HISTORIA DE LA NAVEGACIÓN ACUÁTICA

A lo largo de la historia de la humanidad, las diversas culturas han utilizado distintos tipos de embarcaciones para transportarse a través de las aguas. La historia de la navegacion es una de las aventuras más importantes y apasionantes que el hombre haya emprendido desde los tiempos más remotos. Por medio de la navegación, primero las balsas, luego a remo, después a vela, el hombre se hizo a la mar en busca de nuevos mundos, descubrir nuevas civilizaciones, rutas comerciales.

La navegación marítima aparece como un hecho muy antiguo para aprovechar los recursos alimenticios que ofrece la pesca, también con el fin de realizar intercambios. Se desarrollo principalmente en las regiones donde los vientos aseguraban la posibilidad de vuelta (vientos atesíos el el Mediterráneo). La utilización del viento para vencer la fuerza del agua se utiliza la vela, puesta en práctica por diversos pueblos.

La estructura de los barcos fue cambiando con el tiempo: se empezaron a utilizar mástiles de palmera o bambú de los malayos, la tela de lino de los Fenicios o cuero de los Vénetos.

La navegación de altura exige la ayuda de la ciencia para fijar las rutas cuando no hay puntos de referencia. La navegación en el hemisferio Sur, donde no es visible la estrella polar, necesitó el empleo de nuevos métodos para determinar la situación: la latitud se determina mediante la altura angular del Sol por encima del Ecuador celeste en el punto más alto de su curva aparente al mediodía, de donde la necesidad de proveer a los navíos de tablas de declinación.

Con los grandes descubrimientos geográficos la parte más importante del tráfico mundial, que hasta entonces había sido terrestre, se convirtió en marítimo y los medios de transporte en el mar se hicieron cada vez más especializados, se especializaron por ejemplo los barcos de pasajeros.

En la historia de la navegación se pueden destacar tres etapas principales:

La primera termina con el descubrimiento de América.

La segunda que dura hasta el descubrimiento de la navegación a vapor.

La tercera que llega hasta nuestros días.

En la primera etapa la navegación era principalmente mediterránea, por lo que no se usaban formas de propulsión muy avanzadas, principalmente remo y vela.

El invento mas importante en esta época fue la aguja metálica, la brújula, supuestamente inventada por los chinos. Este avance, junto con un conocimiento de la astronomía más amplio y las cartas de navegación, permitió la salida del Mediterráneo y se empezó a navegar por las costas africanas y europeas.

En la segunda fase destaca el mayor tamaño de los barcos y su sofisticación, con nuevos inventos que facilitaban la navegación. Los portugueses lograron llegar a la India con Vasco de Gama.

Magallanes, que atravesó el estrecho que lleva su nombre y llegó a Filipinas.

Pero sin duda lo que más destacó en esta época fue el descubrimiento de América por Cristóbal Colón, que con tres carabelas, la Niña, la Pinta y la Santa María, y con la intención de demostrar que la Tierra era esférica descubre América. Una de las cosas que trajo consigo el descubrimiento fue una mejora de los barcos, especialmente en el comercio. En toda Europa se invierte en navegación y surge así una carrera entre las principales potencias de la época.

Esta etapa finaliza con el descubrimiento de la navegación a vapor, en el s. XVIII. Empieza así la etapa más próspera de la navegación.

HISTORIA DE LA NAVEGACIÓN ESPACIAL

La humanidad ha soñado con viajes espaciales miles de años antes de que éstos empezaran a llevarse a cabo. Pruebas de ello las encontramos en los textos babilónicos, alrededor del año 4000 a.C. Dédalo e Ícaro, antiguos mitos griegos, también representan el deseo universal de volar. Ya en el siglo II d.C. el escritor griego Luciano escribió sobre un imaginario viaje a la Luna. A principios del siglo XVII, el astrónomo alemán Johannes Kepler escribió una sátira científica sobre un viaje a la Luna. El filósofo y escritor francés Voltaire cuenta en su obra Micromegas (1752) los viajes de unos habitantes de Sirio y de Saturno. Y en 1865, el escritor francés Jules Verne describe un viaje

espacial en su famosa novela De la Tierra a la Luna. El sueño del vuelo espacial continuó en el siglo XX, especialmente en los escritos del inglés H. G. Wells, que en 1898 publicó La guerra de los mundos y en 1901 Los primeros hombres en la Luna. En los últimos tiempos la ciencia ficción ha desarrollado nuevas fantasías en torno a los vuelos espaciales.

Primeras teorías

Durante siglos, cuando los viajes espaciales eran tan sólo una fantasía, astrónomos, químicos, matemáticos, meteorólogos y físicos desarrollaron un concepto del Sistema Solar, del universo estelar, de la atmósfera terrestre y del posible entorno espacial. En los siglos VII y VI a.C. los filósofos griegos Tales de Mileto y Pitágoras se dieron cuenta de que la Tierra era una esfera. En el siglo III a.C. el astrónomo Aristarco de Samos afirmó que la Tierra giraba alrededor del Sol. Hiparco de Nicea, también griego, recogió datos sobre las estrellas y los movimientos de la Luna en el siglo II a.C. Tolomeo de Alejandría, en el siglo II de la era cristiana, en su concepción cósmica conocida como sistema de Tolomeo, situó la Tierra en el centro del Sistema Solar.

Descubrimientos científicos

Tuvieron que pasar 1.400 años hasta que el astrónomo polaco Nicolás Copérnico descubrió que los planetas, incluida la Tierra, giraban alrededor del Sol . Más tarde, en el siglo XVI, las observaciones del astrónomo danés Tycho Brahe sirvieron de base para la formulación de las leyes del movimiento planetario por

Johannes Kepler. Galileo, Edmund Halley, William Herschel y James Jeans fueron otros astrónomos que hicieron importantes contribuciones a la astronomía.

Físicos y matemáticos también ayudaron al desarrollo de la astronomía. En 1654, el físico alemán Otto von Guericke demostró que el vacío podía mantenerse, refutando la antigua teoría de que la naturaleza "aborrecía" el vacío. Más tarde, en el siglo XVII, Newton formuló las leyes de la gravitación universal y del movimiento, que establecieron los principios básicos que regulan la propulsión y el movimiento orbital de las modernas naves espaciales.

