Aerodinámica espacial (en la ciencia ficción)

15, agosto, 2008

Durante el mes de julio me he dedicado a ver la serie Battlestar Galactica aparte de volver a ver algunas películas de Star Wars y como buen ingeniero que soy me han surgido dudas en cuanto al diseño y la aerodinámica de las naves.

Según la Primera Ley de Newton o de la Inercia en la ausencia de fuerzas exteriores, todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado. Explicado de forma fácil es como si estamos patinando sobre hielo, alguien nos empuja y si no existiera rozamiento entre las cuchillas y el hielo, seguiríamos patinando indefinidamente a velocidad constante. Esto aplicado en el espacio hace que las naves, transbordadores y demás aparatos voladores, con un simple “apago y enciendo motores”, fuesen a velocidad constante siempre, puesto que en el espacio no existe ningún tipo de fricción, al no existir nada. He aquí donde mi quijotera se puso a pensar por que los motores de las naves siempre o casi siempre están encendidos cuando al parecer están inmóviles puesto que con la fuerza que ejercerían los mismos la nave seguiría una trayectoria recta, teniendo que encender algún motor delantero que compensase al trasero para quedarse en una posición fija y no digamos para realizar “picados”, necesitaríamos algo que hiciese que la nave se propulsase hacia abajo, cosa que en la gran mayoría de naves no existe. Solo en Battlestar Galactica los Viper (los típicos cazas de toda serie de ciencia ficción) tienen como unos pequeños impulsores en diferentes puntos que logran que la nave rote, cambie el rumbo y demás aunque no sea completamente fidedigno por lo menos parece que se acuerdan de Isaac.

Algunos pensareis que los movimientos bruscos que se realizan se deben a la posición de las alas y de los alerones pero eso solo seria útil en presencia de un fluido que sustentase la nave (como ocurriría en la atmósfera y en el mar) y puesto que en el espacio no hay, el perfil aerodinámico de las naves poco importa (salvo por motivos de colocación de armas, combustible, droides y si la nave es del tipo aire-espacio).

En Star Wars la mayoría de las naves son bonitas (aerodinamicamente y no aerodinamicamente hablando ) y muchas de ellas son capaces de cambiar la forma de sus alas, como en la Batalla de Yavin (alrededor del minuto tres) y en la Batalla de Endor (alrededor del minuto uno y veinticinco), cuando se disponen a atacar. Esto que queda increíble en la saga pero ni mucho menos sería necesario por motivos aerodinámicos pero por lo que he leído George Lucas quería dinamismo, así que hizo que el equipo de rodaje y efectos especiales vieran documentales de la segunda guerra mundial, para intentar plasmar esos movimientos en las batallas espaciales. Y bien que hizo; así como la gran mayoría de series y películas de ciencia ficción que le sucedieron a la sixtilogía.

Un claro ejemplo que he leído por ahí, para entender mejor esto, es que se puede experimentar con el carrito del super, bien cargado. Las cuatro ruedas de esos carritos se pueden orientar en cualquier dirección (si no es así, no nos vale). Si lo llevamos bien cargado de cosas (así la masa será demasiado grande para que el rozamiento influya demasiado), el comportamiento del carrito será muy similar al de una nave en el espacio. Si estamos parados, deberemos empujar con fuerza para empezar a moverlo, pero una vez en marcha, apenas tendremos que empujar. Sólo lo justo para vencer el rozamiento de las ruedas, si están bien engrasadas, claro. Si queremos girar para meternos en otro pasillo, o bien nos detenemos primero y empujamos el carrito en la otra dirección, o bien giramos más de lo necesario y empujamos con fuerza. Si simplemente intentamos girar como si fuéramos en un coche, veríamos que lo único que hemos conseguido es rotar el carrito, que se sigue moviendo en la misma dirección.

Por eso creo que los sonidos en el espacio, que no existirían (las ondas de sonido necesitan un material donde propagarse) y la aerodinámica esbeltez de los cazas son los fallos que un buen ingeniero geek ve en las películas de ciencia ficción.

Hay que destacar que Kubrick se documentó al hacer 2001: Una Odisea en el Espacio puesto que tales efectos se plasman de una manera bastante verosímil.

NOTA: En el fondo, prefiero que todo haya sido asi, por que sustituir X-Wings y Tie Fighters por cubos o esferas con lasers seria un fiasco.

Idea sacada de www.malaciencia.info y de mis libros de física del colegio.

Actualización:

Mi amigo Santiago me comento el otro día que los motores de las naves deben estar encendidos debido a las fuerzas de atracción de los cuerpos estelares, tanto planetas, estrellas, agujeros negros y demás. Algo de razón puede que tenga pero la forma de las alas no creo que importe mucho.

