Monografia De Sondas Espaciales

Introducción

Entre los sueños que han impulsado el progreso del ser humano en el campo tecnológico destacan entre otros muchos, el irrefrenable deseo de conocer <<otros mundos>>. Este impulso, que a lo largo de toda la historia de la humanidad se ha canalizado a través del descubrimiento y conquista de otros continentes, de regiones remotas e inexploradas, ha encontrado una expresión de carácter tecnológico en nuestros días.

El deseo de explorar nuestro sistema solar; de desvelar los misterios del universo y la inmensidad del cosmos corresponde también al deseo esencial de acércanos al conocimiento de nosotros mismos y del planeta en que vivimos.

Para dotar al ser humano de conocimiento de las maravillas y peligros del universo se crean las sondas espaciales, que son dispositivos que se encargan de estudiar el sistema solar tales como los planetas, satélites, asteroides o cometas.

Así mismo las sondas interplanetarias son dispositivos dotados con tecnología que las hace autosuficientes permitiéndoles resolver problemas.

La comunicación entre las sondas interplanetarias debe de ser óptima y eficaz debido a que tiene que atravesar todo el espacio para poder recibir la señal en la tierra, la cual nos permite conocer y saber todo lo que la sonda realiza.

Generalizaremos las ideas de las sondas espaciales mostrando

Justificación

El ingeniero Mecatrónico es uno de los pocos ingenieros que se pueden desempeñar en casi cualquier campo laboral, desde el control de producción de una fábrica hasta el mantenimiento de maquinaria. Por tal motivo se decidió desarrollar el tema de sondas espaciales, para ver el alcance de un ing. Mecatrónico y de todo el potencial que se puede ofrecer de dicho tema.

Así mismo se eligió dicho tema para descubrir la conformación de las sondas espaciales y su funcionamiento para saciar el hambre y sed de conocimiento, como también para acreditar la materia de Fundamentos de Investigación.

Objetivo General

Se dará a conocer que son las sondas espaciales y la conformación de las mismas mediante la implementación de búsqueda bibliográfica y las tecnologías de información y comunicación, para acreditar la materia de Fundamentos de Investigación y aumentar el conocimiento en mencionado tema.

Objetivos específicos

• Conocer la historia de las sondas espaciales.

• Que son las sondas espaciales.

• Implementación de las sondas espaciales.

• Diseño de las sondas espaciales.

• Vida útil.

Limitaciones

Debido al corto tiempo con el que se contaba existió impedimento de realizar una buena investigación debido a que mucha de la información que se encontró no contaba con las suficientes referencias como para acreditar la información.

Capitulo I

Fundamento Teórico

Una vez conseguida la tecnología para poner en órbita los primeros satélites artificiales, el lanzamiento de sondas a la Luna o a otros cuerpos del sistema solar sólo dependía de dotar al cohete del empuje necesario y de calcular la trayectoria adecuada. Por esta razón, al poco tiempo de lanzar los primeros satélites artificiales, Estados Unidos realizó en octubre de 1958 los primeros intentos de lanzamiento de sondas, con las naves del Ranger I, que fracasaron al no lograrse la velocidad adecuada. El primer éxito lo obtuvo la antigua URSS el 2 de enero de 1959 con el lanzamiento de la sonda Lunik I, que estudió el espacio circunlunar.

Con el final del programa Apolo, el estudio de la Luna ha pasado a segundo plano. La Lunik 24 (URSS), fue lanzada en 1976 y sólo se ha llevado a cabo una misión de gran envergadura, la cartografía completa de la superficie lunar (1994). Para esta misión se desarrolló una pequeña sonda espacial, de 225 kg. De peso, llamada Clementine, que durante 71 días (febrero y marzo de 1994) obtuvo un total de 2 millones de imágenes digitales de nuestro satélite natural.[1]

Newton y Sus Leyes

La gravitación es la fuerza de atracción mutua que experimentan los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada. La existencia de dicha fuerza fue establecida por el matemático y físico inglés Isaac Newton en el s. XVI.

Durante esa época se dedicó al estudio e investigación de los últimos avances en matemáticas y a la filosofía natural. Casi inmediatamente realizó descubrimientos fundamentales que le fueron de gran utilidad en su carrera científica. También resolvió cuestiones relativas a la luz y la óptica, formuló las leyes del movimiento y dedujo a partir de ellas la ley de la gravitación universal. [7]

Ley de la Inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.[8]

Ley de la Fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que:

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.[8]

Ley de la Acción y Reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.

Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.[8]

Ley de la gravitación universal

Ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. También se observa que dicha fuerza actúa de tal forma que es como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.

Corrección del peso por la fuerza centrífuga en la Tierra

Cuando un cuerpo describe un movimiento circular su velocidad va cambiando constantemente de dirección, motivo por el cual se dice que tiene una aceleración al no ser constante la velocidad,

...