IMPORTANT: Si us voleu donar d'alta, escriviu-nos a wiki@matadejonc.cat

The Right Stuff

De Matawiki
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Contingut

INTRODUCCIÓ

Des de sempre, l’home s’ha apoderat de tot allò que s’ha creuat al seu pas, fent guerra i conquerint per dominar la Terra. Fa un temps se li va quedar petita, no en tenia prou, volia veure més. Començaren a volar i a dominar la gravetat, allunyant-se cada cop més i a l’hora apropant-se al seu objectiu. Volien ser els reis del cel i de l’espai, volien tocar la lluna amb les mans. Dons bé, aquí teniu en les vostres mans la història de com l’home conquerí el cel i la lluna. És un treball basat en la pel•lícula “the right stuff”, escollits per a la glòria. Aquesta, relata la història de la carrera espacial des de el punt de vista dels Estats Units. La feina que tots nosaltres hem fet és precisament una ampliació física dels conceptes que hem vist a la pel•lícula.

EL SO

Per tal de facilitar que entengueu el que es la barrera del so us explicarem el que es el so.

El so és una successió de canvis de pressió en un medi (sòlid, líquid o gas), provocats per una vibració que es transmet en forma d'ones sonores.

A diferència d'altres tipus d'energia (calorífica, lluminosa...), que poden viatjar a través del buit, el so necessita un medi material per a transmetre's. Aquesta transmissió és longitudinal en un fluid (líquid o gas) i transversal en un sòlid. La velocitat del so (velocitat a què es desplaça el so) depèn de la densitat del medi a través del qual viatja. En l'aire, aquesta velocitat és d'uns 340 metres per segon, tot i que varia amb la temperatura i la humitat. Les principals característiques de les ones sonores són, com en qualsevol altre tipus d'ona, la freqüència i l'amplitud.

LA BARRERA DEL SO

En aerodinàmica, la barrera del so és un suposat límit físic que impediria que objectes de mida gran es desplacessin a una velocitat supersònica, és a dir, major que la velocitat del so, per tant, major que 1.225 km/h (a l'aire) al nivell del mar. Aquesta velocitat varia depenent del medi a través del qual viatgen les ones sonores. El terme de barrera del so, es va començar a utilitzar durant la Segona Guerra Mundial, quan un cert nombre d'avions van començar a tenir problemes de compressibilitat en volar a grans velocitats, i va caure en desús als anys 1950,
Fitxer:Mach.jpg
classificació de Mach
quan els avions van començar a trencar aquesta barrera de forma rutinària.



Número Mach El número Mach, es la raó entre la velocitat d’un objecte en un medi determinat i la velocitat del so en aquell mateix medi. Per obtenir el número Mach, només caldrà aplicar la fórmula: M = Vo / Vs, o també Número Mach = Velocitat de l’objecte / Velocitat del so.



Primeres teories i experiències Inicialment es pensava que l'augment de la resistència seguia un creixement exponencial, per la qual cosa una avió no podria superar-la encara que augmentés substancialment la potència dels motors. D'aquí surt el nom de barrera del so. De tota manera, aquesta idea ja havia sigut descartada pels artillers del segle XIX. Des d'Ernst Mach es sabia que, a partir d'un cert punt, la resistència ja no augmenta més i, de fet, es redueix. De manera que per travessar la barrera del so hi hauria prou amb disposar de major propulsió i millor aerodinàmica per vèncer aquest punt màxim de resistència. Amb la introducció de noves formes d'ala que disminueixen la resistència, i els motors de reacció per a la propulsió, va ser possible des dels anys 1950 viatjar més ràpid que el so amb relativa facilitat. Charles Elwood Yeager va ser el primer home en travessar oficialment la barrera del so, el 14 d'octubre de 1947, volant amb l'avió experimental Bell X-1 a velocitat Mach 1 i a una altitud de 45.000 peus.


Què passa quan es frega el límit? Quan un avió s'apropa a la velocitat del so, la forma en què l'aire flueix al voltant de la seva superfície canvia i es converteix en un fluid compressible, provocant així una resistència major.

LA CARRERA ESPACIAL

A finals dels anys 1950 s’inicià el Programa Sputnik. Aquest, consistia una sèrie de missions espacials no tripulades, llançades per la Unió Soviètica per a demostrar la viabilitat dels satèl•lits artificials en òrbita terrestre. Spuntnik 1 fou el primer èxit d’aquest programa el 4 d’octubre de 1957, i a l’hora el primer satèl•lit artificial de la història en arribar a l'òrbita. També marcà el principi de la carrera espacial, una competició informal entre Estats Units i la Unió Soviètica que va durar aproximadament des de 1957 a 1975. Va suposar l'esforç paral•lel entre ambdós països d'explorar l'espai exterior amb satèl•lits artificials, d'enviar humans a l'espai i de posar un ésser humà a la Lluna.

