cual no parecehaber programas de recuperación claros y contundentes. En AméricaLatina, cualquier actividad nueva o que implique gastos considerablesdebe ser analizada en cuanto a su potencial en el contexto de la deudaexterna, y en el de los programas políticos, que si bien varían de país a

país, comparten en el caso de Latinoamérica el mismo interés: sacar asus países del subdesarrollo y encaminarlos en la vía del crecimientoeconómico estable.

Para finales de 1987, la deuda de Latinoamérica alcanzaba cerca de500 000 millones de dólares (casi 8 programas espaciales de EstadosUnidos), de los cuales 114 000 millones correspondían a Brasil, 105000 millones a México, y casi 50 000 millones a la Argentina. Según



estimaciones de diversas fuentes, para el año 2000 el total de la deudade Latinoamérica alcanzará de 650 a 700 000 millones de dólares, loque hoy día representa la deuda total de los países en desarrollo.Como todos sabemos, los pagos de la deuda se vuelven cada vez másdifíciles de saldar, al punto de que buena parte de los economistas,independientemente de su orientación ideológica, se acercanprogresivamente a la conclusión de que la deuda es impagable. Parailustrar este punto, podemos mencionar que de 30 a 40% del ProductoInterno Bruto (PIB) de México se dedica al mero pago de los serviciosque esta deuda devenga, por lo que con el porcentaje restante sevuelve cada vez más difícil invertir en programas que posibiliten elcrecimiento económico del país. Esta situación ha generadocondiciones de inflación que corroen rápidamente las economías de lospaíses en desarrollo.

Si bien en 1973 los intereses ascendían de 3 a 4% anual, para 1983esta cifra había subido de 22 a 23% anual; esta situación se debe

directamente a la desvalorización del dólar, que a su vez responde alintento por aumentar la competitividad de sus exportaciones, a suinflación y al aumento de cerca de 50% de los gastos militares que seacentuó desde que Reagan llegara al poder. El drástico salto deintereses anuales obliga a que los países de Latinoamérica inviertancrecientes cantidades del producto de sus exportaciones para pagosrelacionados con la deuda externa, sacrificando su propio crecimiento ypauperizando de manera creciente a sus sociedades. No es necesarioser economista para comprender que esta tendencia es insostenible.Tampoco se requiere ser un político muy hábil para comprender que lapoblación, en continua pérdida de su poder adquisitivo, pondrá, tardeo temprano, un alto a esta inaceptable situación.

Entre las soluciones que se manejan como posibles para dichasituación podemos destacar dos: primero, elevar la eficiencia de laeconomía y ampliar la capacidad de exportación; y el segundo se basaen una recomendación esgrimida por el Fondo Monetario Internacional,que sugiere abatir drásticamente el consumo y elevar los impuestos yprecios, con lo cual se viviría en un ambiente permanente de inflaciónincontrolada a hiperinflación. Por otro lado, la primera soluciónrequiere de una inyección de recursos a las industrias nacionales, locual implica poder dedicar parte de las ganancias de su exportación ala modernización, pero como decíamos, una vez que se cubren los

intereses, queda demasiado poco para realizar tan magna tarea.Como ejemplo de una medida económica concreta, podemosmencionar los casos de Brasil, que suspendió temporalmente el pagode servicios de la deuda. Una medida más radical y lógica fue tomadapor el gobierno del Perú, que limitó sus pagos de intereses a 10% delos ingresos procedentes de la exportación, con lo que en 1986 el PIB

creció a 8.5%, mientras que al año siguiente se mantuvo elcrecimiento en 7%, muy por encima de cualquier otro país de



Latinoamérica. Claro está, estos dos países, al proceder sin el apoyoconcertado de los demás deudores, sufrieron solos las contramedidasde los acreedores hasta doblegarlos. Esta medida sólo funciona cuandose actúa en concierto; entonces sí, la deuda se vuelve no sóloimpagable, sino también incobrable.

Adicionalmente al drástico salto de intereses, se ha dado un fenómenorelativamente nuevo en la economía mundial, caracterizado por laexportación de capital privado, de los países endeudados a los bancosde los países industrializados. Como ejemplo cabe mencionar el casode México, que desde 1976 hasta la fecha transfirió a las cuentasprivadas de los bancos de los países industrializados, principalmenteEstados Unidos, 53 000 millones de dólares, es decir que con esacantidad de capital que se fuga de la economía nacional se hubierapodido pagar la mitad de la deuda nacional. Como si esto fuera poco,en nuestros países se dan de manera más acentuada que en losindustrializados, niveles de corrupción que encarecen aún más el

capital utilizable para el desarrollo, y claro está, el dinero provenientede la corrupción fluye directamente hacia bancos que, como los suizosy estadunidenses, reciben capitales sin importar la legalidad de suprocedencia; por algo en las recientes manifestaciones en Europa encontra del Fondo Monetario Internacional, se mostraban mantasdiciendo no más blood money, dinero sangriento. Para asociar cifras alaspecto de la corrupción, podemos mencionar que, sólo en Argentina,los fraudes incurridos por banqueros, y directamente por las empresas(hoy día enjuiciados) costaron a la Argentina el 10% de su deudaexterna.