A pesar de los grandes descubrimientos de la teoría científica en épocas anteriores, los viajes espaciales sólo fueron posibles en el siglo XX, cuando se desarrollaron los actuales sistemas de propulsión por cohete, guiado y control de naves espaciales.

Comienzos de la tecnología de los cohetes

La historia de la tecnología de los cohetes se remonta a mucho tiempo atrás. En el siglo X, en China, existieron imaginativos proyectstas que lanzaron cohetes al cielo. Como combustible utilibaron la pólvora negra, ya conocida desde el siglo I d.C. y que en Europa se "reinventó" 1.200 años después, supuestamente por obra del monje alemán Bertold Schwarz.

Los cohetes, que eran lanzados en las conmemoraciones como fuegos de artificio, alcanzaban alturas de 30 a 50 metros. Algunos siglos depsués, en Europa se construyeron sencillos cohetes y rápidamente este invento se traspuso al campo militar.

Primeros cohetes modernos

A comienzos del siglo XX se crearon los primeros proyectos para los cohetes modernos. Así, Robert Hutchins Goddard (1882-1945), uno de los pioneros de esta tecnología, construyó en 1926 un cohete con combustible líquido. Con esta propulsión de gasolina y oxígeno líquido el cohete sólo consiguió alcanzar los 12,5 metros de altura. La altura y al duración del vuelo, de 2,5 segundos, mostraron que para esa época el Universo quedaba muy lejano. A finales de los años 20 y principios de los 30 del siglo XX, los cohetes se

adaptaron en primer lugar en automóviles y aviones, que con la nueva propulsión alcanzaban velocidades desconocidas hasta la fecha. En los años 30 se inició la investigación sistemática sobre los fundamentos precisos para desarrollar cohetes. La incipiente Segunda Guerra Mundial y los intereses militares asociados a ella le dieron un fuerte impulso. El primer lanzamiento experimental de un cohete moderno con fines militares ocurrió el 9 de octubre de 1942 (de ahí la fecha de este artículo). Uno de los ingenieros pioneros de su tiempo fue Wernher von Braun (1912-1977), físico y técnico en cohetes empleado en Peenemünde. 

Wernher Von Braun y sus primeras actividades

Tras la Primera Guerra Mundial y como consecuencia del Tratado de versalles, los presupuestos alemanes de armamento fueron fuertemente restringidos. Se continuó con la construcción de cohetes, pues se desconocían las posibilidades de esta técnica y en los estatutos del Tratado no se hacía mención a la misma.

A comienzo de los años 20 llegó la idea de la utilización de cohetes con fines militares. El todavía joven Wernher Von Braun estaba estudiando en la Universidad de Berlín, donde coincidió con Hermann Oberth (1894-1989), que ya estaba experimentando la construcción de cohetes y era asesor científico de Fritz Lang, de los estudios cinematográficos Ufa, en los trabajos de rodaje de la película Die Frau im Mond (La mujer en la Luna).

Von Braun trabajó en la tobera cónica de Oberth, un motor experimental de combustible líquido para cohetes, que fue probado con éxito en 1929. Algo después, von Braun comenzó con su actividad de construcción de cohetes en la estación experimental de Kummersdof West, donde en colaboración con otros renombrados ingenieros construyó el primer cohete. El A1 (Aggregat 1) constituyó un gran paso adelante en la técnica de los cohetes, pero el misil explotó momentos antes de ser lanzado. Wernher von braun fue el único responsable del desarrollo técnico del modelo siguiente, el A1. El proyecto supuso un gran éxito, alcanzando una altura de vuelo de dos kilómetros.

La perra Laika era un perro callejero que encontraron vagando por las calles de Moscú. Al poco tiempo se convertiría en uno de los perros más famosos de la historia, al ser el primer ser vivo en salir de la atmósfera terrestre.

En marzo de 1961 tuvo lugar el ensayo general para el proyecto Vostok, que debía llevar al primer hombre al espacio sideral. Un perro, junto con un maniquí, orbitaron una vez la Tierra y aterrizaron en la estepa soviética. Quedaba abierta la puerta para la salida al espacio del primer hombre.

El proyecto Mercury

Poco después de la creación de la NASA en 1958, comenzó el proyecto Mercury. Su objetivo estaba claramente definido: debía transportar un hombre al espacio. En un principio se eligieron siete pilotos de prueba (Carpenter, Cooper, Glenn, Grissom, Schirra, Shepard y Slayton) y, con gran interés por parte del público, se les formó como astronautas. En contraposición a la variante rusa Vostok, la cápsula Mercury descendería al agua suspendida de un paracaídas. En 1959 tuvo lugar el primer lanzamiento tripulado dentro del programa Mercury.

En el mismo contexto se probó un nuevo proyecto de seguridad para astronautas: un pequeño cohete adicional que contenía a la tripulación debería ser expulsado del cohete en caso de peligro. También en esta prueba surgieron problemas. La NASA avanzaba lenta, aunque también segura.

Al tiempo aparecieron problemas con algunos cohetes portadores, que explotaron antes del lanzamiento o en la rampa de despegue.

Pero durante la evolución del proyecto se pudieron ir resolviendo los fallos y los vuelos tripulados sólo parecían ser una cuestión de tiempo, incluso apra EEUU. Con un diámetro de dos metros, el espacio interior de la cápsula Mercury era demasiado pequeño. Además de la navegación manual para la cápsula espacial, también había un control automático, circunstancia de vital importancia porque todavía no se podía valorar la capacidad de reacción de una persona en la ingravidez.

