SATURNO ESCONDE SUS ANILLOS EN EL 2025

Secuencia de Saturno entre 2020 y 2025: los anillos pasan de muy abiertos (arriba) a casi invisibles (abajo) al verse casi exactamente de canto. Imagen: Natan Fontes / NASA APOD (29 abril 2025).

Saturno casi sin anillos en el 2025

Por Barthélemy d’Ans – Planetarium María Reiche & Instituto Peruano de Astronomía (IPA)

1.Un gigante “desnudo”

Cuando pensamos en Saturno, casi siempre lo imaginamos con sus grandes anillos abiertos, como en los libros de texto. Por eso, la imagen de arriba resulta tan sorprendente: en el panel inferior, los anillos parecen haberse esfumado y Saturno se ve casi como una esfera lisa.

No es un truco de Photoshop, sino un fenómeno real que ocurre periódicamente. En 2025, la geometría entre la órbita de Saturno y la de la Tierra hace que veamos el sistema de anillos casi exactamente de canto, de modo que su brillo disminuye y parecen desaparecer.

La secuencia, captada desde Brasilia y seleccionada como Astronomy Picture of the Day por la NASA, resume seis años de cambios (2020–2025) en la inclinación aparente de los anillos. Arriba, Saturno luce sus anillos abiertos; abajo, en 2025, nos muestra el aspecto de un Saturno casi sin anillos.

2.¿A dónde se van los anillos?

La respuesta corta: a ningún lado. Los anillos siguen allí, pero los vemos de perfil.

Saturno está inclinado unos 26,7° respecto al plano de su órbita, algo parecido a lo que ocurre con la inclinación de la Tierra y nuestras estaciones. A medida que Saturno avanza en su órbita de 29,5 años, nosotros vamos cambiando el ángulo desde el cual miramos sus anillos:

• Durante parte del ciclo, vemos el sistema de anillos muy abierto, brillante y espectacular.
• Con los años, el ángulo se va cerrando y los anillos se ven más estrechos.
• Cada 13–16 años aproximadamente, la Tierra cruza el plano de los anillos y los vemos casi exactamente de canto: ahí es cuando parecen “desaparecer”.

Si bien los anillos tienen un diámetro de unos 280 000 km, el grosor típico de los anillos es de apenas unas decenas a centenares de metros. Su perfil es tan fino que, vistos de canto, reflejan muy poca luz hacia nosotros, y dejan de destacar frente al disco del planeta.

A más largo plazo, los científicos han descubierto que los anillos sufren un lento proceso de “lluvia de anillos”: partículas de hielo y polvo van cayendo sobre la atmósfera de Saturno. En unos cientos de millones de años, el sistema de anillos podría adelgazar aún más… pero eso es otro tipo de desaparición, mucho más lenta que la ilusión óptica de 2025.

3.2025: año de cruce del plano de los anillos

En marzo de 2025 la Tierra pasó prácticamente por el plano ecuatorial de Saturno, que es el mismo plano donde se encuentran los anillos. Desde nuestra perspectiva, los anillos quedaron exactamente de perfil, en lo que se conoce como un “cruce del plano de los anillos” o ring plane crossing.

Hubo un detalle poco afortunado: en esas fechas Saturno estaba angularmente muy cerca del Sol en el cielo, de modo que el momento exacto del cruce no pudo observarse con telescopios desde Tierra. Sin embargo, a partir de abril y hacia finales de año, el planeta fue reapareciendo en el cielo, ya con los anillos extremadamente finos a la vista.

Hacia noviembre de 2025, los anillos alcanzan su mínimo ángulo visible para esta temporada: siguen presentes, pero como una delgadísima línea que corta el disco del planeta. Es la ocasión ideal para mostrar a estudiantes y público general un Saturno casi “desnudo”, y explicar la geometría detrás del fenómeno.

4.La imagen de Natan Fontes (APOD 29 abril 2025)

La fotografía principal de esta cartilla es obra del astrofotógrafo brasileño Natan Fontes, y fue seleccionada el 29 de abril de 2025 como Astronomy Picture of the Day (APOD) de la NASA.