Els primers satèl•lits es van utilitzar amb finalitats científiques, gairebé tots els posteriors al Sputnik 4, van ser vols de prova de naus Vostok o de distintes sondes interplanetàries sense tripulació. Tant el Sputnik com l'Explorer 1 van ser llançats com part de la participació d'ambdós països en l'Any Geofísic Internacional. El Sputnik va ajudar a determinar la densitat de l'atmosfera superior i les dades de vol de l'Explorer 1 van dur al descobriment del cinturó de radiació de Van Allen per James Van Allen.

Encara que els assoliments aconseguits per EEUU i la URSS van proporcionar molt orgull a les seves respectives nacions, el clima ideològic va assegurar que la carrera espacial continuaria almenys fins que el primer humà caminés sobre la Lluna. Abans d'aquest assoliment, va fer falta que naus sense tripular exploressin primer la Lluna mitjançant fotografies.

Després d’enviar anaimals a les darreres missions espacial, s’atreviren amb els homes. Yuri Gagarin es va convertir en el primer cosmonauta amb èxit quan entrà en òrbita en la nau russa Vostok 1 el 12 d'abril de 1961. I la soviètica Valentina Tereshkova es va convertir en la primera dona de l'espai el 16 de juny de 1963 en la Vostok 6.

Els primers passos ja s'havien donat. Es passà al programa Apol•lo i després de successives aproximacions i estades majors en l'espai, finalment el 16 de juliol de 1969 l'Apol•lo 11 portaria a terme el repte. Després de cinc dies en l'espai, Neil Armstrong i Buzz Aldrin alunizaban nord-americà trepitjava per primera vegada la Lluna. Els nord-americans van afirmar que a l'haver estat els primers a posar un home sobre la lluna, havien guanyat aquesta "carrera" no oficial. Mentrestant, els científics soviètics van seguir endavant amb els seus propis projectes, i probablement no van admetre res semblant a una derrota.


PROGRAMA SPUTNIK

L’Sputnik 1 va ser enlairat per el coet R-7. El cap d'enginyers encarregats de la construcció de l'Sputnik 1 fou Sergei Korolev. L’Sputnik 1 era una esfera d’alumini, de 58 cm de diàmetre i uns 83 quilograms de pes, que portava quatre antenes de 2,4 i 2,9 metres de longitud. La font d’energia i els instruments de mesura que portava estaven allotjats en una càpsula que també contenia una emissora de ràdio que emetia a 20,007 i 40,002 MHz i que enviava dades a la Terra sobre la temperatura dins i fora de l’esfera.

L’Sputnik 2 es va llançar un mes després, el 3 de novembre de 1957, duent a bord al primer passatger viu, la petita gossa Laika. Els plans de la missió no proporcionaven un retorn segur de la nau espacial o el seu passatger, fent de Laika la primera víctima de l'espai.

• El president dels Estats Units va ordenar d’accelerar els preparatius per a contraatacar i demostrar que els soviètics no eren els únics a poder llançar objectes a l'espai. Quatre mesos després de l’Sputnik els americans aconsegueixen llançar l’Explorer I, de mida més petita que l'Sputnik 1. També va accelerar la creació de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) i un major increment de la inversió per part del govern d'EUA en la investigació i educació científiques.

• El primer intent de llançar el Sputnik 3, el 3 de febrer de 1958 va ser fallit, però el segon el 15 de maig va ser satisfactori i va transportar una gran sèrie d'instruments per a investigació geofísica.

L’Sputnik 4 es va llançar el 15 de maig de 1960. Duia a bord un maniquí hominoide o dummy per a experimentar amb futurs vols tripulats.

L’Sputnik 5 va ser llançat el 19 d'agost de 1960 duent a bord als gossos Belka i Strelka, 40 ratolins, 2 rates i una varietat de plantes. La nau va regressar a la Terra a l'endemà i tots els animals van ser recuperats sans.

L’Sputnik 6 va ser llançat l’1 de desembre del 1960 amb els gossos Pchelka i Mushka a bord, a més d'altres animals, plantes i insectes. La càpsula no va poder ser recuperada.

L’Sputnik 7 llançat el 4 de febrer de 1961 i L’Sputnik 8 llançat 12 de febrer de 1961, foren els darrers satèl•lits del programa Sputnik.