Cualquier sugerencia y observación a los comentarios.

Anuncios

3 comentarios to “Aerodinámica espacial (en la ciencia ficción)”

  1. oriol said

    ha sido un mago

  2. Tiger Hobbes said

    Muy cierto todo lo que dices, especialmente eso de que AFORTUNADAMENTE, lo hicieron “mal”, o sea, chulo para el espectador 😉

  3. Dug said

    Hola a todos.

    Siento el retraso en este comentario, me hubiera gustado mucho contestarlo en su día, pero hasta hoy, no había visto el artículo.

    No soy un fanático de Star Wars pero poseo bastante información acerca de las naves y tecnología que aparece en los capítulos 4, 5 y 6. Coincido en la opinión de que no se sigue fielmente las leyes de la física, o al menos las que conocemos. Es verdad que si hubiran plasmado la cruda realidad de Isaac en las películas, la cosa hubiera sido bastante menos espectacular (Si alguien recuerda los combates de Frontier:Elite 2 me entenderá), pero la cosa era hacer una película de entretenimiento, no una enciclopedia espacial.

    Tema a parte de lo que podría ser una película con la física de Newton, intentaré debatir sobre las afirmaciones que en este documento se exponen. Me atrevo a teorizar que en un lugar tan lejano de nuestra galaxia y de nuestro sistema solar, tal vez algunas de nuestras leyes físicas no sean totalmente iguales o sencillamente las civilizaciones de aquellos lugares tubieran un mejor conocimiento de las mismas. Siguiendo documentación de juegos de la saga y escritos del propio G. Lucas, en estas civilizaciones el uso de los generadores de fusión es tremendamente común. Tan común que no sólo se usaban para suministrar energía a las grandes naves interestelares como los destructores clase Estelar, si no que más bien su uso era más parecido al que le damos nosotros a las pilas químicas, vease, para alimentar una simple linterna o un juguete. Nosotros aún no hemos encontrado la forma de hacer un reactor de fusión controlada y ni se nos pasa por la imaginación que una fuente de energía como esa esté en manos de un niño mientras juega.

    Podemos imaginar que los vehículos espaciales tienen una tecnología mucho más trabajada. Los famosos cazas espaciales del imperio (TIE) deben su nombre, no a su forma de lazo, sino a las siglas inglesas “Twin Ion Engine” de lo que extraemos que sus motores no funcionan de la misma forma que los motores de hidrógeno que nosotros aún seguimos usando. El motor de iones es el más extendido en esta galaxia lejana, aunque algunas civilizaciones más parecidas a la nuestra, siguen usando motores menos sofisticados. A groso modo, funciona produciendo una reacción de fisión, sorprendentemente para nosotros, de cualquier tipo de átomo provocando un flujo de partículas cargadas que al ser reconducido mediante “deflectores” (no se especifica que tipo de deflectores) propulsan la nave en la dirección adecuada. Ni que decir tiene que tal vez la luz que emana de las toberas traseras de las naves podrían deberse a un disipador de energía incandescente o un sencillo estado de “ralentí” del motor. Tampoco se muestra en la trilogía que esa luz varie su intensidad cuando se acelera o frena.

    Por otro lado, el despliegue de las alas cuando van a atacar yo no lo orientaría hacía una mejora de la maniobrabilidad o aerodinámica como la de un F14 Tomcat, si no más bien como una geometría más práctica a la hora de repartir la potencia de fuego del caza. Sin ir más lejos, en los combates de xwing vs tie fighter, que yo recuerde, la forma más común de esquivar el fuego enemigo es virar y rotar sobre los ejes de la nave haciendo que los aces coherentes de energía de los rivales pasaran a ambos lados de tu nave sin llegar a rozarte. Si dispones los cañones en una formación más abierta, tendrás mayor posibilidad de inflingir daños al enemigo. Se pliegan de nuevo para tomar tierra.

    Respecto al sonido, efectivamente, necesita un material para transmitirse, pero si los motores realizan reacciones de fisión-fusión, no me cabe duda que también desprenden energía residual en forma de microondas de alta frecuencia que pueden transmitirse por el vacio y provocar una vibración en el fuselaje de una nave próxima que causaría el zumbido (los cazas sólo se oyen cuando están cerca).

    Como véis me vaso en el desconocimiento de la ciencia para explicar la física de las películas. En este caso, la imaginación le gana la partida a la ciencia.

    Para terminar os dejo esta reflexión: Lo curioso es que si esas películas las hacen hoy en día, las hubieran catalogado de serie B. En aquella época, ¿la gente tenía más imaginación o tenía menos conocimientos?

    Gracias por vuestra atención y un saludo.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: