Una nave espacial o astronave es un vehículo diseñado para funcionar más allá de

la atmósfera terrestre, en el espacio exterior. Las naves espaciales pueden ser robóticas o

bien estar tripuladas.

Dado el escaso desarrollo real de las naves espaciales, gran parte de las ideas y avances se

encuentran todavía en el ámbito de la ciencia ficción, especialmente en la llamada ciencia

ficción dura.

Índice

1Primeras ideas 2Diseño 3Sistemas de propulsión 4Ejemplos de naves espaciales

o 4.1Naves espaciales tripuladaso 4.2Naves espaciales no tripuladaso 4.3Naves espaciales en desarrollo/propuestaso 4.4Programas de naves espaciales cancelados/sin fondos

5Naves espaciales de ficcióno 5.1Motor de fisión nuclearo 5.2Explosión atómica: el proyecto Orióno 5.3Naves de fusióno 5.4Motores de antimateriao 5.5Agujero de gusanoo 5.6Motores Warpo 5.7Velas solares

6Véase también 7Enlaces externos

Primeras ideas[editar]

Aunque la idea de los viajes espaciales se remonta al menos hasta la época del

antiguo imperio romano, no ocurre lo mismo con el concepto de "nave espacial", pues la

imaginación humana se vio severamente condicionada por la falta de desarrollo tecnológico.

Autores como Plutarco en el siglo I (De facie in orbe lunae), y Kepler en el

siglo XVII (Somnium) mencionan viajes a la Luna, no son capaces de concebir un artefacto

capaz de realizar el viaje, valiéndose para ello de caminos ocultos o de la intervención de

espíritus.

Los primeros intentos no mágicos para alcanzar el espacio aparecen en la segunda mitad del

siglo XVIII, utilizando los precarios métodos disponibles en la época. Así, en Las aventuras del

Barón Munchausen se alcanza la Luna en globo. No obstante, este relato sigue perteneciendo

todavía al género de la fantasía épica. El salto de la fantasía a la ciencia ficción se producirá

casi un siglo después, en la famosa De la Tierra a la Luna, publicada por Julio Verne en 1865,

en la que se emplea un gigantesco cañón balístico, de nuevo con destino a la Luna. En esta

novela el autor ya trata de dar solución a algunos de los problemas de su método de viaje,

tales como la ausencia de oxígeno fuera de la atmósfera o la compensación de la inmensa

aceleración del despegue.

Años después, H. G. Wells seguiría usando el método del cañón en La guerra de los

mundos (1898), pero en este caso con destino a Marte.

Es en esa época, ya en los inicios del siglo XX, cuando surgen finalmente las primeras ideas

realistas sobre naves espaciales; ideas que vendrán asociadas al motor de reacción. La obra

pionera en este campo es La exploración del espacio cósmico por medio de los motores de

reacción, publicada por el físico ruso Konstantín Tsiolkovski en 1903. En este punto la ciencia

ficción dará paso a la ciencia.

Diseño[editar]

El diseño de naves espaciales abarca tanto a las naves no tripuladas o robóticas

(satélites y sondas) como a las tripuladas (estaciones espaciales, transbordadores y módulos).

Todas las naves espaciales hasta la fecha constan de dos partes:

Cohete : sección impulsora, compuesta por los motores y los depósitos de combustible,

cuya misión es abandonar la atmósfera terrestre.

La nave en sí, que efectuará propiamente el viaje por el espacio, y que puede adoptar

cualquiera de las formas anteriormente mencionadas.

Sistemas de propulsión[editar]

Los cohetes impulsores funcionan con combustible químico, ya sea sólido

o propelente líquido, mientras que las naves pueden funcionar con motores químicos,

nucleares, iónicos o incluso mediante velas solares.

Siendo por el momento la propulsión química la única con referentes en la realidad práctica,

debería suponerse más abundantes los ejemplos de su uso en la ciencia ficción. Pudo ser así

en la ciencia ficción más temprana, antes de generalizarse el uso de la fisión atómica como

fuente de energía. Cuando la energía atómica se hizo una realidad, la soñadora mente de los

escritores abandonó al viejo cohete como medio de salir de la Tierra.

