12/1/09

Guía del viajero espacial






Esta vez trataré de los viajes espaciales en Star Wars.
La escena es la siguiente: hay que huir rápidamente de, por ejemplo, la Estrella de la Muerte. Después de destruir los cazas enemigos Han Solo y Chewbacca hacen rápidamente los cálculos precisos para el viaje y se lanzan al hiperespacio.
Viajar por el hiperespacio no es tan fácil, puesto que los objetos con grandes masas (como los planetas o asteroides grandes) hacen que vuelvas al espacio normal, y además bastante cerca de estos cuerpos, con lo que hay muchas posibilidades de que se impacte con el cuerpo, así que la nave y sus ocupantes no quedarían, digamos, en buen estado.
Cojamos dos planetas entre los que viajar. Por ejemplo Corellia, planeta natal de Han Solo, y Coruscant, capital de la mayoría de los gobiernos que tuvo la galaxia. Según el mapa oficial de Star Wars se tardan 4 horas en recorrer esta distancia, y entre ambos planetas están Sacorria, Talus y Tralus, y finalmente, Neimoidia. Cuentan como tres planetas, pues Talus y Tralus orbitan entorno a un eje entre ellos, con lo que sólo cuentan como un cuerpo para el caso que nos ocupa.
Si Corellia y Coruscant no orbitaran en torno a ningún astro (como nuestro Sol), esto acarrearía una serie de problemas en ambos planetas que no voy a debatir hoy. Sin embargo supongamos que los otros tres planetas sí orbitan en torno a un astro. En ese caso, el lugar que ocuparían en el espacio cambiaría. Podrían darse los casos de que los tres, dos, uno o ninguno de los planetas estuvieran entre Corellia y Coruscant.



Hay varias formas de calcular una órbita:
Una forma es tomar el movimiento elíptico puro como base y añadirle las perturbaciones para tener en cuenta la influencia gravitacional de los otros cuerpos. Este es el método conveniente para calcular las posiciones de objetos astronómicos, pues se llegan a conseguir resultados muy precisos. Aún así, hay otros fenómenos que deben ser tratados con métodos post-Newtonianos.
Otra forma, utilizada para propósitos científicos o de una misión espacial (que es de lo que estamos hablando), se utiliza la forma de ecuación diferencial. Según la Segunda Ley de Newton, la suma de todas las fuerzas es igual a la masa por su aceleración. Por tanto, las aceleraciones se pueden expresar en términos de posición. Los términos de perturbaciones son más fáciles de describir de esta forma. La predicción de las posiciones futuras y velocidades desde los términos iniciales se solucionan con un problema de valor inicial. Los métodos numéricos calculan las posiciones y velocidades de los objetos para un tiempo futuro muy pequeño, luego repitiéndolo (básicamente se toma lo que sería un intervalo en dimensión uno, y unos “triángulos” en dimensión mayor que uno, y se divide en partes más pequeñas, las cuales no tienen porque ser idénticas en longitud). Sin embargo, los pequeños errores aritméticos debido a la limitada precisión del ordenador se acumulan, limitando la precisión de esta aproximación.
Las simulaciones de diferenciales con grandes cantidades de objetos realizan los cálculos de forma jerárquica entre los centros de masas. Utilizando este esquema se puede simular galaxias, cúmulos estelares y otros objetos grandes.

Supongamos que el problema de valor inicial ya está resuelto antes de despegar, y sólo hay que introducirle los datos.

Con todo lo que se supone conocido entre los datos que se deberían de introducir en el ordenador de la nave debería de figurar al menos un dato de cada planeta (lo cual significa que tienes que saber todos los planetas que hay entre un planeta y otro), además de una posición original de cada perturbación, que debe de ser cercana a la actual para minimizar el error.
Todo esto tiene que ser conocido por el piloto, y además debe ser capaz de introducir los datos correctos incluso en situaciones de presión. Y esto es suponiendo que la nave sea capaz de escoger la ruta más segura conociendo estos datos, pues, en otro caso, interpretar los datos y decidir que una ruta es segura lleva un tiempo extra (en algunos casos un tiempo extra considerable). Si la nave fuera capaz de elegir la ruta por ella misma también aumentaría el tiempo, pues puede acercarse a otros planetas cercanos a los anteriores pero que no están en la ruta directa que se quiere seguir, y con este planteamiento, la nave puede intentar bordear también estos planetas, con lo que se deberían de introducir también datos de planetas cercanos a esos y etc. etc. etc.
Y recordemos que los planetas de origen y destino no orbitan, en el caso de que lo hagan pueden cambiar los planetas que hay entre ellos.

Conclusión: es imposible introducir todos estos datos en pocos segundos como se nos hace creer en las películas.






Fuentes: The official Star Wars Fact File, Star Wars Wiki

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