Física en ciencia y tecnología espaciales

Física y ciencia espacial

¿Alguna vez se ha preguntado cómo podemos enviar una nave espacial a toda velocidad por delante de Plutón a 37.000 mph? ¿O cómo hemos podido tomar fotos asombrosas del universo usando el telescopio Hubble? ¿O cómo sabemos de qué está hecha la atmósfera de Venus? Todo esto es parte de la ciencia espacial, y la ciencia espacial no sería posible sin la física.

La física es una rama de la ciencia que intenta explicar el universo utilizando leyes fundamentales y matemáticas. El objetivo de la física es explicarlo todo, desde los quarks que forman los protones y neutrones, hasta las galaxias y el universo en su conjunto. Intenta descomponer estas leyes en relaciones matemáticas básicas.

La ciencia espacial no es un campo único: incluye astronomía, astrofísica, ingeniería aeroespacial e incluso puede hacer referencia a la astrobiología o la astroquímica. La ciencia espacial también puede incluir la historia de los vuelos espaciales y la exploración. Es básicamente el estudio de todo lo relacionado con el espacio, incluido dónde y cómo podría formarse la vida en otros lugares además de la Tierra.

La física es parte integral de la ciencia espacial, porque si no entendemos cómo funciona nuestro universo, no podemos comenzar a explorarlo. Teníamos que entender que la Luna era un cuerpo que orbita la Tierra antes de que pudiéramos siquiera pensar en ir allí. También teníamos que comprender las leyes de la gravedad y las distancias y el movimiento entre los cuerpos en el espacio antes de poder construir con éxito un cohete para llegar a cualquier parte y regresar.

Enviar transbordadores al espacio no sería posible sin la física

Comprender la composición de las estrellas y los planetas, y cómo se forman, permite a los astrobiólogos hablar de manera competente sobre los elementos que pueden estar presentes en diferentes partes del sistema solar. Las tecnologías que utilizamos para comunicarnos con los astronautas también surgieron como resultado de descubrimientos en física. De una manera muy real, toda la ciencia espacial depende de la física.

Mars Curiosity Rover en busca de vida en nombre de los astrobiólogos

Física y tecnología

Aunque ya hemos hablado un poco sobre cómo la tecnología de los vuelos espaciales depende de la física, la conexión entre la física y la tecnología va mucho más allá.

La física nos ha ayudado a desarrollar tecnologías médicas como escáneres de resonancia magnética (MRI), rayos X, radioterapia para el tratamiento del cáncer y ventiladores para pacientes cuyos pulmones no pueden respirar por ellos.

• Los escáneres de resonancia magnética utilizan imanes gigantes para tomar fotografías del interior del cuerpo humano, incluido el cerebro mismo. Hacen esto alineando todas las partículas magnéticas de su cuerpo y detectando cuánto tiempo tardan las partículas en los diferentes tejidos en volver a la normalidad.
• Los rayos X usan ondas en una parte particular del espectro electromagnético para crear imágenes de sus huesos: los rayos X pueden atravesar sus tejidos blandos, pero rebotar en sus huesos.
• La radioterapia utiliza otra parte del espectro electromagnético para destruir las células cancerosas.
• Los ventiladores utilizan los principios físicos de la presión y el flujo de fluidos para trabajar artificialmente los pulmones.

Los escáneres de resonancia magnética funcionan según los principios físicos

Luego está la tecnología cotidiana: computadoras, televisores, microondas y muchos otros son el resultado de cientos de años de descubrimientos de la física. Incluso temas relativamente abstractos y recientes, como la mecánica cuántica, son una parte integral del funcionamiento de las computadoras y los televisores.

• Las microondas utilizan una parte del espectro electromagnético para calentar la comida. ¿Qué parte del espectro? ¡La parte del microondas, por supuesto! Tenemos que entender cómo funcionan estas ondas para construir dichos dispositivos y ajustarlos para cocinar nuestra comida.
• Las pantallas de televisión y los monitores de computadora contienen electrones, y esos electrones crean la imagen. Pero los electrones son partículas diminutas y su comportamiento se explica por la mecánica cuántica. No podríamos controlarlos y crear una imagen si no tuviéramos comprendida esta parte abstracta y compleja de la física.

Resumen de la lección

La física es una rama de la ciencia que intenta explicar el universo utilizando leyes fundamentales y matemáticas. La ciencia espacial incluye muchos campos de la ciencia y también incluye la historia de los vuelos espaciales y la exploración.

Sin la comprensión del universo que nos brinda la física, la ciencia espacial no sería posible en absoluto. No podíamos visitar la Luna, explorar las composiciones de estrellas y planetas o mantenernos en contacto con astronautas sin física. Sin física, sin ciencia espacial.

La física también nos ha ayudado a desarrollar tecnologías como escáneres de resonancia magnética, rayos X, radioterapia para el tratamiento del cáncer, computadoras, televisores, microondas, refrigeradores y muchos más.