Aun así se ha convertido en el emblema de toda una época y autores como Ray Bradbury,

en Crónicas marcianas (1950), lo asociaron a su obra de manera casi indisoluble (si bien es

posible que el tremendo calor del verano del cohete no fuera producido por combustión).

Los cohetes químicos tienen una autonomía muy limitada debido a su enorme gasto de masa

propelente y sería poco probable que nos llevasen mucho más allá de Marte. De hecho, sin

poder desterrar totalmente este tipo de impulsor, la NASA está evaluando la posibilidad de

construir un cañón electromagnético en la falda de una montaña para auxiliar en el despegue

a las lanzaderas espaciales, ahorrando combustible y disminuyendo los riesgos de accidentes.

En La Luna es una cruel amante, Robert A. Heinlein, ya en 1966, utiliza una catapulta

electromagnética para acelerar carga desde una base lunar a la Tierra y el mismo mecanismo

es usado por Arthur C. Clarke en el relato Maelstrom II, de 1965. Estas obras, alejadas de la

fantasía de las revistas de usar y tirar, pretenden abordar el tema de la colonización de

cuerpos cercanos con cierto rigor científico.

Aún hoy la idea del cañón continua vigente en la forma de catapultas electromagnéticas y la

llamada «propulsión a explosión atómica», conceptualmente idéntica a la explosión química.

Ejemplos de naves espaciales[editar]

Naves espaciales tripuladas[editar]

El módulo de Comando/Servicio deApolo 15 visto desde el Modulo Lunarel 2 de agosto de 1971.

Orbitales

Véase también: Vuelo espacial tripulado

Nave espacial Apolo

Nave espacial Gemini

Estación Espacial Internacional

Proyecto Mercury

Unidad de Maniobra Tripulada  La nave tripulada más pequeña

Mir

Salyut

Transbordador Buran

Shenzhou

Skylab

Soyuz Spacecraft

Transbodador espacial estadounidense

Programa Vosjod

Programa Vostok

Suborbital

Véase también: Vuelo suborbital

SpaceShipOne

X-15

Naves espaciales no tripuladas[editar]

El Telescopio espacial Hubble.

El vehículo de transferencia automática Jules Verne aproximándose a Estación Espacial Internacional el

lunes 31 de marzo de 2008.

Vehículo de aterrizaje suave (NASA).

Concepción artística de la sonda Cassini en su maniobra de inserción en órbita alrededor de Saturno.

Artículo principal: Nave espacial robótica

Véase también: Sonda espacial

Órbita terrestre

Vehículo de transferencia automatizado  (ATV)—Nave espacial de carga no tripulada

europea

Buran  Transbordador soviético (una sola misión, reutilizable).

Explorer 1  Primer satélite de los EE. UU.

Progress  Nave espacial de carga no tripulada soviética

Proyecto SCORE  Primer satélite de comunicaciones

SOHO  (Solar and Heliospheric Observatory: Observatorio Solar y Heliosférico).

Sputnik 1 : primer satélite artificial del mundo

Sputnik 2 : primer satélite en órbita con un animal (perra Laika).

Sputnik 5 : primera cápsula del Vostok recuperada con sobrevivientes

STEREO : observación ambiental de la Tierra

Syncom : primer satélite de comunicaciones geosincrónico

Kepler : satélite para la búsqueda de planetas extrasolares.

Lunar

Clementine : misión de la Marina de Estados Unidos. Orbitó la Luna y detectó hidrógeno en

los polos

Luna 1 : primer vuelo lunar

Luna 2 : primer contacto con la superficie lunar

Luna 3 : primeras imágenes del lado oscuro de la luna

Luna 9 : primer alunizaje

Luna 10 : primera órbita lunar estable

Luna 16 : primera recogida de muestras de la superficie lunar no tripulada

Lunar Orbiter : serie de exitosas naves espaciales que cartografiaron la Luna

Lunar Prospector : confirma la detección de hidrógeno en los polos lunares

SMART-1 : sonda de impacto lunar de la ESA

Surveyor : primer alunizaje de Estados Unidos.