La composición muestra seis apariciones de Saturno, año por año, desde 2020 hasta principios de 2025. En cada panel, el planeta fue captado con un telescopio de aficionado de alta calidad y una cámara planetaria, bajo buenas condiciones de estabilidad atmosférica.

La secuencia permite ver, de arriba hacia abajo:

• Saturno en 2020, con los anillos muy abiertos y brillantes.
• Una progresiva “desapareción” del sistema de anillos a lo largo de 2021–2023.
• En 2024, los anillos ya son bastante estrechos, anunciando el cruce de plano.
• En 2025, el anillo se reduce prácticamente a una línea, dando lugar a la ilusión de un Saturno sin anillos.

Es un ejemplo excelente de cómo la astrofotografía amateur puede documentar fenómenos de largo plazo que antes estaban reservados a grandes observatorios.

Crédito recomendado si utilizas la imagen de APOD: Imagen: Natan Fontes / NASA Astronomy Picture of the Day (29 abril 2025).

5.Geometría del cruce del plano de los anillos

Para quienes quieran ir un poco más allá, vale la pena mirar la geometría del sistema:

• Los anillos de Saturno están en el plano ecuatorial del planeta.
• El eje de rotación de Saturno está inclinado ~26,7° respecto al plano de su órbita alrededor del Sol. Esa es la razón por la cual el planeta tiene estaciones, al igual que la Tierra.
• A medida que Saturno recorre su órbita de 29,5 años, nosotros desde la Tierra lo vemos unas veces “desde arriba”, otras “desde abajo” y, dos veces por vuelta, casi exactamente desde el plano de sus anillos.
• Desde nuestra perspectiva, la inclinación aparente de los anillos oscila entre ~+27° y −27°. El cruce por 0° marca el momento en que los anillos se alinean de canto y su brillo aparente se desploma.

Durante un cruce de plano, los astrónomos profesionales aprovechan para estudiar mejor las lunas pequeñas y débiles de Saturno, que normalmente quedan escondidas por el resplandor de los anillos. De hecho, varios satélites fueron descubiertos durante cruces de plano anteriores.

6.Rincón para astrofotógrafos

Observar un Saturno casi sin anillos es una oportunidad poco frecuente para telescopios de aficionado, sobre todo en el hemisferio sur.

¿Qué necesitas?

• Telescopio de 80–150 mm de apertura (o mayor) con buena colimación. Con 100–150× ya se aprecia el disco planetario y la finísima línea del anillo.
• Cielos relativamente estables (buen “seeing”) son más críticos que la oscuridad total, porque se trata de detalles finos en el disco del planeta.
• Un ocular de mediano a alto aumento (6–10 mm en un f/10 típico) o, para fotografía, una cámara planetaria con barlow 2×–3×.

¿Qué se puede esperar ver?

• Cerca de la fecha de mínimo ángulo (finales de 2025), los anillos se ven como una delgada línea oscura y clara atravesando el planeta.
• La sombra de los anillos proyectada sobre el hemisferio de Saturno también se afina y forma una banda sutil, muy elegante.
• La ausencia del brillo habitual de los anillos permite apreciar mejor las bandas atmosféricas del planeta y algunas de sus lunas brillantes.

En latitudes peruanas, Saturno se ve relativamente bajo sobre el horizonte en esta época, así que conviene observarlo cuando esté más alto en el cielo para minimizar la turbulencia atmosférica.

7.Para seguir explorando

Algunas referencias recomendadas (en inglés) para profundizar en el Saturno “sin anillos” de 2025:

• NASA / APOD – Saturn's Rings Appear to Disappear (29 abril 2025), con la imagen de Natan Fontes.
• Artículos de divulgación sobre el ring plane crossing de marzo y noviembre de 2025 en revistas y portales como Universe Today, Sky & Telescope y Space.com.
• Material educativo de NASA y ESA sobre la estructura, origen y evolución de los anillos de Saturno y el fenómeno de la “lluvia de anillos” (ring rain).

Otras cartillas relacionadas en Planetarium: Superlunas y microlunas: guía para observación · Agua en la Luna: hielos y volátiles · Plantas en la Luna: experimentos de germinación

Barthélemy d´Ans (c) 2025 – Instituto Peruano de Astronomía / Planetarium María Reiche

¿ CUANTO DURABAN LOS VIAJES APOLLO A LA LUNA ?

