Moonraker y las reentradas

Hace poco comenté un detalle del inicio de la película Moonraker, relativo al funcionamiento del transbordador espacial. Hoy continuaré con la película y el transbordador, esta vez con una escena que aparece cerca del final de la peli. Si recordáis la trama principal, un villano megalómano planea aniquilar la humanidad, para posteriormente crear una nueva civilización, a partir de unos pocos elegidos (argumento muy parecido al de La Espía que me Amó, con la que comparte otros elementos, como el secuaz Tiburón). Para ello, crea un veneno mortal para el hombre e inocuo para los animales y plantas, que lanza en cápsulas desde una estación orbital. En la escena que nos ocupa, Bond y su compañera viajan en una de las Moonraker, destruyendo con un laser las cápsulas lanzadas. La última de ellas penetra en la atmósfera antes de ser alcanzada por la Moonraker, por lo que realizan una reentrada a demasiada velocidad, y con el morro de la nave por delante. Tras unos momentos de tensión, con las inevitables vistas exteriores de una Moonraker incandescente por el calor, y los protagonistas sudando, consiguen destruir la cápsula.

En realidad, un transbordador espacial que hubiera realizado una reentrada de esa manera, habría sido destruido por el calor. ¿Por qué? Bueno, si habéis visto fotos del transbordador espacial, habréis visto que es de color blanco, salvo la parte baja del fuselaje, que es de color negro. Pues bien, ese «suelo negro» es el escudo térmico de la nave, y es la parte que «mira» en la dirección de la marcha durante la reentrada. El resto de la nave no es tan resistente al calor, por lo que una reentrada en picado sería fatal.

¿Y por qué sólo una parte del vehículo está protegido? Bueno, para responder a esta pregunta hay que entender primero qué ocurre durante una reentrada. Hace tiempo expliqué que el calor producido por una reentrada no se debe a la fricción en el sentido en el que solemos entenderla (como rozamiento lateral), sino a la rápida compresión del aire. Cuando un cuerpo se mueve en el seno de un fluido, dicho fluido es desplazado por el propio objeto. Si el fluido es un gas, el que se encuentre delante del cuerpo es además comprimido. Cuanto más velocidad tenga el cuerpo, mayor será la compresión del gas; y un gas se calienta al ser comprimido. Así que las altísimas temperaturas alcanzadas durante una reentrada se deben a la rápida compresión del aire situado en medio de la trayectoria de la nave.

Lógicamente, ese aire no se queda ahí para siempre. Parte de él es desplazado «hacia los lados» por el objeto en movimiento. Y aquí es donde entra en juego la geometría del vehículo. El aire desplazado está muy caliente. Si entrara en contacto con el resto del vehículo, todo el fuselaje necesitaría protección. ¿Y puede evitarse eso? Pues sí. La física de un gas en estas condiciones es complicada, pero básicamente consiste en evitar ser demasiado aerodinámico (pero sin llegar a ser un ladrillo), de forma que, el gas supercalentado se aleja del vehículo. Si queréis conocer los detalles, os invito a pasaros por el blog de Juan de la Cuerva, donde lo explica de forma sencilla.

Si recordáis los inicios de la carrera espacial, las cápsulas de los astronautas tenían forma de cono, y realizaban la reentrada «de culo», es decir, con la base del cono por delante, que era donde estaba el escudo térmico. Con el transbordador espacial ocurre algo similar. Entra con el «suelo» por delante. De esta forma, el aire calentado a altas temperaturas no entra en contacto con el resto del fuselaje. Si lo hiciera «de morro», el aire caliente no se alejaría suficientemente y estaría demasiado cerca del resto del fuselaje.