Chandrayaan-1 : primera misión lunar de la India

Interplanetario

Cassini-Huygens : primer satélite artificial de Saturno y aterrizaje en su luna Titán

Galileo : primer satélite artificial de Júpiter y sonda

Mariner 4 : primer acercamiento a Marte, primeras imágenes de cerca y alta resolución de

Marte

Mariner 9 : primer satélite artificial de Marte

Mariner 10 : primeras fotografías detalladas de Mercurio

Mars Exploration Rover : sonda motorizada en Marte

Mars Global Surveyor : satélite artificial en Marte

Mars Reconnaissance Orbiter : satélite artificial monitor de clima en Marte

MESSENGER : primer satélite de Mercurio (llegada en 2011).

Mars Pathfinder : sonda motorizada en Marte

New Horizons : primer acercamiento a Plutón(llegada en 2015).

Pioneer 10 : primer acercamiento y fotos detelladas de Júpiter

Pioneer 11 : segunda en sobrevolar Júpiter y primer sobrevuelo cercano a Saturno

Pioneer Venus : primer satélite artificial y sonda de superficie de Venus

Venera 4 : primer descenso controlado hasta la superficie de otro planeta (Venus).

Viking 1 : primer descenso controlado a la superficie de Marte

Voyager 2 : acercamiento a Jupiter, Saturno, y primer acercamiento a Neptuno y Urano

Otros (espacio profundo).

Cluster

Deep Space 1

Deep Impact (misión espacial)

Genesis

Near Earth Asteroid Rendezvous

Stardust

WMAP

La nave espacial más rápida

Sondas solares  Helios I y II (252 792 km/h).

Las naves espaciales más alejadas del Sol

Voyager 1 , que en julio de 2008 se encontraba a 106,3 AU (unidad astronómica: la

distancia media entre la Tierra y el Sol), alejándose a una velocidad cercana a las 3,6 UA

(540 millones de kilómetros) al año.

Pioneer 10 , que en 2005 se encontraba a 89,7 AU, alejándose a una velocidad cercana a

las 2,6 UA (390 millones de kilómetros) al año.

Voyager 2 , que en julio de 2008 se encontraba a 85.49 AU, alejándose a una velocidad

cercana a las 3,3 UA (495 millones de kilómetros) al año.

La nave espacial más pesada

STS  Space Shuttle/Orbiter, NASA (con 2030 toneladas).

Naves espaciales en desarrollo/propuestas[editar]

Vehículo propuesto Oriónaproximándose a la Luna.

Orión

Kliper  de Rusia

Vehículo de transferencia H-II

CNES Mars Netlander

Telescopio Espacial James Webb  (demorado).

Proyecto Espacial Darwin

Herschel Space Observatory

Mars Science Laboratory  (rover).

Shenzhou , nave de carga

Terrestrial Planet Finder , sonda

Boeing X-37

SpaceX Dragon  nave tripulada

System F6 , prototipo de nave espacial fraccionada DARPA

Reaction Engines Skylon  con motor híbrido

Bussard ramjet , nave espacial capaz de alcanzar velocidades relativistas.

Programas de naves espaciales cancelados/sin fondos[editar]

Primer vuelo de prueba del Delta Clipper-Experimental Advanced (DC-XA).

Multietapa

Project 921-3 , lanzadera china

Transbordador Hermes  (ESA).

Transbordador Burán  (Rusia).

Soyuz Kontakt

Teledesic

Manned Orbiting Laboratory

X-20

Reutilizables (SSTO).

RR/British Aerospace HOTOL

Hopper  (de ESA).

McDonnell Douglas DC-X  (Delta Clipper).

Roton , nave híbrida con rotor

VentureStar   (de Lockheed-Martin).

Naves espaciales de ficción[editar]

Las naves espaciales han sido siempre uno de los estandartes de la ciencia ficción.