Banner. Despegue del cohete Saturn V hacia la Luna
Crédito: NASA

Planetarium María Reiche — Viajes a la Luna en la era Apollo

¿Cuánto duraba un viaje a la Luna en la época de las misiones Apollo?

Hoy damos por hecho que “ir a la Luna” dura unos tres días, pero esa cifra tiene detrás trayectorias cuidadosamente calculadas, límites de combustible y mucha ingeniería. Esta cartilla resume cuánto tardaban realmente las misiones Apollo en ir y volver, qué fases tenía el viaje y cómo se compara con otras misiones lunares.

Nivel sugerido: secundaria / público general Temas: exploración espacial, historia, órbitas Tierra–Luna

1

Ir a la Luna no es instantáneo: la escala de tiempo real

Cuando pensamos en la Luna, puede parecer “cerca”: la luz tarda apenas 1,3 segundos en llegar desde allí hasta nuestros ojos. Sin embargo, para una nave tripulada como las del programa Apollo, el viaje era mucho más lento:

• El trayecto típico desde el despegue hasta la órbita lunar tomaba alrededor de 3 días (unas 72–80 horas).
• Desde el despegue en la Tierra hasta el alunizaje en la superficie podían pasar unos 4 días.
• El viaje de regreso también duraba unos 3 días, de la Luna a la Tierra.

En conjunto, una misión típica Apollo (ida, estancia en la Luna y regreso) duraba aproximadamente entre 8 y 12 días, según el perfil de misión.

El tiempo de viaje no depende solo de “la velocidad del cohete”, sino de la trayectoria orbital elegida y del equilibrio entre seguridad, combustible y objetivos científicos.

2

Etapas de un viaje Apollo: de la plataforma a la órbita lunar

Aunque desde la Tierra vemos “un lanzamiento y ya”, el viaje Apollo a la Luna tenía varias fases encadenadas:

• Lanzamiento y órbita de aparcamiento: el cohete Saturn V ponía la nave en una órbita baja alrededor de la Tierra, unos 12 minutos después del despegue.
• Inyección translunar (TLI): uno o dos giros después, la tercera etapa del cohete se encendía de nuevo para dar el empujón que enviaba la nave en una órbita elíptica que interceptaría la órbita de la Luna. Esto ocurría aproximadamente a las 2–3 horas de vuelo.
• Crucero translunar: la nave pasaba unas 70–80 horas “de viaje” entre la Tierra y la Luna, realizando pequeñas correcciones de trayectoria, observaciones científicas y emisiones de TV.
• Inserción en órbita lunar (LOI): ya cerca de la Luna, el motor principal se encendía de nuevo para frenar y quedar capturado en órbita alrededor de nuestro satélite.

Solo después de estar en órbita lunar, el módulo lunar podía separarse para descender y alunizar. Es decir, el “viaje” a la Luna no terminaba en la órbita, sino cuando la tripulación tocaba realmente el suelo selenita.

3

Ejemplo emblemático: el tiempo de viaje de Apollo 11

La misión Apollo 11 es la más famosa, por ser la primera en lograr el alunizaje tripulado en julio de 1969. Su cronograma ilustra bien los tiempos típicos de un viaje a la Luna:

• Despegue: 16 de julio de 1969, 13:32 UTC, desde Cabo Kennedy (hoy Cabo Cañaveral), Florida.
• Inyección translunar (TLI): unas 2 horas y 44 minutos después del lanzamiento, la tercera etapa del Saturn V envió a la nave en trayectoria hacia la Luna.
• Inserción en órbita lunar (LOI): aproximadamente 76 horas después del despegue, el motor del módulo de servicio frenó la nave para entrar en órbita alrededor de la Luna.
• Alunizaje: el módulo lunar Eagle se separó y aterrizó en el Mar de la Tranquilidad el 20 de julio de 1969, unas 102–103 horas después del despegue: alrededor de 4,3 días de viaje.

Tras unas horas en la superficie, la tripulación despegó, se reunió con el módulo de mando en órbita y regresó a la Tierra, amerizando el 24 de julio de 1969. La misión completa duró algo más de 8 días.