Tanto en México como en Brasil, las soluciones se refieren a una

combinación de las enunciadas al principio de esta sección. Por unlado, se dan programas de "modernización" y de incremento de lasexportaciones, y simultáneamente, se trata de complacer los dictadosdel Fondo Monetario Internacional, recortando el gasto público ypermitiendo el aumento incontrolado de los precios, a lo que algunostodavía llaman "poner en libertad las leyes de la oferta y la demanda".Sin embargo, las cifras dejan muy claro que ninguna de estas dossoluciones por sí solas, o combinadas, podrá permitir a los países salirde tan grande encrucijada; por lo que economistas de todo el espectropolítico están llegando a la conclusión de que se requiere, antes decualquier otra medida, un arreglo político entre deudores y acreedores:

es decir, regresan a las tesis básicas del "nuevo orden económicointernacional". Sobre el arreglo político las opiniones son tambiéndivergentes; abarcan desde la mencionada proposición de que ladeuda externa de los países en desarrollo es no sólo impagable, sinotambién incobrable, hasta las sugerencias de que la solución radica enabrir nuestras fronteras a la libre competencia de las transnacionales.Solución que encierra, por un lado, la pérdida de la industria nacionaldebido a su incapacidad de modernizarse en plena crisis y, por otro, la



consiguiente pérdida del control gubernamental de la economía. Porsupuesto que ésta es la solución que proponen los acreedores. Otroejemplo, en cuanto a los arreglos políticos para la salida de la crisis, esel novedoso plan de vender la deuda a cambio de bonos, respaldadosprincipalmente por el gobierno estadunidense, que supuestamentealigerarían la carga impuesta por los pagos, pero que además implicacompromisos que deben estudiarse detalladamente para evitar queafecten la soberanía económica de un país.

Otras sugerencias sobre posibles arreglos políticos flotan en elambiente; no obstante, si bien políticamente atractivas para los paísesdeudores, para los acreedores implican un cambio de política nacional,que hasta estos momentos perciben como condición inaceptable. Nosreferimos aquí a la utilización de los gastos militares ahorrados, comoresultado de los acuerdos de desarme. Sobre esto tenemos yaejemplos palpables, con la firma del tratado sobre la destrucción de loscohetes nucleares de alcance intermedio y táctico y las armas

químicas. Si bien el ahorro que resulta del primero implica solamenteel 4% del total de armas nucleares, estamos viviendo la elaboración deun tratado mucho más amplio que pretende reducir los armamentosnucleares basados en cohetes balísticos intercontinentales al 50% delas cifras actuales. A este respecto, diversos grupos de la comunidadinternacional sugieren que los montos ahorrados con eldesmantelamiento de este armamento pueden concentrarse en unfondo común a cargo de la ONU, y que pudiera utilizarse, precisamente,para el financiamiento de la modernización de las economías de lospaíses en vías de desarrollo. Quizá para algunos esta solución carezcade realismo; sin embargo, por primera vez en la historiatestimoniamos la destrucción de todo un tipo de armamentos, y hoy endía se discute la reducción de armas que generarían un ahorro muchomayor que el manejado actualmente. Esta última reducción desataríarecursos que van de 7 000 a 10 000 millones de dólares al año, ycontiene otras propiedades menos evidentes, que también requierenconsiderar esta opción seriamente. Nos referimos al hecho yamencionado de que más de la mitad de los físicos e ingenieros de lospaíses industrializados trabajan en el desarrollo de la técnica militar, loque hace evidente que con esas sumas de dinero, acompañadas detales recursos humanos, ¡que oscilan entre 2 y 3 millones deespecialistas!, pudiera darse un impulso histórico al desarrollo de unasociedad más justa. Cabe señalar aquí, por su repercusión favorable al

tema de investigación espacial, que la firma de un tratado dereducción de 50% de los armamentos estratégicos significa laliberación de cuantiosos cohetes impulsores de alta fiabilidad, que hoydescansan inútilmente en los silos con cargas mortíferas listas para eldespegue, pero que pudieran modificarse para lanzar a órbita equiposde importancia económica y científica en beneficio de toda lahumanidad. Para los escépticos y cínicos que piensan que esta soluciónes ilusoria y hasta alucinante, es necesario recordar que,



acompañando a los acuerdos de destrucción de los armamentosmencionados, se dan una serie de requerimientos en cuanto a laverificación del cumplimiento por ambas partes —este aspecto es quizáel factor más importante que tiene el acuerdo en sí. Si el avance de laciencia y la técnica han hecho posible que los ingenieros de la industriamilitar desarrollen tan portentoso armamento, a su vez los acuerdoshan considerado los medios técnicos necesarios, descritos másadelante, para comprobar el cumplimiento mutuo y preciso. En elcontexto de consideraciones sociopolíticas, debemos dar su lugar a tanimportante hecho sin precedentes: el tratado de eliminación de misilesde mediano alcance incluye, por primera vez, la verificación por cadauno de los firmantes de los sitios de emplazamiento, producción yalmacenamiento de este tipo de armamento. La combinación de losmedios técnicos y visitas súbitas a los sitios mencionados esconsiderada por los expertos de ambas superpotencias como suficientepara saber, más allá de la duda, si se respeta el cumplimiento de losacuerdos. Con este paso se rompe una tradición impuesta por los

