GRAVEDAD ARTIFICIAL


 

Una aplicación inmediata del principio de equivalencia es la posibilidad de generar gravedad artificial en lugares donde ésta es muy pequeña o prácticamente nula, como, por ejemplo, dentro de una nave que esté viajando en el espacio alejada de otros cuerpos celestes. En su libro 2001, una odisea del espacio, Arthur C. Clarke (1917-2006) mostró una estación espacial con un diseño adecuado para conseguir este propósito.

 

 

 

Quienes hayan visto la película de KubricK (se basó en el libro de Clarke, quien también participó en la película como guionista) recordarán que la nave rotaba uniformemente sobre su eje, lo que le dota, en cada punto, de una aceleración centrípeta o normal, an, dirigida hacia el centro. Para aplicar el principio de equivalencia en estas condiciones hay que adoptar a lo largo de la nave unos mini-laboratorios (estrictamente tendrían que ser infinitesimales para que en su interior se pueda considerar uniforme la aceleración normal), que roten con ella.

 

Entonces, cada uno de estos mini-laboratorios acelerados es equivalente a un sistema de referencia no sometido a aceleración alguna y en cuyo interior se ejerce un campo gravitatorio de la misma intensidad y de sentido opuesto.

 

Es decir, dicho campo gravitatorio se dirige hacia fuera y su intensidad es mayor cuanto más lejos esté del centro de la nave el punto donde se adopta  [recuérdese que la aceleración normal es: an = w2·R, siendo w la velocidad angular, igual en todos los puntos de la nave, y R el radio]. Tal como indica el dibujo adjunto, globalmente el conjunto de estos sistemas de referencia equivale a un campo gravitatorio, cuyas líneas de fuerza se dirigen radialmente hacia fuera a partir del eje y cuya intensidad aumenta con la distancia a dicho eje.

 

 

   

Este campo gravitatorio ha de producir los mismos efectos que provocaba en la película la estación espacial. Quienes la vieron recordarán esta mítica escena en la que un astronauta, mientras corre y hace ejercicios de gimnasia sobre el que tendría que ser su suelo según este razonamiento, experimenta sensaciones idénticas a las que tendría apoyado sobre el suelo terrestre.

 

Aunque los retos de ingeniería para crear una nave en rotación son comparativamente modestos a cualquier otra propuesta (se ha planteado conseguir el mismo objetivo aplicando a la nave una aceleración lineal constante en línea recta, y también aplicando un campo magnético muy intenso), la  posibilidad real de crear en el interior de una nave un ambiente semejante está todavía muy lejana.

 

De momento, la única misión espacial realizada en la que se produjo gravedad de este modo fue la misión Gemini 11 en 1966, en donde se generó una cantidad de gravedad artificial muy pequeña (sobre 0,00015 g), encendiendo sus propulsores laterales. Obviamente, este valor de g es demasiado pequeño para ser sentido por ningún astronauta, pero sí se observaron otros objetos moviéndose en el "suelo" de la cápsula. Posteriormente se han planteado, pero no ejecutado, bastantes propuestas que han incorporado la gravedad artificial en sus diseños.

La imagen adjunta es la recreación de una nave de estas características rotando en Marte. Diseño de la NASA en 1989.