Arxiu del dimarts , 4/09/2018

Caiguda lliure

dimarts , 4/09/2018

Una de les confusions més habituals en els temes de l’exploració espacial és la creença generalitzada que quan veiem als astronautes flotant dins l’Estació Espacial Internacional és perquè estan en un indret sense gravetat. Realment és el que sembla, però n’hi ha prou de reflexionar una mica per adonar-se que alguna cosa no encaixa. La Terra no ha desaparegut i ells tampoc estan tan lluny, de manera que la gravetat terrestre ha de seguir actuant.

La força amb la que la gravetat terrestre ens atreu depèn de la distància a la que ens trobem, però si fem els càlculs descobrirem que un astronauta de vuitanta quilos, a l’Estació Espacial hauria de pesar, setanta quilos (per descomptat, la seva massa no varia, però se suposa que tots entenem la diferencia entre pes i massa). El cas és que en les imatges de l’astronauta flotant en aparent ingravidesa, els setanta quilos no es noten per enlloc. Aleshores que coi passa?

Doncs que la seva situació real no és d’absència de gravetat sinó de “caiguda lliure”. Encara que no ho sembli, els astronautes estan dins una nau que està caient cap a la Terra a una enorme velocitat. Un petit truc de la física que va proposar fa anys el mateix Newton.

Imaginem que agafem una pedra i la llencem endavant. Que passarà? Doncs que pocs metres més enllà caurà a terra. La gravetat farà que la seva trajectòria, inicialment horitzontal, es vagi inclinant formant una corba cap avall. I si la llencem amb més força? Doncs passarà el mateix, simplement que la pedra arribarà més lluny. Si ho preferiu, la seva trajectòria seguirà una corba una mica més oberta, ja que la velocitat horitzontal serà més gran, però la vertical causada per la gravetat seguirà igual.

I si enlloc de tirar-la la disparem amb un canó? De nou estarem a les mateixes. Anirà molt més lluny, la corba que seguirà serà encara més oberta, però acabarà caient al terra. Coi! Que la gravetat sempre la farà tirar cap avall perquè sempre hi haurà tot un planeta Terra exercint la seva estirada gravitatòria!

Ah!, Però resulta que, independentment del que diguin quatre sonats, la Terra no és plana. És una esfera. Això vol dir que la seva superfície és una corba. Aleshores… que passaria si enviéssim la pedra amb una velocitat tant gran que la corba que descriuria (perquè sempre descriurà una corba) fos igual a la curvatura del planeta?

Doncs que anirà caient, però no arribarà a la superfície ja que aquesta també anirà corbant-se sota seu. Per tant, seguirà caient però mai no tocarà terra ja que la trajectòria de la pedra (o de l’estació espacial) anirà paral·lela a la de la superfície del planeta. Els astronautes i la seva nau estan “caient” a una velocitat d’uns vint-i-sis mil quilòmetres per hora. És una qüestió d’equilibri. Si anessin més a poc a poc, acabarien caient. Si anessin més de pressa, sortirien disparats allunyant-se de la Terra.

En realitat, les coses són una mica més complicades. Malgrat que hi ha qui pensa que estan molt lluny, “només” es troben a quatre-cents quilometres d’altitud. Res a veure amb els quasi quatre-cents mil que van fer les naus Apol·lo per anar a la Lluna. Però el fet d’estar tan a prop de la Terra fa que encara quedi una mica d’atmosfera que va frenant la nau. I frenar vol dir anar perdent altura. Per això, de tant en tant cal posar en marxa motors per tornar a enlairar-la i recuperar la òrbita bona.

En realitat mai no es pot estar sense gravetat. La sensació d’ingravidesa pot passar només quan dos forces gravitatòries actuen de manera oposada i es compensen (per exemple en un punt en el que la gravetat de la terra i la de la Lluna s’equilibrin) o bé, en situació de caiguda lliure com la que viuen els astronautes a l’Estació Espacial o, també, els usuaris d’algunes atraccions particularment emocionants.

Sigui com sigui, segur que ha de ser una experiència sensacional passar un temps en aquesta aparent ingravidesa.