belicistas, que impedía la verificación directa, dejando siempre lugar adudas y a desconfianza mutua. Por ello, ¡éste es un acontecimientohistórico! Si a este tratado se añaden los que hoy ocupan las mesas denegociación en Ginebra, como las discusiones sobre armasbioquímicas, espaciales y, pronto, el armamento convencional quedevora enormes sumas de capital, aun los escépticos, aunque no esnecesario incluirlos a todos, aceptarán que se está abriendo una nuevavía en cuanto a las relaciones internacionales. Entre los argumentosmás socorridos por los militaristas que se oponen al proceso dedesarme, destaca el alegato de que una vez puesto en marcha unprograma mundial para destruir los armamentos, las economías

perderían una parte importante de su quehacer industrial, afectandodrásticamente el bienestar de sus pobladores. Al respecto nosreferiremos a un trabajo desarrollado hace unos años por el profesorS. Melman de la Universidad de Columbia de los EUA, que estudia lasbarreras que supuestamente impiden la conversión de la industria yeconomía militar en civil. Entre sus conclusiones principales podemosleer: "Donde hay una industria militar enraizada, la acompaña unaideología que la considera fenómeno positivo e imprescindible para laseguridad, para consolidar los sectores civiles, crear empleos, y paradesarrollar tecnologías avanzadas". Pero añade que, en realidad, "...laaplicación de la economía militar se lleva una parte considerable de lariqueza nacional. Es más, reduce las posibilidades de crecimiento de la

productividad del trabajo, sobre todo en la industria", ya que laindustria militar es menos eficiente que la civil. En principio, lasnecesidades de defensa justifican los gastos militares, pero en el casode las potencias nucleares, la defensa no existe. Y señala que eldesarme no sólo debe incluir las armas nucleares, ya que songrandísimos los presupuestos dedicados a las fuerzas y mediostécnicos no nucleares.



Para dar pie a un proceso de desarme realista, Melman hace una seriede sugerencias interesantes que coinciden con algunas elaboradas porsus contrapartes soviéticos. En particular, se refiere a constituircomisiones encargadas de planificar el uso alterno de las fábricas ylaboratorios militares; para cumplir esa tarea sugiere además unaserie de medidas de apoyo: a) el reciclaje de técnicos entre la industriamilitar y la civil, ya que los primeros no reparan en los gastos deproducción, mientras que en la civil tendrán que atender lo relativo alcosto y al ahorro; b) reciclaje del cuerpo administrativo para quepractique el ejercicio de vender sus productos sin tener asegurada laventa previamente, como ocurre con los equipos militares, ya que elcomercio requiere de satisfacer demandas reales; por último, c)sugiere una migración de administradores e ingenieros hacia laindustria civil, pues las cantidades de las industrias militares sonexcesivas y hace falta que se preparen en puestos en que puedantrabajar en proyectos civiles con una eficacia mucho mayor. Alrespecto conviene señalar, en primer lugar, el destacado caso de

Japón, que desde la posguerra ha demostrado que los ingenieros delas ramas civiles desarrollan y aplican tecnologías nuevas con mayoreficacia que sus colegas en los sectores militares, ya que por cada 30000 millones de dólares invertidos en la industria militar, se refleja unabaja de más de 12 000 millones de dólares en productos y serviciospara la población en general. Adicionalmente, en diversos estudioscomo el citado se sugiere la utilización tanto de las industrias y de losmismos efectivos militares en tareas que beneficien directamente a suspaíses; por ejemplo, para enfrentar calamidades, catástrofes naturalesy ecológicas, como se viene haciendo en México desde hace variasdécadas. Se sugiere, también, que se utilicen los medios de registro

sísmico para aumentar la vigilancia sísmica, como en el caso deerupciones volcánicas, donde se han podido tomar medidaspreventivas, reduciendo considerablemente sus repercusiones en laciudadanía. En esa misma línea, se citan actividades como el combatede grandes incendios, o la asistencia durante inundaciones; casos enlos que se requiere del manejo de grandes cantidades de personas yequipos, en forma coordinada, muy parecida a las operacionesmilitares. Asimismo se pueden dedicar las organizaciones militares a laregulación de crecidas de ríos, en la prevención y control decontaminaciones accidentales (como en el caso del accidente deChernobil, y más recientemente, con la contaminación accidental delRin en Europa, cuando se volcaron al río inmensas cantidades de

desechos químicos peligrosos).

También es evidente que buena parte de los ingenieros y físicosasociados a la industria militar pudieran ocuparse en elevar lafiabilidad de las instalaciones potencialmente peligrosas, como lasplantas nucleares; los militares pueden ocuparse también en la luchaantinarcóticos, y utilizar su propio equipo, capaz de transitar encualquier condición de terreno y contaminación, para la asistencia en



los desastres industriales y naturales, y para la reconstrucción deviviendas e instalaciones sociales después de terremotos y del paso detrombas y ciclones.