PROJECTE MERCURI

Va ser el primer programa espacial tripulat dels Estats Units, de 1961 a 1963. El Projecte Mercuri va començar el 7 d'octubre de 1958, un any i tres dies després de que els soviètics posessin el primer satèl•lit en l'espai, l’Sputnik 1.


Principis

Durant el programa Mercuri, els enginyers nord-americans es van veure pressionats davant els desafiaments que implicaven la construcció d'una nau segura que permetés a un astronauta arribar fins a l'òrbita terrestre sense ser destruït per les enormes velocitats que això implicava. Altra font de preocupacions eren les situacions extremes pròpies de l'ambient espacial: el buit, les brusques fluctuacions de temperatura i la recent descoberta radiació de l'espai. Tot això es complicava més si cap per la necessitat de realitzar una reentrada a l'atmosfera a alta velocitat i protegir a l'astronauta de les altes temperatures de reentrada mitjançant l'ús d'escuts de protecció tèrmica.


La càpsula mercuri

El resultat va ser la creació d'un vehicle de forma balística sense ales que faria la seva reentrada a l'atmosfera protegit d'un escut tèrmic que es cremaria durant aquesta etapa. Les càpsules Mercuri van utilitzar dos tipus de coets llançadors. Els primers vols suborbitals van ser llançats per coets Redstone. Per als vols orbitals, les càpsules van ser llançades amb els Atlas-D, uns coets modificats a partir d'un míssil balístic. La seva coberta d'acer era molt prima per a estalviar pes, pel que l'estabilitat estructural la hi proporcionava la pressió del combustible interior.

Càpsulamercuri.jpg

Les missions Mercuri

Els primers nord-americans a ser escollits per als vols espacials van ser seleccionats d'un grup major de 110 pilots militars triats per la seva experiència en vols de prova i perquè reunien les característiques físiques necessàries. En 1957 es van seleccionar 7 astronautes per a les missions Mercuri. Solament van volar 6 astronautes dels seleccionats, el 7é va ser apartat de la llista de vols a causa de un problema de cor. Tan mateix, La càpsula Mercuri era gran com per a permetre l'entrada de només un astronauta. Dintre de la càpsula havia 120 commutadors, 55 interruptors elèctrics, 30 fusibles i 35 palanques mecàniques.

Per a la seguretat de la càpsula els enginyers l'havien provat la primera vegada amb un Ximpanzé, i posteriorment van passar a fer una altra prova però en aquesta oportunitat amb un maniquí electrònic que respirava, el que li va permetre als científics determinar l'estabilitat de l'ambient intern de la nau. Una vegada acabada la fase d'experimentació i entrenament, el 5 de maig de 1961 Alan Shephard realitzava el primer vol suborbital nord-americà. Donat el lideratge soviètic en l'espai, el govern nord-americà va presentar al món aquest vol suborbital com un vol espacial. No seria fins a nou mesos més tard, el 20 de febrer de 1962 quan l'astronauta John Glenn es convertiria en el primer nord-americà en orbitar la Terra, repetint així la feta de Iuri Gagarin. La primera dona nord-americana en l'espai fou Sally Ride, 20 anys més tard que la dona soviètica.

Els sis vols de Mercuri van totalitzar 2 dies i 6 h de vol espacial i van permetre aprendre que no només els humans podien arribar a l'espai (com ja havien demostrat els soviètics) sinó que també la necessitat de la seva presència era imperativa per a l'èxit de les missions. Els enginyers nord-americans de terra van aprendre d'aquestes missions la necessitat d'utilitzar xarxes de comunicacions mundials que els permetessin mantenir un contacte constant amb els vols tripulats. L'últim vol d'una nau Mercuri va ser el del Mercuri Atlas 9 el 15 de maig de 1963. Una vegada finalitzat el projecte, s’anuncià la meta de dur un nord-americà a la Lluna i portar-lo de tornada.

FITXA TÈCNICA DE LA PEL·LÍCULA

BIBLIOGRAFIA

En Català

- Apunts de classe

- Gran enciclopèdia Catalana

- http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_Mach

- http://es.wikipedia.org/wiki/Sputnik_1

En Castellà

- http://es.wikipedia.org/wiki/Barrera_del_sonido

- http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_del_sonido

- http://es.wikipedia.org/wiki/Proyecto_Mercury

- http://es.wikipedia.org/wiki/Carrera_Espacial


En Anglès

Alumnes 4t ESO Física i Química

Eines de l'usuari
Espais de noms
Variants
Accions
Navegació
Escola
Imprimeix/exporta
Eines