Para el público se resumía como “tres días de ida, un día en la Luna, tres días de vuelta”, pero detrás de esa simplificación había muchas maniobras orbitales cuidadosamente planificadas.

4

¿Todos los Apollo tardaban lo mismo? Rango de tiempos

No todas las misiones Apollo siguieron exactamente el mismo cronograma. El tiempo de viaje dependía, entre otras cosas, de la distancia Tierra–Luna en ese momento y de pequeños ajustes en la trayectoria:

• Apollo 8 (primer vuelo tripulado alrededor de la Luna) tardó unas 69 horas desde el lanzamiento hasta entrar en órbita lunar.
• Apollo 11, como vimos, necesitó alrededor de 76 horas para llegar a la órbita lunar.
• Apollo 17 (la última misión lunar, en 1972) siguió una trayectoria algo más “lenta”, con unas 86 horas hasta llegar a la Luna.

En resumen, podemos decir que las misiones Apollo tardaban típicamente entre 3 y 3,5 días en llegar a la Luna, midiendo desde el lanzamiento hasta la entrada en órbita lunar.

En libros y documentales se suele redondear a “tres días”, pero los valores reales variaban unas horas de una misión a otra.

5

¿Y la vuelta? El viaje de regreso a la Tierra

El regreso seguía un esquema similar al viaje de ida, pero en sentido inverso:

• La nave encendía su motor para realizar la inyección transterrestre, saliendo de la órbita lunar en una trayectoria que interceptaría la Tierra.
• Seguían de nuevo unos 3 días de crucero atravesando el espacio cislunar, con correcciones de rumbo y observaciones científicas.
• Ya cerca de la Tierra, la tripulación se concentraba en la reentrada atmosférica: separación del módulo de servicio, orientación correcta del escudo térmico y amerizaje en el océano.

En Apollo 11, por ejemplo, la salida de la órbita lunar se produjo el 22 de julio y el amerizaje el 24 de julio: unos 2,5–3 días de vuelo de regreso.

El viaje de vuelta era tan delicado como el de ida: cualquier error en la trayectoria podía hacer que la nave entrara demasiado “empinada” (y sufriera una reentrada muy violenta) o demasiado “plana” (rebotando en la atmósfera).

6

¿Por qué no ir más rápido? Órbitas, combustible y seguridad

Podríamos preguntarnos: si los cohetes eran tan potentes, ¿por qué no llegar a la Luna en un día? La respuesta está en la mecánica orbital:

• La trayectoria más eficiente en combustible es una órbita de transferencia (parecida a una transferencia de Hohmann), que naturalmente tarda varios días en pasar de la órbita terrestre a la lunar.
• Si queremos acortar el tiempo de viaje, necesitamos mucha más energía, es decir, más combustible y cohetes aún más grandes, lo que encarece y complica la misión.
• Además, los ingenieros debían respetar ventanas de lanzamiento muy precisas, en las que la trayectoria se encontrara con la Luna en el punto justo.

El compromiso elegido para Apollo fue un perfil de misión que combinaba: tiempos razonables (unos tres días), consumo de combustible aceptable y márgenes de seguridad adecuados para la tripulación.

En otras palabras, las misiones Apollo estaban diseñadas para ser lo bastante rápidas para no alargar innecesariamente el viaje, pero no tan rápidas como para exigir cohetes imposibles.

7

¿Qué hacían los astronautas durante esos tres días?

El crucero translunar no era “tiempo muerto”. Durante esas 70–80 horas, la tripulación:

• Realizaba controles de sistemas: combustible, electricidad, comunicaciones, navegación.
• Efectuaba correcciones de trayectoria con pequeños encendidos de los motores de control.
• Tomaba fotografías de la Tierra y de la Luna, e incluso observaciones científicas del viento solar o de la radiación.
• Preparaba las listas de chequeo para la inserción en órbita lunar y, en su caso, para el descenso del módulo lunar.
• Comía, dormía y seguía un horario de rutina diaria para mantener la salud física y mental.

En varias misiones, la tripulación también hizo transmisiones de TV hacia la Tierra, mostrando cómo era la vida a bordo durante estos días de viaje.