En fin, las dificultades para dar cauce a un programa de esta magnitudson inevitables, y quienes están mejor equipados para sugerir la

conversión de una industria militar a una actividad civil sonprecisamente las comisiones formadas dentro de cada industria paraplanificar el uso alternativo de sus instalaciones. A pesar de lasdificultades, no es tan arduo vencerlas, sobre todo en comparación conlos peligros que entraña la militarización de la economía y de lasociedad, que en el mejor de los casos incrementa sin cesar los riesgosde la guerra.

A este respecto podemos citar otro acuerdo importante firmado entrelas potencias sobre la puesta en marcha de los llamados Centros deReducción del Peligro Nuclear. Estos centros, que se han comenzado

ya a instalar, iniciarán sus labores con la modesta función de notificara sus contrapartes sobre el lanzamiento de misiles balísticos deensayo, con tres a cinco días de anticipación; en particular cuando lasacciones impliquen un riesgo para la navegación en altamar o para elvuelo en corredores comerciales. El acuerdo no descarta que se utilicentales centros para avisar con urgencia sobre incidentes casualesrelacionados con armas nucleares, por avería de una carga nuclear ode su portador. Más adelante, estos centros suponen la ampliación desus actividades, según los acuerdos que vayan surgiendo entre laspotencias. Los centros utilizan instalaciones con la tecnología másavanzada, basada en satélites y comunicaciones ópticas, y ademásdesarrollan procedimientos idénticos para el uso, mantenimiento y

formación del personal; además de que sostienen reuniones periódicascon los representantes de cada centro para discutir elperfeccionamiento de sus procedimientos y equipos.

Por considerarlo interesante y oportuno, recordaremos brevementealgunos de los sistemas que forman la espina dorsal de los llamados"medios técnicos nacionales" de verificación mutua, porque auncuando este trabajo no es un estudio sobre desarme, la gran mayoríade estas técnicas se basan precisamente en el equipo aeroespacial,con el que el lector se ha familiarizado ya. En primer término, tenemoslas plataformas de teleobservación de aplicación militar. Ya hemos

descrito algunas de las características de los satélites de percepciónremota, y también hemos hecho referencia a libros dedicados a estetema; sin embargo, los satélites militares se distinguen de los civilesen cuanto a sus alcances e infraestructuras de apoyo:

1) Al hablar sobre los sensores remotos, nos referimostanto a las cámaras ópticas equipadas con películas de altaresolución, como a las nuevas cámaras optoelectrónicas



elaboradas con base en sensores semiconductores(cámaras de CCD); hoy en día estas cámaras pueden captarimágenes de zonas selectas del planeta y detectar, desde800 km de distancia, objetos del tamaño de un libro;además, ya que los equipos vuelan repetidamente sobre

todas las zonas de interés militar, por medio decomputadoras pueden realizar comparaciones diarias quedetectan cualquier cambio ocurrido en una instalaciónmilitar.2) Con otro tipo de sensores, aquellos que funcionan en labanda térmica o infrarroja del espectro, se puede detectarincluso equipo mimetizado (con camuflaje) dentro del másespeso bosque, pues siempre las creaciones del hombretienen una temperatura diferente, aunque sea ligeramente,del medio que las rodea.

5) En cuanto al desarrollo del armamento nuclear, querequiere de incesantes pruebas para establecer sufiabilidad y estado de funcionamiento, la ingeniería sísmicaha desarrollado medios similares a los sismógrafosconvencionales, que son capaces de detectar y registrarhasta la más pequeña explosión nuclear.6) Por último, existen medios para comprobar el tipo decarga, en particular del armamento nuclear, que transportaun barco y hasta un submarino. Para esto se utilizanhelicópteros y aviones equipados con aceleradoresportátiles de partículas nucleares, que generan un haz

concentrado de neutrones de alta energía que irradia elblanco bajo estudio; los neutrones provocan reacciones defisión dentro de las ojivas nucleares de los misiles, lo queen consecuencia genera nuevos neutrones y rayos gammaque pueden ser detectados por el equipo de observación.Con estos medios se pueden detectar no sólo la presencia,sino también la capacidad de estas ojivas nucleares. Cabeaclarar que también es posible realizar, aun con mayorfacilidad, este tipo de detecciones en cuanto a armamentoen el espacio, pero con la ventaja de que por estar al vacíose logran resultados a distancias mucho mayores. Sólopara propósitos de detección remota, los Estados Unidos

gastan cerca de 15 000 millones de dólares al año enequipo de verificación de alta tecnología; y comodecíamos, los expertos de Estados Unidos y de la URSS están de acuerdo en que la combinación de los MediosTécnicos Nacionales y las visitas súbitas a las instalacionesde la contraparte, son suficientes hoy en día para verificarel cumplimiento de los tratados.



Estoy convencido de que los acuerdos firmados recientementeincluyen, por medio de la verificación in situ de las instalaciones de sucontraparte, una situación cualitativamente nueva, que da lugar a losprimeros procesos serios sobre desarme, y que a la vez hace posibleque los habitantes de la Tierra finquen en un hecho concreto suprimera esperanza sobre el control de armamentos. Resta desde luegoincluir dentro de las negociaciones sobre desarme el compromiso dedesviar los gastos que se asignaban al desarrollo y mantenimiento dela estructura militar hacia la preparación de programas que, de maneraeficaz, hagan posible la modernización de las industrias de los paísesen desarrollo, para lo que habrán de diseñarse nuevas estructuras deintercambio comercial, que a su vez permitirán hacer de este procesoinicial una política permanente que supere los intereses particulares yexclusivos de cada nación en aras del beneficio de la humanidad.Tenemos que detener la autoestrangulación económica por gastosmilitares.