Mercury y Ham

El 31 de enero de 1961, el mono Ham fue la primera criatura que voló en la cápsula Mercury. Alcanzó una altura de 85 kilómetros y luego aterrizó de nuevo en la Tierra. Se hicieron más vuelos con monos, todos con éxito. Si bien estos intentos pudieron perjudicar la aureola de héroes de los astronautas humanos, lo cierto es que se obtuvieron conocimientos sobre la capacidad de reacción durante el vuelo y supusieron una importante condición previa para los lanzamientos con tripulación humana. La atención principal se dirigió al desarrollo posterior de los cohetes portadores. En este momento se debían diferenciar dos trayectorias de vuelo: por un lado estaban los vuelos suborbitales. Aquí la cápsula no llega a ponerse en órbita y por ello, no gira alrededor de la Tierra.

El primer hombre en el espacio

Mientras tanto, los vuelos tripulados al espacio se podían realizar con un estándar de seguridad realmente elevado. También en EEUU, avanzaron con su programa de cohetes y transportaban  satélites al espacio. En ese tiempo ya la URSS trabajaba en proyectos sobre el primer vuelo espacial tripulado.

Para este acontecimiento, de gran importancia histórica, se eligió a Yuri Gagarin. El piloto militar cumplía con todos los requisitos necesarios y era un hombre de condición sencilla que también se hizo acreedor a la simpatía de todos, penetrando incluso en los corazones occidentales. Tras su alistamiento por la Armada, aprobó todos los necesarios certificados de vuelo en un espacio muy corto de tiempo e hizo la carrera militar.

Gagarin era el perfecto candidato para el proyecto Vostok.

El 12 de abril de 1962 fue lanzado en la cápsula Vostok. La noticia se difundió como un reguero de pólvora por la prensa internacional. Para Estados Unidos fue una nueva amarga derrota cuando ya parecían recuperados del shock del Sputnik. El lanzamiento y vuelo de la vostok I sucedió sin complicaciones. Gagarin orbitó la Tierra y en ese tiempo llevó a cabo experimentos diversos.

El aterrizaje fue realmente complicado. Después de que la cápsula, al entrar en la atmósfera, perdiera drásticamente velocidad, ésta se siguió aún reduciendo más por la acción de los paracaídas de frenado. Poco antes de la toma de tierra de la cápsula, Yuri Gagarin fue catapultado con un asiento de tipo eyectable y cayó a tierra gracias a un paracaídas autónomo. Durante mucho tiempo esta circunstancia se mantuvo en secreto. Las debilidades durante las maniobras de aterrizaje no debían ser conocidas por EEUU.

Aun así, la URSS se anotaba una nueva victoria. 

En el año 1969, la humanidad logró realizar el viejo sueño de pisar la Luna. El 16 de julio despegó la histórica nave Apolo 11. Una vez en la órbita lunar, Edwin E. Aldrin y Neil A. Armstrong se trasladaron al módulo lunar. Michael Collins permaneció en la órbita lunar pilotando el módulo de control después de la separación y apoyando las maniobras del módulo lunar. Este último descendió a la Luna y se posó sobre la superficie el 20 de julio, al borde del Mar de la Tranquilidad. Horas más tarde, Armstrong descendió por una escalerilla con su traje espacial y puso su pie sobre la Luna. Sus primeras palabras fueron: “Éste es un pequeño paso para un hombre, pero un gran salto para la humanidad”. Pronto le siguió Aldrin y ambos astronautas estuvieron caminando más de dos horas por la Luna. Recogieron 21 kg de muestras del suelo, tomaron fotografías y colocaron un artefacto para detectar y medir el viento solar, un reflector de rayos láser y un sismógrafo. Armstrong y Aldrin clavaron en el suelo una bandera de Estados Unidos y hablaron por radio con el presidente Richard M. Nixon en la Casa Blanca. Comprobaron que no era difícil caminar y correr bajo una gravedad seis veces menor que la de la Tierra. Millones de personas pudieron seguir en directo la retransmisión vía satélite del acontecimiento.

CÓMO FUNCIONA LA BRÚJULA

En el siglo VII a.de C. se conocían las propiedades magnéticas de la magnetita o piedra imán. En el siglo XI se descubrió que montada libremente, adoptaba una orientación determinada. La invención de la brújula se atribuye a los chinos. Existe una leyenda según la cual, en una batalla dada en la niebla por el emperador Huang-ti en 2634 a . de C., se empleó para orientar a las tropas un carro con una figura humana que señalaba siempre el S. También se sabe que los chinos traficaron por mar con los países del golfo Pérsico y el mar Rojo en el s.IX, pero no consta que usaran para ello la brújula. En realidad la primera referencia escrita del uso de ésta por los chinos data del s.XI. Entre los árabes se mencionaba por primera vez en 1220. Probablemente fueron ellos quienes la introdujeron en Europa, donde no tardó en ser adoptada por los vikingos. Se sabe con certeza que Colón utilizó una, quien probablemente fue el primero en advertir la variación magnética.

En su versión primitiva, conocida con el nombre de brújula flotante, el instrumento consistía en una aguja magnética montada sobre un flotador que se colocaba en un recipiente con agua. Brújulas modernas: La brújula sufrió pocas modificaciones hasta el s.XIX, en que científicos, ingenieros y navegantes la mejoraron notablemente. En algunos modelos, los rumbos o los grados acimutales están marcados en un plato circular, que gira movido por varios imanes. Para barcos y aviones, en los que los movimientos de balanceo y cabeceo hacen inservibles las brújulas ordinarias, se han ideado tipos especiales. Las brújulas de barcos se montan en suspensión cardán, lo que permite que se mantengan siempre niveladas.

Los imanes de las brújulas, tanto en los barcos como en los aviones, se sumergen a menudo en un líquido con el fin de amortiguar la oscilación. El N geográfico y el magnetismo no suelen coincidir; la diferencia entre ellos es la variación o declinación, que difiere de un lugar a otro; las cartas marinas y las aeronáuticas indican su valor mediante líneas isogónas. El error de la brújula debido a la existencia en sus inmediaciones de materiales férreos y otros metales magnéticos

se llama desviación y resulta especialmente enojoso en los barcos y en los aviones. Se consigue eliminarlo colocando correctores magnéticos en lugares adecuados.

