¿Cómo pueden los astronautas saber qué tan rápido van?

Usemos nuestro automóvil nuevamente, pero esta vez obtendremos números reales del acelerómetro de nuestro teléfono inteligente. Digamos que comenzamos en un semáforo en rojo y luego aceleramos a 2 m/s2 (metros por segundo al cuadrado) durante cinco segundos. De la ecuación anterior, Δv1 sería 2 x 5 = 10 m/s, entonces esa es nuestra velocidad. Ahora, después de un rato de navegación, volvemos a acelerar a 1 m/s2 durante cinco segundos más. Δv2 es entonces 1 x 5 = 5 m/s. Sumando estos dos cambios, nuestra velocidad ahora es de 15 m/s. Etcétera.

El único problema es que la medición inercial no es tan precisa como el método Doppler durante períodos prolongados, porque se seguirán acumulando pequeños errores. Eso significa que necesita recalibrar su sistema periódicamente usando algún otro método.

Navegación óptica

En la Tierra, la gente navega desde hace mucho tiempo siguiendo las estrellas. En el hemisferio norte, simplemente encuentre Polaris. Se llama Estrella Polar porque el eje de rotación de la Tierra apunta directamente hacia ella. Por eso parece estacionaria, mientras que las otras estrellas parecen girar a su alrededor. Si señalas con el dedo a Polaris, estarás apuntando al norte y podrás usar esa orientación para ir en la dirección que desees.

Ahora, si puedes medir el ángulo de Polaris sobre el horizonte, también sabrás tu latitud. Si el ángulo es de 30 grados, estás en una latitud de 30 grados. Mira, es fácil. Y una vez que puedas medir la posición, solo necesitas hacerlo dos veces y registrar el intervalo de tiempo para encontrar tu velocidad.

Pero la navegación celeste funciona porque sabemos cómo gira la Tierra, y eso no ayuda en una nave espacial. Bueno, ¿podemos usar las estrellas como usarías las vacas al costado del camino? No. Las estrellas están tan lejos que los astronautas necesitarían viajar durante muchas, muchas generaciones para detectar cualquier cambio en su posición. Al igual que el avión que vuela sobre el mar, parecería que estás parado, incluso mientras viajas a 40.000 km/h.

Pero todavía podemos usar la idea básica. Para la navegación óptica en el espacio, una nave espacial puede localizar otros objetos en el sistema solar. Al conocer la ubicación precisa de estos objetos (que cambian con el tiempo) y dónde aparecen en relación con el espectador, es posible triangular una posición. Y nuevamente, al tomar múltiples mediciones de posición a lo largo del tiempo, puedes calcular una velocidad.

Al final, aunque las naves espaciales carecen de velocímetro, es posible seguir su velocidad indirectamente con un poco de física. Pero es sólo otro ejemplo de cómo volar en el espacio es realmente diferente (y mucho más complicado) que conducir o volar en la Tierra.