Desde el momento mismo en que se creó el primer explosivo atómico,el hecho imponía una responsabilidad, que si bien ha tardado casi 40años en percibirse diariamente, debido a su contundencia lógica seestá convirtiendo en una idea aceptada por una cada vez mayorproporción de los políticos, científicos, ingenieros y aun militares. Laresponsabilidad a la que nos referimos se manifiesta si percibimos anuestro planeta como una nave cósmica en donde las acciones de unosafectan directamente los derechos de los demás. Por cuestiones deenfrentamiento ideológico, es posible que se requiere esperar una omás décadas para que comience a materializarse una institución deautoridad respetada por todos los países. Es indispensable que elmundo abandone la concepción de que es necesario el enfrentamientoarmado para la solución de los problemas entre los países, y quealcance un concepto muy superior que establezca la negociación, elarreglo y la puesta en práctica de compromisos para la solución de losproblemas, antes resueltos con la intervención bélica.

Quizá como base para implantar esta política mundial se requiera enun principio de directrices de carácter general, como aquellas deconsiderar a la guerra, comenzando por la guerra nuclear, como unmedio inaceptable para extender la influencia política y económica deun país. Por eso en la actualidad el reto más importante queenfrentamos todos y cada uno de los pobladores de la Tierra es

impulsar el desarme, pero en particular la tarea corresponde a loscientíficos e ingenieros que pueden conducir, sin ninguna duda, que esimposible que en una guerra nuclear alguien resulte vencedor.

Los cálculos que han hecho los especialistas en relación con lasrepercusiones de una guerra nuclear, aun limitada, arrojan datos de unescenario totalmente desconsolador: el "invierno nuclear". Este estadoclimático alcanzaría, según los científicos, temperaturas de -15ºC en elecuador, y por lo tanto, temperaturas aún más bajas en las partes



frías del planeta. El invierno nuclear sería resultado directo de lainyección de inmensas cantidades de polvos y partículas provenientesde la combustión de ciudades, bosques, industrias y territoriosenteros: cosa de la que son capaces de sobra las ojivas nucleares de laactualidad. Las partículas en suspensión atmosférica interferirían con lainsolación de la superficie terrestre, impidiendo el calentamiento diarioque mantiene las temperaturas de la superficie tal y como lasconocemos.

Cuando una sociedad, y específicamente, cuando la sociedad enteradel planeta perciba la gravedad de las repercusiones de una guerranuclear (que desde luego implica el fin de la vida por muchos miles deaños sobre el planeta), despertará una conciencia que nada tiene quever con las naciones, sino con el futuro mismo de la humanidad y de lagran mayoría de los seres vivos. A pesar de las grandescontradicciones ideológicas, económicas y políticas de los bloques este-oeste, el instinto de sobrevivencia, arraigado profundamente en la

estructura del pensamiento humano, debe dominar sobre cualquierotro instinto y generar una conciencia clara de las situaciones sinprecedente que enfrentamos.

Hay quienes a pesar de la contundencia de los datos sobre el inviernonuclear sueñan con la posibilidad de conducir una guerra nuclearlimitada; sin embargo, en la historia del armamento militar no seconoce ningún caso de autocontrol en donde alguna de las partes delconflicto haya decidido no utilizar el armamento más poderoso a sualcance. Múltiples discusiones entre militares de la posguerra llegabanal acuerdo de que no eran necesarios los ataques atómicos sobre lasciudades japonesas, puesto que el curso de la guerra llevaba una

dirección indudable hacia la derrota de la última potencia del Eje,Japón. Sin embargo, la historia demostró que en manos de militares ypolíticos irresponsables, como los que hoy día se observan pordecenas, la mentalidad destructora se impuso ante la lógica máselemental. El futuro no tiene por qué ser diferente.

Entre los múltiples sectores de la sociedad actual, los científicos eingenieros tienen una responsabilidad adicional por el conocimientoque poseen de las repercusiones de una guerra como ésta, por lo quea la vez sobre ellos recae la responsabilidad de utilizar susconocimientos para informar al género humano sobre las

responsabilidades que enfrentamos. No es suficiente que la cienciabusque el conocimiento y la verdad, sino que es necesario queaceptemos como parte de nuestras tareas diarias el difundir todo tipode información y no sólo de las ciencias naturales, sino también de lassociales. Adicionalmente, debemos procurar que esta informaciónalcance a todo habitante del planeta para generar con ello unaconciencia general sobre los imperativos ecológicos, es decir, sobre elconocimiento y manejo responsable de nuestro medio, así como sobrelos aspectos de moralidad y política que la información científica puede



brindar. En pocas palabras, decimos que la responsabilidad de loscientíficos e ingenieros que desarrollan todo tipo de armamentos debeconvertirse progresivamente en una conciencia generalizada que tengacomo propósito fundamental acabar con el armamentismo.