La brújula de declinación posee una aguja imantada que gira en un plano vertical, es decir, alrededor de un eje horizontal, e indica la componente vertical del campo magnético terrestre y no la componente horizontal como hacen las brújulas ordinarias; se usa sobre todo para trabajos geológicos.

PARA QUÉ SIRVE

Sirve para indicar aproximadamente la dirección Norte-Sur geográficos, como se ve en la siguiente fotografía, donde la escala N-E-S-W de la brújula, corresponde al Norte-Este-Sur-Oeste del mapa sobre el que se encuentra.

Pero el campo terrestre puede estar localmente afectado por la presencia de estructuras de hierro dentro de paredes, techos y pisos, rocas magnéticas o piezas de hierro cercanas. Esto se ve en la siguiente foto, donde cerca de la brújula anterior se han colocado 2 clavos de hierro. Como la aguja siempre se orienta según las líneas (de la componente en el plano de giro) del campo magnético total que le rodea, la orientación que se observa, debe ser la superposición del campo terrestre con un campo generado por el conjunto de clavos.

Como las líneas del campo terrestre van hacia arriba en la fotografía, se deduce que debe haber un campo de intensidad similar apuntando aproximadamente hacia abajo en la zona donde se encuentra la brújula. Por lo tanto, los clavos deben tener una magnetización remanente con el polo N magnético en la parte superior. Las líneas del campo que generan estas piezas de hierro se cierran desde N hacia S, a través de la brújula.

Las brújulas también son utilizadas en experimentos, demostraciones y con fines educacionales, por ejemplo, para señalar la dirección y el sentido de campos

magnéticos producidos por bobinas y por imanes, y para medir la intensidad del campo magnético terrestre.

3-DE QUÉ ESTÁ HECHO

Las brújulas con aguja de hierro utilizadas por los conquistadores europeos, durante los viajes se iban desmagnetizando. Por lo tanto, los navegantes cuidaban con su vida una piedra de magnetita que llevaban para magnetizar la brújula durante la travesía.

4-CÓMO FUNCIONA

Por un lado, la Tierra se comporta como si tuviese un imán enorme en su interior, con los polos aproximadamente a lo largo del eje de rotación terrestre, con el polo S magnético cerca del polo Norte geográfico. Y por otra parte, la pieza móvil de la brújula suele ser una aguja imantada longitudinalmente (es decir, un imán con el polo N magnético diferenciado, por ejemplo pintado de color rojo). Por lo tanto, como polos magnéticos diferentes se atraen, el N magnético de la brújula es atraído hacia el polo S magnético de La Tierra (donde aproximadamente está el N geográfico), y entonces, la punta roja de la aguja señala hacia el Norte.

El funcionamiento de la brújula se puede describir matemáticamente viendo que su principio físico es la tendencia de los cuerpos magnetizados (y magnetizables) a orientarse en la misma dirección y sentido que el campo magnético que le rodea. Supongamos que se coloca una aguja imantada sujeta por un "pivote" o engarzada a un eje (para que pueda girar libremente en un plano), en una región de campo magnético exterior B (en tesla, T). La propiedad física que corresponde al magnetismo existente en la pequeña aguja, es el vector momento dipolar magnético m. En el SI, m se mide en ampere por metro cuadrado (A m2). Puede demostrarse que m girará tendiendo a quedar en la misma dirección y sentido que B, y que esa posición, es la más estable. Además, para llegar a esa posición, la aguja girará en el sentido que corresponda a realizar el menor trabajo.

Una de las 4 leyes básicas del Electromagnetismo, la "Ley de Ampère" (*), expresa de qué forma cualquier corriente eléctrica está asociada a un campo magnético. Por lo tanto, en los primeros cursos universitarios de Electromagnetismo, la demostración suele hacerse tratando al imán como una pequeña espira o bucle de alambre, por el que circula una corriente eléctrica continua.

COMO FUNCIONA EL ASTROLABIO

El astrolabio es un instrumento que permite determinar las posiciones de las estrellas sobre la bóveda celeste. La palabra astrolabio significa etimológicamente "el que busca estrellas" y debe su procedencia al griego ("Astro", estrella y "Labio", el que busca). Sinesio de Ptolemais (siglo IV) atribuye su invención a Hiparco de Nicea, alrededor de 150 a. C. Para el siglo VIII ya era ampliamente conocido en el mundo islámico y en Europa en el siglo XII. Aún cuando existen vestigios de la cultura Sumeria, desde 5.000 a.c., que demuestra que los astrologos sumerios lo utilizaban para saber las posiciones de las estrellas.

Durante los siglos XVI hasta el XVIII el astrolabio fue utilizado como el principal instrumento de navegación hasta la invención del sextante.

Los astrolabios eran usados para saber la hora y podían usarse también para determinar la latitud a partir de la posición de las estrellas. Los marineros musulmanes a menudo los usaban también para calcular el horario de oración y encontrar la dirección hacia la Meca.

El astrolabio se basa en la proyección estereográfica de la esfera. En su forma original requería una placa de coordenadas de horizonte distinta para cada latitud, pero en el siglo XI el astrónomo Azarquiel, en al-Ándalus, inventó una placa única que servía para todas las latitudes. La obra maestra de la técnica de fabricación de astrolabios fue la del sirio ibn al-Shatir, una herramienta matemática que podía ser usada para resolver todos los problemas comunes de astronomía esférica de cinco formas diferentes.

La parte delantera del instrumento sirve para saber en qué parte del mundo se está y qué hora es. Una pieza gira encima de la placa madre, que se llama araña o red, y sirve para saber en qué posición del cielo está el Sol. Esta pieza representa al firmamento visible de todo el mundo. Una aguja representa, por un extremo, al Sol, y por el otro, la hora que es.

La parte trasera de la madre sirve para saber la altura de una torre, la distancia a esa torre y el símbolo del zodiaco que está ocupado por el Sol. Encima de esta parte sólo gira una aguja.

CÓMO FUNCIONA EL RADAR

El funcionamiento del radar se basa en un fenómeno físico denominado efecto Doppler y se refiere a la variación de la frecuencia que emite un emisor en movimiento.