La Space Opera sería un género muy mermado sin la posibilidad de efectuar vuelos

interestelares y la ciencia ficción dura se encontraría privada de la colonización de otros

mundos si no se pudiera contar con el viaje interplanetario.

Las naves espaciales utilizadas en uno u otro género son muy diferentes, sobre todo en

cuanto a su plausibilidad y a su posibilidad de materialización con la actual tecnología. El

grado de desarrollo del saber científico en el momento de realización de la obra ha marcado la

evolución del concepto de nave espacial y ha diversificado los métodos de propulsión. Así nos

encontramos con diferentes tipos de propulsión que se corresponden con el nivel de

especulación y de conocimiento característico de cada autor.

Algunas obras representativas que tratan sobre el tema son:

Julio Verne  escribió De la Tierra a la Luna en 1865

C-57D (Planeta prohibido), una nave que parece como un platillo volante

Discovery 1  en la película 2001: a space odyssey

Rama  en las novelas de Arthur C. Clarke y Gentry Lee

Galasphere 347 en la serie de marionetas Space Patrol

UNSC Pillar of Autumn  en la primera entrega del videojuego de Halo

Fireball XL5  de la serie de televisión del mismo nombre

TARDIS , una nave espaciotemporal no convencional, en la serie de televisión Doctor

Who.

USS Enterprise , una nave con empuje warp, en la serie Star Trek.

Halcón Milenario , la nave de Han Solo en las películas Star Wars.

Prometheus , en la serie de televisión Stargate SG-1

Liberator, en la película Blake's 7.

Nostromo , en la película Alien.

Estrella Blanca, en la serie de televisión Babylon 5.

LEXX , una nave espacial tripulada en la serie del mismo nombre

Moya (Farscape), otra nave espacial tripulada.

Battlestar  (‘estrella de batalla’) de la serie de televisión Battlestar Galactica

Jupiter 2  en la serie de televisión Perdidos en el espacio

GSV, un crucero/hábitat consciente de la serie de novelas de The Culture

SDF-1 en Robotech, una serie de televisión

Macross de las series de animé The Super Dimension Fortress Macross

MegaShip de la serie Power Rangers: En el espacio

Ptolemaios II  de la serie de anime Gundam 00

SSV Normandy del videojuego Mass Effect

Nave de Planet Express de la serie de televisión Futurama

Prometheus en la película Prometheus (2012).

Motor de fisión nuclear[editar]

Entrada la Edad de Oro de la ciencia ficción, la mayoría de los autores se destacaron por sus

naves de propulsión atómica para sus viajes imaginados, reflejando el auge que experimentó

ese método de producción de energía en la época.

Por ejemplo, Arthur C. Clarke en El fin de la infancia (1953) muestra a dos superpotencias que

compiten en la carrera espacial por conquistar la Luna mediante naves de propulsión atómica.

El motor de fisión mejora mucho el rendimiento de un cohete químico y el propelente puede

ser cualquier líquido susceptible de hervir. Puesto que el combustible nuclear teóricamente

debe durar mucho tiempo, una nave propulsada por un motor de este tipo podría llevar a cabo

un viaje de diez o doce años sin más que repostar periódicamente masa de reacción.

Explosión atómica: el proyecto Orión[editar]

Artículo principal: Proyecto Orión

Buscando un modo de utilizar más eficientemente la energía atómica surgió el Proyecto Orión,

que consiste en utilizar una explosión atómica para producir plasma, que al chocar contra un

plato en el vehículo espacial, generaría un enorme impulso.

La duración del estallido es tan breve que el plato de impulso, de acero o aluminio, apenas

sufre un ligero desgaste.

El resultado es un motor con una relación de impulso miles de veces mayor que el de un

motor químico. Además, necesita una masa de reacción mucho menor gracias a las altas

velocidades que alcanza el plasma.

Sin embargo, un pequeño fallo en el proceso de detonación puede destruir la nave, así como

todo lo que haya a su alrededor.