Sin embargo, este cambio radical de política internacional demanda un

esfuerzo tal, que es fácil dudar de que pudiera alcanzarse. Pero, porotro lado, existe un antecedente histórico que demuestra que lahumanidad, aun de manera aislada, ha tomado medidas radicales enaras de la sobrevivencia. Nos referimos en particular a cuando, hacemiles de años, por alguna razón muchos de los grandes mamíferos dela época, como los mamuts, perecieron en un periodo relativamentecorto de tiempo. En aquel entonces, sólo un sector de la humanidadrespondió adecuadamente al reto, cambiando sus medios desubsistencia, y de la caza pasó a la agricultura y la ganadería. Aunqueel hombre sobrevivió a esa importante crisis, la humanidad perdió,según estiman especialistas, cerca del 90% de su población, aquellos

que no supieron adaptarse.El futuro, pues, nos presenta una puerta en cuyo rótulo se lee ADAPTACIÓN. Primero, para sobrevivir, usando la organización social, laciencia y la tecnología para resolver racionalmente los problemas queenfrentamos: la destrucción ecológica, el cambio climáticogeneralizado, la pérdida de zonas agrícolas, bosques y selvas.Segundo, para una utilización más justa de los recursos mundiales: losmares, sus recursos alimenticios, minerales —sobre todo en aguasinternacionales—, la exclusiva órbita geoestacionaria, las grandessuperficies boscosas —el Amazonas—, la atmósfera, sus propiedadesvitales, y los depósitos minerales escondidos en la geología. Todo esto

y más es patrimonio de la humanidad, y como tal debemosadministrarlo. Y como ejemplos prácticos del intento por la aplicaciónde este raciocinio, quizá para algunos utópico, están la Antártida, loscorredores aéreos, los sitios declarados patrimonio de la humanidad,como: Teotihuacán, Monte Albán, la gran Muralla China y las reservasanimales del África. Tercero, la adaptación nos debe impulsar en elcamino de la negociación y el acuerdo, para disminuir a los valoresmás bajos posibles la pérdida de recursos en actividades morbosas,como el armamentismo como política alterna, el crimen y la represiónde las ideas justas y humanitarias. Por lo pronto, cada país tiene elfuturo en sus manos; las herramientas que use y desarrolle, y los

conceptos que orienten sus objetivos, decidirán si sobrevive. Pareceque una vez más nos enfrentamos a una amenaza mundial. Loscambios que hemos provocado en nuestro ambiente requieren deacciones contundentes y atinadas. Como ejemplo basta un botón: lanotable caída en la proporción de ozono en la Antártida, demostradaya claramente, puede inducir cambios en cuanto a la radiación quellega a la superficie, y cuyos efectos serían nefastos para la vida en laTierra. Pienso que son las herramientas tecnocientíficas actuales, y



muchas otras que se desarrollarán sin parar, las que, como en el casodel cazador que abandona la lanza para tomar el azadón, o que utilizael metal o mineral que usaba en la caza, para confeccionar elimplemento agrícola, lo harán sobrevivir al cambio ambiental: unareorientación de recursos, que difícilmente pueden salir de otroconcepto que no sea el desmesurado y costoso armamento.

¿Acaso no podemos, con tanta civilización y cultura, cambiar lasherramientas bélicas —las que hoy se siguen usando para continuar lapolítica por otros medios— por las herramientas que detengan eldeterioro de nuestro único hogar? Creo firmemente que sí, peroprimero hay que acostumbrarse al concepto de adaptación, y luego,pronto en términos históricos, pasar a la acción. Invertir lo ahorradoen armamento en acciones para el desarrollo integral, solución alhambre y la salud, a la educación y a la vivienda. ¿De qué nos sirvetanta tecnología si no damos salida al desarrollo general? Finalmente,al buscar soluciones y seleccionar las herramientas idóneas, nos

percatamos de una situación real: la naturaleza de todos los cambiosinducidos en el ambiente es de carácter global, a todos nos afectan, demodo que la solución tiene que ser, por definición, global. Entre lasherramientas más poderosas y globales, una de las más generales esaquella que surge como resultado de la investigación espacial. Conella, entre muchas otras cosas descritas a lo largo de este trabajo,podemos: comunicarnos al instante con todo el planeta, supervisar loscambios climáticos y los de la delicada química atmosférica, y poco apoco aprender a disminuir los estragos que generamos.

En esto estriba, paciente lector, la necesidad de conocer y saberutilizar la ciencia y la técnica espacial. Son, como la microelectrónica,

la biotecnología y los nuevos materiales, herramientas de nuestrotiempo, y no un lujo.