Para entenderlo basta un ejemplo cotidiano, como es el de un coche que se acerca, pasa a nuestro lado, para después alejarse: el sonido del motor es más agudo cuando se acerca, para pasar a ser más grave cuando comienza a alejarse. Cuanto más rápido vaya el vehículo, este efecto es más pronunciado. Los radares de tráfico mandan una señal al coche que pasa y reciben una señal rebotada. En función de las diferencias de la frecuencia de la señal rebotada en el coche que pasa se puede calcular la velocidad.

La palabra radar proviene del Inglés "radio detección y ubicación". Un trasmisor envía pulsos de ondas de radio de alta frecuencia. Estas ondas rebotan contra los objetos y regresan a la antena parabólica. El eco del radar aparece en el monitor. De esta manera los operadores del radar saben dónde está el objeto. Una computadora mide el tiempo que le toma a la señal rebotar desde el objetivo, y así calcula cuán lejos se encuentra.

El radar también es usado con fines militares. El radar puede ser usado como herramienta ofensiva y como herramienta defensiva. A través del radar se puede ver al enemigo que va a atacar. Y avisa cuando el enemigo está atacando. Recientes avances en tecnología de ocultación han demostrado que los radares pueden ser superados.

Una de las muchas aplicaciones científicas para el radar es, el radar de clima, este radar es una importante herramienta que ayuda a mejorar los pronósticos. Los científicos también usan el radar para estudiar otros aspectos de la atmósfera tales como los patrones de los vientos. Mediante el conocimiento de los patrones de los vientos en la parte superior de la atmósfera, los científicos del medio ambiente puede predecir hacia dónde se desplazará la contaminación. Así mismo, vehículos de exploración cósmica, tales como, el Magellan, usan radares para hacer mapas de la superficie de otros planetas.

HISTORIA DE LA AVIACIÓN

La historia de la aviación se remonta al día en el que el hombre prehistórico se paró a observar el

vuelo de los pájaros y de otros animales voladores. El deseo de volar está presente en la humanidad desde hace siglos, y a lo largo de la historia del ser humano hay constancia de intentos de volar que han acabado mal. Algunos intentaron volar imitando a los pájaros, usando un par de alas elaboradas con un esqueleto de madera y plumas, que colocaban en los brazos y las balanceaban sin llegar a lograr el resultado esperado.[1]

Muchas personas decían que volar era algo imposible para las capacidades de un ser humano. Pero aún así, el deseo existía, y varias civilizaciones contaban historias de personas dotadas de poderes divinos, que podían volar. El ejemplo más conocido es la leyenda de Ícaro y Dédalo, que encontrándose prisioneros en la isla de Minos, se construyeron unas alas con plumas y cera para poder escapar. Ícaro se aproximó demasiado al Sol y la cera de las alas comenzó a derretirse, haciendo que se precipitara en el mar y muriera.[2] Esta leyenda era un aviso sobre los intentos de alcanzar el cielo, semejante a la historia de la Torre de Babel en la Biblia, y ejemplifica el deseo milenario del hombre de volar.

La historia moderna de la aviación es compleja. Durante siglos se dieron tímidos intentos por alzar el vuelo, fracasando la mayor parte de ellos, pero ya desde el siglo XVIII el ser humano comenzó a experimentar con globos aerostáticos que lograban elevarse en el aire, pero tenían el inconveniente de no poder ser controlados. Ese problema se superó ya en el siglo XIX con la construcción de los primeros dirigibles, que sí permitían su control. A principios de ese mismo siglo, muchos investigaron el vuelo con planeadores, máquinas capaces de sustentar el vuelo controlado durante algún tiempo, y también se comenzaron a construir los primeros aeroplanos equipados con motor, pero que, incluso siendo impulsados por ayudas externas, apenas lograban despegar y recorrer unos metros. No fue hasta principios del siglo XX cuando se produjeron los primeros vuelos con éxito. El 17 de diciembre de 1903 los hermanos Wright se convirtieron en los primeros en realizar un vuelo en un avión controlado,[3] no obstante algunos afirman que ese honor le corresponde a Alberto Santos Dumont, que realizó su vuelo el 13 de septiembre de 1906.[4]

A partir de entonces, las mejoras se fueron sucediendo, y cada vez se lograban mejoras sustanciales que ayudaron a desarrollar la aviación hasta tal y como la conocemos en la actualidad. Los diseñadores de aviones se siguen esforzando en mejorar continuamente las capacidades y características de estos, tales como su autonomía, velocidad, capacidad de carga, facilidad de maniobra o la seguridad, entre otros detalles. Las aeronaves han pasado a ser construidas de materiales cada vez menos densos y más resistentes. Anteriormente se hacían de madera, en la actualidad la gran mayoría de aeronaves emplea aluminio y materiales compuestos como principales materias primas en su producción.[5] Recientemente, los ordenadores han contribuido mucho en el desarrollo de nuevas aeronaves.

Se sabe que alrededor del año 400 a. C., Arquitas de Tarento, un estudioso de la Grecia Antigua, construyó un artefacto de madera que él mismo bautizó con el nombre de "Peristera" (en griego: Περιστέρα, "Paloma"), que tenía forma de ave y era capaz de volar a unos 180 metros de altura. Utilizaba un chorro de aire para

alzar el vuelo, pero no se tiene constancia de qué era lo que producía ese chorro. El objeto volador se amarraba mediante unas cuerdas que permitían realizar un vuelo controlado hasta que el chorro de aire terminaba. Este artefacto de madera probablemente fue la primera máquina voladora capaz de moverse por medios propios.[6]

Sobre el año 300 a. C. los chinos inventaron la cometa, que se considera un tipo de planeador, y desarrollaron técnicas para hacerla volar en el aire. Siglos después, en el año 559 hay documentados vuelos de seres humanos usando cometas. El emperador Gao Yang experimentó con prisioneros, entre los que se encontraba Yuan Huangtou, hijo del anterior emperador, Yuan Lang. Les ordenó lanzarse desde lo alto de una torre, y Yuan Huangtou planeó hasta sobrepasar las barreras de la ciudad, aunque poco después moriría ejecutado.[7]