No obstante, la ciencia ficción ha podido soslayar estos inconvenientes. En la película Deep

Impact, la nave está dotada de un sistema de propulsión Orión, y el plato de impulso se puede

apreciar perfectamente en la secuencia de partida de la nave.

Naves de fusión[editar]

La fusión atómica consiste, en esencia, en fundir dos átomos de hidrógeno para formar helio,

acompañado de un enorme desprendimiento de energía. Las partículas resultantes son

altamente energéticas y se mueven a velocidades muy cercanas a la luz. Por tanto, ese sería

el límite teórico de una nave de este tipo.[cita  requerida]

Al igual que en la fisión, las partículas expelidas que proporcionan el impulso a reacción

alcanzan temperaturas muy elevadas, lo que supone un problema a la hora de buscar

materiales para fabricar las toberas. Sin embargo, en la fusión se puede ajustar la reacción de

modo que los subproductos de la misma sean partículas cargadas en su mayor parte, lo que

permitiría encauzarlas mediante campos electromagnéticos.

Gran parte de la energía que libera la fusión debe dedicarse al mantenimiento de estos

campos. Aun así, teniendo en cuenta la tolerancia biológica del ser humano a la

aceleración (situado en torno a 10 g) el reactor de fusión proporciona energía más que

suficiente para alcanzar este límite.

Estas naves son capaces de mantener aceleraciones sostenidas de 1 g, emulando gravedad

artificial. Al cabo de menos de un año, la nave se desplazaría a un décimo de la velocidad de

la luz, lo que supone una opción viable para un posible viaje interplanetario.

Motores de antimateria[editar]

Una fuente energética aún más poderosa que la fusión sería la aniquilación materia-

antimateria. Un motor de antimateria, produciría teóricamente unos 20.000 billones de julios

por kilogramo de combustible, lo que sería el óptimo desde un punto de vista energético para

la propulsión de una nave espacial.

En la aniquilación de protones y antiprotones se generan como subproducto piones que son

susceptibles de ser manejados mediante campos magnéticos para producir impulso. Estos

piones se mueven prácticamente a la velocidad de la luz, por lo que la velocidad final de estas

naves también sería altísima.

Como se ha mencionado antes, el exceso de energía producida se puede emplear para

propulsar naves mucho mayores que las anteriores.

Sin embargo, la antimateria es difícil de producir y altamente inestable, lo que complica su

uso. Autores como Joe Haldeman o Stephen Baxter han utilizado la artimaña de inventar una

fuente natural de antimateria, pero ha sido más habitual encontrar el concepto asociado a

usos oscuros y milagrosos, como en el caso de los motores de la nave Enterprise (de la

serie Star Trek).

Agujero de gusano[editar]

Artículo principal: Agujero de gusano

Los agujeros de gusano son muy conocidos entre las películas, series y videojuegos (Star

Wars, Interstellar o Stargate, por ejemplo), un fenómeno no comprobado científicamente que

hace saltos en el espacio-tiempo.

Motores Warp[editar]

Artículo principal: Warp

Los motores Warp o de curvatura son tipo de motor hipotético cuya viabilidad a futuro es

discutida. Generan una distorsión en el tejido espacio-temporal que rodea la nave, de manera

que no es la nave la que surca el espacio a alta velocidad, sino el propio espacio el que estira,

transportando la nave con él. Este sistema posee la ventaja de que puede burlar la limitación

de la velocidad de la luz, pudiendo en teoría alcanzarse velocidades arbitrariamente altas. El

inconveniente es que la cantidad de energía requerida para un viaje así sería

desproporcionada.

Velas solares[editar]

Artículo principal: Vela solar

Este sistema carece de motor y de propelente, y aprovechando en su lugar el viento solar o

la radiación solar mediante enormes velas. Existen prototipos experimentales que confirman la

validez del concepto, pero la tecnología actual carece de los materiales adecuados para hacer

de este sistema un método útil. Aun así, las velas solares se emplean en numerosas obras de

ciencia ficción.