G L O S A R I O

absorber. Fenómeno que consiste en la adhesión de capas demoléculas a la superficie de un cuerpo o partícula debido a las fuerzaselectrostáticas.

calibrar. En instrumentos electrónicos es el ajuste de las señaleseléctricas respecto a parámetros externos como luz, temperatura,sonido, etc., cuyo valor se conoce de antemano, para evaluar surendimiento o tener una referencia.



capa dura. Capa de arcilla limosa de resistencia alta que se encuentraentre 35 y 40 m de profundidad en el subsuelo del centro de la ciudadde México.

carga útil. Aparatos, materiales, personas, etc., transportadas poruna nave aérea o espacial y que no son parte de ésta.

coalescencia. Acción de unirse o soldarse dos partes separadas.

coloide. Dispersión de partículas sólidas muy pequeñas en un medioacuoso en el que no se disuelven. Por ejemplo, la gelatina antes deendurecerse, o el lodo.

digitación. Conversión de una imagen de tonos continuos a puntosdiscretos representados por dígitos en una computadora.

electrólisis. Migración de partículas cargadas eléctricamentesometidas a la acción de un campo eléctrico. Es un método muy

importante para el análisis y la purificación de proteínas en mezclascomplejas, que es como generalmente se encuentran en preparacionesde material biológico.

energía. Vehículo soviético de lanzamiento capaz de elevar hasta 200toneladas a órbita baja, mediante combustible líquido.

espectrofotometría infrarroja. Técnica analítica para discriminar eidentificar por comparación espectros de un material excitadomolecularmente con radiación infrarroja.

fotocátodo. Película delgada donde con la llegada de fotón a su

superficie externa se genera un electrón en su cara interna.

fotocolorímetro. Aparato para medir la transmitancia y absorbenciade luz de alguna sustancia, a diferentes longitudes de onda.

geofísica. Ciencia que estudia la física terrestre y su entornoinmediato.

geoide. Forma teórica de la Tierra deducida por métodos geodésicos,esto es, de mediciones y observaciones directas de la Tierra.

guerra de las Galaxias. Sobrenombre popularmente impuesto a la

"Iniciativa de Defensa Estratégica" de EUA, consistente en lamilitarización del espacio.

higroscopía. Capacidad de un material de absorber agua.

imágenes multiespectrales. Imágenes de un objeto obtenidas porseparado en diferentes bandas del espectro electromagnético.



imponderabilidad. Ausencia de peso, imposibilidad de pesar unobjeto.

ingenio espacial. Conjunto de aparatos dedicado a laexperimentación, exploración y a la producción de materiales yequipos en el espacio.

intemperización. Alteración de los materiales por la acción de losfenómenos climáticos.

longitud de onda. Distancia entre dos puntos análogos de dos ondasconsecutivas.

macroiones. Moléculas de gran tamaño que tienen una carga eléctricaneta, producto de las cargas individuales que se localizan en distintospuntos de su superficie.

microestructura. Estructura microscópica que forma todos los

cuerpos sólidos.

microgravedad. Fuerza de un millonésimo de la gravedad en lasuperficie terrestre.

mir. En ruso significa paz. Nombre de la más reciente de lasestaciones espaciales soviéticas.

morfología matemática. Derivación matemática de formas yvolúmenes tridimensionales a partir de cortes secuenciales de unobjeto.

muestras inalteradas. Muestras de material del subsuelo en que laposición de las partículas, el contenido de agua y el volumen no hansido modificados por el proceso de extracción.

nistagmo. Movimiento en pequeños saltos de los ojos inducido por elsistema vestibular en la misma dirección que el giro de la cabeza, yque permite fijar la vista en un objeto en movimiento.

nistagmo calórico. Movimiento a saltos producidos por introducciónde un fluido caliente al oído externo.

ojivas nucleares. Cabeza explosiva o carga nuclear de un cohete

balístico o de vuelo rasante.

ostrácodos. Crustáceos marinos y de agua dulce que secretan dosconchas en ambos lados del cuerpo, articuladas en la parte dorsal. Sealimentan de partículas de materia en descomposición y deorganismos.

pirómetro. Instrumento para medir temperaturas.



pixel. Cada punto cuadrado de los que forman una imagen digital (delinglés picture element, pix-el).

plano ecuatorial. Plano imaginario que corta a la Tierra por elecuador.

quantum. Módulo para investigaciones astrofísicas que forma parte dela estación espacial Mir.

radar de apertura sintética. Equipo de radar para hacer imágenesde objetos o territorios sobrevolados.

selección natural. Proceso mediante el cual individuos o grupostaxonómicos son seleccionados, permaneciendo los que mejor seadaptan para responder a las presiones del medio y desapareciendoaquellos no aptos. Es uno de los mecanismos fundamentales de lateoría de la evolución de las especies formulada por Darwin.

sistema operativo. Conjunto básico de programas para elfuncionamiento de una computadora.

sistema vestibular. Parte del oído interno formada por los conductossemicirculares y los sacos llamados sáculo y máculo que sirve para lapercepción de posición, aceleración y equilibrio.

sondeo inalterado. Extracción de muestras inalteradas del subsuelomediante el empleo de tubos que se hincan en él.

temperatura estequiométrica. En cohetería, es la temperaturamáxima alcanzada en la cámara de combustión con la proporción de

combustible y oxidante.

termopar. Sensor de temperatura que funciona mediante la variacióndel voltaje producido en la unión de dos metales.

tomografía. Formación de imágenes de un plano que intersecta a unobjeto.

ultra alto vacío. Se llama así al vacío cuya presión es menor a 10Torr.

visión sinóptica. Visión amplia que abarca a todo un objeto o a un

conjunto de éstos.

zinalco. Aleación de zinc, aluminio y cobre.