Muy probablemente fue el artista e inventor italiano Leonardo da Vinci la primera persona que se dedicó seriamente a proyectar una máquina capaz de volar. Da Vinci diseñó planeadores y ornitópteros, que usaban los mismos mecanismos usados por los pájaros para volar, a través de un movimiento constante de las alas para arriba y para abajo. Sin embargo, nunca llegó a construir tales máquinas, pero sus diseños se conservaron, y posteriormente, ya en el siglo XIX y siglo XX, uno de los planeadores diseñados por Leonardo da Vinci fue considerado digno de atención. En un estudio reciente, se creó un prototipo basado en el diseño de ese mismo planeador, y de hecho, el aparato era capaz de volar. No obstante, al interpretar el diseño del planeador, se aplicaron algunas ideas modernas relacionadas con la aerodinámica. Aún así, este diseño es considerado como el primer esbozo serio de una aeronave.[11]

Según crónicas de la época, el primer vuelo realizado con éxito de un globo de aire caliente, fue gracias al padre Bartolomeu Lourenço de Gusmão, un portugués nacido en Brasil en la época colonial, que logró alzar el vuelo de un aerostato, al que denominaría passarola, el 8 de agosto de 1709 en la corte de Juan V de Portugal, en Lisboa. En la demostración, la passarola se elevó unos 3 metros por encima del suelo, dejando impresionados a los observadores, y ganándose el apodo de Padre Volador.[12] No se conservaron descripciones detalladas del acontecimiento, probablemente debido a que fueron destruidas por la inquisición, pero algunos diseños fantasiosos de la excéntrica aeronave salieron en el periódico vienés Wienerische Diarium de 1709. Según una crónica de ese periódico, el aparato consistía en un globo de papel grueso, que dentro contenía un cuenco con fuego, y que consiguió elevarse más de veinte palmos. No obstante, la passarola no influyó en los desarrollos de la aviación que ocurrirían posteriormente.[12]

Otros inventores, como el francés Jacques Charles, sustituyeron el aire caliente por hidrógeno, que es un gas más ligero que el aire. Pero de igual forma, los globos seguían sin poder ser dirigidos, y solamente la altitud era controlable por los aviadores.[17]

En el siglo XIX, en 1852, el ingeniero francés Henri Giffard inventó el dirigible, que es una máquina más ligera que el aire, y se diferencia del globo en que su dirección si podía ser controlada a través del uso de timones y motores.[18] El primer vuelo controlado de un dirigible se realizó el 24 de septiembre de ese mismo año en Francia, controlado por el propio Giffard, logrando recorrer 24 kilómetros, a una velocidad de 8 km/h usando un pequeño motor a vapor. A lo largo de finales del siglo XIX y en las primeras décadas del siglo XX, el dirigible fue un método de transporte de confianza.[19]

En primer lugar, aparecieron los planeadores, máquinas capaces de sustentar el vuelo controlado durante algún tiempo. En 1799, George Cayley, un inventor inglés, diseñó un planeador relativamente moderno, que contaba con una cola para controlarlo, y un lugar donde el piloto se podía colocar, por debajo del centro de gravedad del aparato, dando así estabilidad a la aeronave. Cayley construyó un prototipo, que realizó sus primeros vuelos no tripulados en 1804. Durante las cinco décadas siguientes, trabajó en su prototipo, tiempo durante el cual Cayley dedujo muchas de las leyes básicas de la aerodinámica. En 1853, un ayudante de Cayley realizó un vuelo de corta duración subido al planeador, en Brompton (Inglaterra). George Cayley es considerado el fundador de la ciencia física de la aerodinámica, habiendo sido la primera persona que describió un aeronave de ala fija propulsada por motores.[20]

En 1856 el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo que planeó más alto que su punto de despegue, gracias a su planeador, el L'Albatros artificiel, el cual, para despegar, fue arrastrado por caballos en la playa. Según afirmó, alcanzó una altura de 100 metros y recorrió una distancia de 200.[21]

Uno de los primeros planeadores modernos fue construido en Estados Unidos por John Joseph Montgomery, que voló en su máquina el 28 de agosto de 1883, en un vuelo controlado.[25] Pero tuvo que pasar mucho tiempo para que los trabajos de Montgomery fueran conocidos. Otro planeador fue construido por Wilhelm Kress en 1877 en Viena.[26]

Siglo XIX: Aviones

En el siglo XIX se realizaron algunos intentos de producir un avión que despegase por medios propios. Pero la mayoría de ellos eran de pésima calidad, construidos por personas interesadas en la aviación pero que no tenían los conocimientos de los problemas que trataron Lilienthal y Chanute.

En 1890, Clément Ader, un ingeniero francés, construyó un avión al que llamó Éole, equipado con un motor a vapor. Ader consiguió despegar en el Éole, pero no consiguió controlar el aparato, y solo pudo recorrer unos 50 metros en el aire. Aún así, consideró los resultados satisfactorios, y se planteó construir un aeronave mayor, cuya construcción le llevó cinco años de su vida. Pero por desgracia, su nuevo avión, denominado Avión III era demasiado pesado y nunca fue capaz de despegar.[4]

El 7 de octubre y el 8 de diciembre de 1903, Langley, a los mandos del Aerodrome A, intentó hacer que su avión despegara. Realizó sus intentos en un navío sobre el Río Potomac, y utilizó una catapulta para proporcionar el empuje necesario para el despegue. Pero por desgracia, el avión era muy frágil, y en ambos intentos el avión terminó chocándose con el agua justo después de despegar. Además de eso, el avión no disponía de control longitudinal ni tampoco de tren de aterrizaje, y por eso tenía que realizar los intentos de despegue sobre el río. Otro problema era que los fondos monetarios de los que disponía se agotaban, por lo que intentó conseguir más, pero sus esfuerzos fracasaron.[34]

Por toda la labor realizada dentro del mundo de la aviación, Langley fue reconocido por la Smithsonian Institution, una institución educacional ubicada en Washington DC, como el inventor del avión, gracias a que Glenn Hammond Curtiss posteriormente haría varias modificaciones en el Aerodrome A de Langley en la década de 1910, y conseguiría alzar el vuelo.[34]

Mientras, en el Reino Unido, Percy Pilcher estuvo a punto de convertirse en la primera persona que alza el vuelo en un avión. Pilcher construyó varios planeadores: the bat (el murciélago), the beetle (el escarabajo), the gull (la gaviota) y the hawk (el halcón). Logró alzar el vuelo en todos ellos, teniendo éxito en sus intentos. En 1899 construyó un prototipo de avión con motor a vapor, pero por desgracia Pilcher falleció en un accidente aéreo con uno de sus planeadores, no habiendo probado su prototipo.[35] Sus trabajos permanecieron escondidos durante años, y solo mucho tiempo después, despertaron interés en la comunidad científica. Estudios más recientes indicaron que su prototipo hubiera sido capaz de alzar el vuelo por sus propios medios con un tripulante a bordo.

Otro nombre digno de destacar es el de Gustave Whitehead, del que se tiene documentado un primer vuelo ocurrido el 14 de agosto de 1901 en Connecticut (Estados Unidos), día en el que logró volar con su módelo número 21 en tres ocasiones.[4] La información salió reflejada en los periódicos Bridgeport Herald, New York Herald y el Boston Transcript, y en ellos se dice que el vuelo más largo logró recorrer más de 2.500 metros a una altura de 60 metros, siendo mayor que la marca alcanzada por los Hermanos Wright dos años más tarde.

1900 - 1914: Los primeros vuelos en una aeronave más pesada que el aire

Los Hermanos Wright

Durante la década de 1890, los Hermanos Wilbur y Orville Wright empezaron a interesarse por el mundo de la aviación, especialmente con la idea de fabricar y hacer volar una aeronave más pesada que el aire, que pudiese despegar por medios propios. En esa época, ambos administraban una fábrica de bicicletas en Dayton (Ohio, Estados Unidos), y comenzaron a leer y estudiar con gran interés, libros y documentos relacionados con la aviación. Siguiendo el consejo de Lilienthal, en el año 1899 empezaron a fabricar planeadores. A finales de siglo, comenzaron a realizar sus primeros vuelos con éxito con sus prototipos, en Kitty Hawk (Carolina del Norte), lugar elegido debido a que en esa zona podían encontrar vientos constantes, que soplaban también en una misma dirección, facilitando así los vuelos con planeadores. Además de eso, la zona disponía de un suelo plano, que hacía más fáciles los aterrizajes.

Después de la realización de varias pruebas y vuelos con planeadores, los Wright decidieron en 1902 ponerse a fabricar un avión más pesado que el aire. Se convirtieron en el primer equipo de diseñadores que realizaron pruebas serias para intentar solucionar problemas aerodinámicos, de control y de potencia, que afectaban a todos los aviones fabricados en esa época. Para la realización de un vuelo con éxito, la potencia del motor y el control del aparato serían esenciales, y al mismo tiempo el aparato precisaba ser bien controlado. Las pruebas fueron difíciles, pero los Wright fueron perseverantes. Al mismo tiempo, fabricaron un motor con la potencia deseada, y solucionaron los problemas de control de vuelo, a través de una técnica denominada alabeo, poco usada en la historia de la aviación, pero que funcionaba en las bajas velocidades a las que el avión volaría.

El avión que fabricaron los hermanos Wright era un biplano al que denominaron Flyer (en español: Volador). El piloto permanecía echado sobre el ala inferior del avión, mientras que el motor se situaba a la derecha de este, y hacía girar dos hélices localizadas entre las alas. La técnica del alabeo consistía en cuerdas atadas a las puntas de las alas, de las que el piloto podía tirar o soltar, permitiendo al avión girar a través del eje longitudinal y vertical, lo que permitía que el piloto tuviera el control del avión. El Flyer fue el primer avión registrado en la historia de la aviación, dotado de maniobrabilidad longitudinal y vertical, excluyendo a los

planeadores de Lilienthal, donde el control era realizado a través de la fuerza del propio tripulante.

Los Hermanos Wright realizaron diversos vuelos públicos (más de 105) entre 1904 y 1905, esta vez en Dayton, Ohio, invitando a amigos y vecinos. En 1904, una multitud de periodistas se reunió para presenciar uno de los vuelos de los Wright, pero a causa de problemas técnicos en su avión, que no pudieron corregir en dos días, Orville y Wilbur fueron ridiculizados por los medios, pasando a recibir poca atención, con la excepción de la prensa de Ohio. Varios periodistas de ese estado, presenciaron diversos vuelos suyos, incluyendo el primer vuelo circular del mundo, y un nuevo récord de distancia, ya que durante un intento el 5 de octubre de 1905 recorrieron 39 kilómetros en 40 minutos. A partir de 1908, los aviones de los hermanos Wright ya no necesitaron más la catapulta para alzar el vuelo.[3]

El 7 de noviembre de 1910, realizaron el primer vuelo comercial del mundo. Este vuelo, realizado entre Dayton y Columbus (Ohio), duró una hora y dos minutos, recorriendo 100 kilómetros y rompiendo un nuevo récord de velocidad, alcanzando los 97 km/h.[36]

Alberto Santos Dumont

El brasileño Alberto Santos Dumont estaba fascinado por las máquinas. En 1891, se mudó con su padre a París, donde quedó maravillado por el mundo de la aviación. Realizó sus primeros vuelos como pasajero en globo, y posteriormente creó su propio globo, el Brésil (Brasil en francés). Santos Dumont también creó una serie de modelos de dirigibles, de los que algunos lograron volar con éxito pero otros no. Los hechos realizados por Santos Dumont en París, le convirtieron en una persona famosa en esa ciudad.