B I B L I O G R A F Í A

Aguilar Sahagún, G., 1988, El hombre y los materiales. SEP/FCE/

CONACYT, Serie: La Ciencia desde México, núm. 69, México.Alonso Concheiro, A., 1987, Capacidad tecnológica y porvenir deMéxico, Comercio Exterior, BNCE, Vol. 37, núm. 12, México.

Aviation Week and Space Technology, McGraw-Hill Pub, semanarioaeroespacial, EUA.

Bonfil Batalla, G., 1987, México profundo. Una civilización negada, SEP-

CIESAS, México.

Braun, E., 1987, Arquitectura de sólidos y líquidos, SEP/FCE/CONACYT,

Serie: La Ciencia desde México, núm. 26, México.Cetto, A. M., 1987, La luz, SEP/FCE/CONACYT, Serie: La Ciencia desdeMéxico, núm. 32, México.

Díaz del Castillo, B., Historia verdadera de la conquista de la NuevaEspaña, Ed. Porrúa, México.

El programa espacial soviético: páginas de la historia, 1986. EditorialProgreso, Moscú, URSS.

Gall, R., et al,1986, Las actividades espaciales en México: Una revisión

crítica, SEP/FCE/CONACYT, Serie: La ciencia desde México, núm. 20,México.

Gómez Looh, B., 1987, "Análisis pro difracción de rayos X de lasarcillas del subsuelo de la ciudad de México", Tesis de licenciatura,Facultad de Química, UNAM, México.

Lira, J., 1987, La percepción remota: nuestros ojos desde el espacio, SEP/FCE/CONACYT, Serie: La Ciencia desde México, núm. 33, México.

Marsal, R. J. y M. Mazari, 1959, El subsuelo de la ciudad de México, ICongreso Panamericano de Mecánica de suelos y Cimentaciones, UNAM,

México.

Melman, S., Barreras a la conversión de la economía militar en civil, University of Columbia Press, EUA.

Microgravity Science and Applications Program Tasks, 1987, NASA Memorándum Técnico 89607, Washington, EUA.



Peralta, R., 1984, Micromecánica de suelos, informe final a laFundación R. J. Zevada, UNAM, México.

Ride, S. K, 1987, Leadership in space, NASA, Informe al Administrador,EUA.

Shapland, D. y M. Rycroft, 1984, Spacelab. Research in Earth Orbit, Cambridge University Press, Inglaterra.

Schukin, E. D., A. V. Perstov y E. A. Amélina, 1988, Química coloidal, Ed. Mir, URSS.

Valdés, J. F., 1988, Nuestro hogar en el espacio, SEP/FCE/CONACYT, Serie: La Ciencia desde México, núm. 66, México.

C O N T R A P O R T A D A

La ciencia actual ha entrado en una etapa de superespecialización yquizá por eso sorprenda este libro de Ricardo Peralta que pasa de laaeronáutica a la astronáutica —con un estudio sobre la historia y latecnología de las naves espaciales— para enlazarlas con un análisis dela atmósfera terrestre, del suelo que pisamos y de la estructura delsubsuelo, en particular el de la ciudad de México. No se crea de lo

anterior que se trata de un texto improvisado. Los temas incluidos sonresultado de un trabajo de diez años en que Peralta, durante susestudios de licenciatura y maestría, se dedicó por entero a la ingenieríaaeroespacial y que, al iniciar su doctorado, decidió trabajar sobre laspropiedades ingenieriles de materiales complejos, campo en el queencontró "un material fascinante: los suelos arcillosos del valle deMéxico".

Poseedor de amplios conocimientos y también de llaneza y claridad enla exposición, puede escribir que, "para confundir al público sobre losvalores de la ciencia y la tecnología, la tendencia actual en los mediosde comunicación es presentar los avances de la tecnología y de la

exploración espacial como casos extraordinarios del talento, situadosmás allá de la comprensión y la realidad cotidianas; pareciera queestos avances sirven más para hacernos sentir pequeños einsignificantes que para fincar sobre ellos la confianza en que son lasherramientas principales para el desarrollo más justo de la sociedadfutura".



Este libro estudia el llamado "reto espacial", los microorganismos y losminerales, el efecto que la microgravedad ejerce sobre las propiedadesde los materiales en un laboratorio colocado en órbita terrestre y loque la ciencia puede hacer por el hombre en el futuro inmediato,considerando que aquélla es una herramienta de nuestro tiempo y noun lujo.

Ricardo Peralta y Fabi se graduó de ingeniero aeroespacial en Chicagoy posteriormente, en Montreal, obtuvo su maestría y el doctorado enmecánica de materiales. Desde 1979 trabaja en el Instituto deIngeniería de la UNAM, donde estableció el Laboratorio deMicromecánica. En la actualidad coordina el Sub-programa deIngeniería Espacial de esa institución. Ha publicado artículos científicosen revistas nacionales y extranjeras.

Diseño: Carlos Haces / Fotografía: Carlos franco / Fotografía de fondo:Mayte Soberanes.

a 58 libro del_espacio_al_subsuelo.pdf

Documents