El 13 de septiembre de 1906, Santos Dumont realizó un vuelo público en París, en su famoso avión, el 14-bis. Este aparato usaba el mismo sistema de alabeo empleado en las aeronaves de los hermanos Wright, y logró recorrer una distancia de 221 metros. El 14-bis, al contrario que el Flyer de los Wright, no necesitaba raíles, catapultas o viento para alzar el vuelo, y como tuvo mucha repercusión mediática en aquel momento, el vuelo es considerado por algunas personas como el primero realizado con éxito de un avión. Cuando se realizó este vuelo, poco o nada se sabía de los hermanos Wright, por lo que la prensa internacional consideró al 14-bis de Santos Dumont como el primer avión capaz de despegar por medios propios.[4]

En cuanto a hidroaviones, el primero de la historia fue obra del ingeniero francés Henri Fabre. Lo denominó le canard (en francés, el pato), y el 28 de marzo de 1910 despegó del agua y logró recorrer 800 metros. Sus experimentos fueron seguidos de cerca por Charles y Gabriel Voisin, que adquirieron varios de sus prototipos para desarrollar el suyo propio, al que denominaron Canard Voisin. En octubre de 1910, el Canard Voisin se convirtió en el primer hidroavión que voló sobre el río Sena, en París,[61] y en marzo de 1912 se convirtió también en el primer hidroavión que fue usado militarmente desde el portaaviones francés La Foundre (en francés, el relámpago).

1914 - 1918: Primera Guerra Mundial

No mucho después de haber sido inventado, el avión pasó a ser usado en servicios militares. El primer país que usó aviones con ese propósito fue Bulgaria, en ataques sobre posiciones otomanas durante la Primera Guerra de los Balcanes.

Pero la primera guerra en la que se usaron aviones en misiones de ataque, defensa y de reconocimiento, fue en la Primera Guerra Mundial. Los Aliados y las Potencias Centrales hicieron un uso extensivo de los aviones. Irónicamente, la idea del uso de aviones como arma de guerra antes de la Primera Guerra Mundial fue motivo de risas y mofas por parte de muchos comandantes militares, durante los tiempos que precedieron a la guerra.

La tecnología relacionada con la aviación avanzó rápidamente debido a la guerra. Al principio de ésta, los aviones apenas podían cargar con el piloto, pero después de muchas mejores, se pudo añadir a un pasajero adicional. Los ingenieros crearon motores más potentes, y se fabricaron aeronaves cuya aerodinámica era sensiblemente mejor que el de las de antes de la guerra. Como comparación, al inicio de la guerra los aviones no superaban los 110 km/h, sin embargo al finalizar la contienda, muchos ya alcanzaban los 230 km/h o incluso más.

Después del comienzo de la guerra, los comandantes militares descubrieron la importancia que tenía el avión como arma de espionaje y reconocimiento, pudiendo fácilmente localizar fuerzas y bases enemigas sin mucho peligro, hasta que se empezó a desarrollar el armamento antiaéreo según iba avanzando la guerra.

Pero el uso de los aviones que realizaban patrullas de reconocimiento generó un problema: éstas frecuentemente se encontraban con aviones enemigos. Así que no se tardó mucho en equipar a esas aeronaves con armas de fuego a bordo, para que así pudieran defenderse, pero a la vez el piloto tenía que controlar el aparato, lo que complicaba la situación.

Después de la guerra, los gobiernos estadounidense y canadiense ofrecieron a precios bajos el exceso de aviones del que disponían, a aviadores. A pesar de que estas aeronaves eran más fuertes que las fabricadas antes de la guerra, aún no podían ser consideras seguras, ya que estaban realizadas la mayoría de las veces con madera y tejidos, y no disponían de equipamientos de navegación básicos. Aún así, muchos pilotos que antes habían luchado en la guerra, compraron esos aviones y los emplearon para ganar dinero, realizando exhibiciones acrobáticas y peligrosas en ferias, lo que hacía que los accidentes fueran frecuentes, y muchos de estos aviadores murieran.

La agencia de correos de Estados Unidos también empleó antiguos aviones militares para transportar correo entre algunas ciudades americanas, hasta el año 1927, en el que dejaron de operar estos vuelos, prefiriendo contratar a líneas aéreas para que realizaran ese servicio. Los correos aéreos tuvieron mucha importancia en el desarrollo de la aviación comercial.

En la década de 1930, muchas líneas aéreas utilizaron hidroaviones que empleaban principalmente en vuelos transoceánicos. Uno de los mayores hidroaviones de la época fue el Dornier Do X, tan grande que necesitaba doce motores para despegar, seis en cada ala. Voló por primera vez en 1929, pero no fue demasiado popular.[66] Otro hidroavión, el Boeing 314 Clipper, capaz de transportar 74 pasajeros, si que resultó popular en esos años. En 1938 realizaron sus primeros vuelos comerciales sobre el Océano Atlántico, pero el desarrollo de aviones cada vez más potentes y de aeropuertos con pistas cada vez más largas, hicieron que el uso de hidroaviones terminase a lo largo de los años 40.

En lo que respecta a otro tipo de aeronaves, en los años 20 el ingeniero español Juan de la Cierva y Codorníu comenzó a desarrollar una aeronave de ala rotativa que puede ser considerada un híbrido entre un avión y un helicóptero, y que recibió el nombre de Autogiro.[59] [60] De la Cierva realizó su primer vuelo en un autogiro en 1923, recorriendo 200 metros, y un año después en otra prueba logró alcanzar los 100 km/h. El español siguió evolucionando su aparato en Inglaterra y Estados Unidos con apoyo de inversores particulares, y llegó a tener gran éxito con sus modelos en los primeros años 30. Pero con la llegada de la Guerra Civil Española, de la Cierva muere y las investigaciones relativas al autogiro quedan prácticamente paralizadas, centrándose todos los esfuerzos en el desarrollo del helicóptero aprovechando las investigaciones y avances conseguidos por Juan de la Cierva con el autogiro, aparato que hoy en día es considerado como el precursor del helicóptero. Heinrich Focke en Alemania e Igor Sikorsky en Estados Unidos desarrollaron los primeros modelos operativos de helicópteros a finales de los años 30 y principios de los años 40, llegando a tener que comprar varias de las patentes del autogiro para desarrollar sus aparatos.