8

Comparaciones: Apollo, sondas automáticas y misiones actuales

No todos los viajes a la Luna duran lo mismo, incluso usando tecnologías modernas:

• Algunas sondas automáticas han tardado solo unas decenas de horas en pasar a la distancia de la órbita lunar, porque no necesitan reentrar en la Tierra ni llevar tripulación.
• Otras misiones no tripuladas usan trayectorias de baja energía, aprovechando la gravedad de la Tierra y la Luna; pueden tardar semanas o incluso meses, pero ahorran combustible.
• La misión Artemis I, por ejemplo, probó la nave Orion en 2022 en una órbita distante alrededor de la Luna, con una duración total de 25,5 días de vuelo desde el lanzamiento hasta el regreso.

En este contexto, los viajes Apollo siguen siendo un buen punto de referencia: unos 3 días para ir, unos 3 días para volver y menos de dos semanas de misión en total.

Comparar distintos tiempos de viaje ayuda a entender que la misma distancia puede recorrerse con estrategias muy diferentes, según la misión y la tecnología disponible.

9

Preguntas para pensar y debatir

Para el aula, clubes de ciencias o visitas al planetario

• Si pudieras diseñar tu propia misión a la Luna, ¿preferirías un viaje más corto y costoso o más largo y eficiente en combustible? ¿Por qué?
• ¿Crees que para la tripulación es mejor un viaje “rápido pero intenso” o uno “más largo pero tranquilo”? ¿Qué factores humanos entran en juego?
• ¿Por qué los astronautas no viajan en línea recta hacia la Luna, sino en una órbita elíptica? ¿Qué papel juegan la gravedad y la velocidad de escape?
• Imagina una misión futura con motores mucho más potentes que los actuales: ¿qué ventajas tendría llegar en menos de un día? ¿Qué nuevos riesgos podrían aparecer?
• ¿Cómo cambiaría la planificación de una misión lunar si el viaje de ida y vuelta durara solo horas en lugar de días?

Guía orientativa para docentes / facilitadores (clic para desplegar)

Estas sugerencias no son respuestas únicas, sino puntos de apoyo para orientar el debate y proyectos de investigación en grupo.

Pregunta 1 — Coste vs. velocidad

• Relacionar el tiempo de viaje con el consumo de combustible: llegar más rápido suele significar gastar más energía.
• Introducir el concepto de optimización en ingeniería: encontrar el equilibrio entre coste, tiempo y seguridad.

Pregunta 2 — Factores humanos

• Hablar de fatiga de la tripulación, estrés, aislamiento y necesidad de una rutina cotidiana durante varios días.
• Comparar con expediciones polares o travesías marítimas largas.

Pregunta 3 — Órbitas y líneas rectas

• Usar dibujos sencillos para mostrar que la Luna se mueve mientras la nave viaja, por lo que hay que “apuntar a donde estará”, no a donde la vemos.
• Introducir la idea de órbita de transferencia como camino “curvo pero óptimo”.

Pregunta 4 — Nuevas tecnologías

• Pedir al grupo que imagine motores nucleares, vela solar o propulsión iónica, y cómo cambiarían los tiempos de viaje.
• Discutir nuevos riesgos (mayor energía en caso de fallo, complejidad técnica, protección frente a radiación).

Pregunta 5 — Escalas de tiempo

• Comparar el tiempo de viaje a la Luna con otros trayectos: un vuelo intercontinental, un viaje en barco, una vuelta al mundo.
• Proponer como actividad el diseño de una línea de tiempo de la misión, desde el despegue hasta el amerizaje.

Como proyecto, se puede pedir a los estudiantes que construyan una infografía o maqueta con las fases del viaje y los tiempos aproximados de cada una (lanzamiento, órbita terrestre, crucero translunar, órbita lunar, alunizaje, regreso).

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Mini glosario del viaje Tierra–Luna

Saturn V: cohete gigante de tres etapas usado en las misiones Apollo para enviar naves tripuladas a la órbita de la Tierra y, luego, hacia la Luna.

TLI (Trans-Lunar Injection): maniobra en la que la tercera etapa del cohete aumenta la velocidad de la nave para sacarla de la órbita terrestre y ponerla en trayectoria hacia la Luna.

LOI (Lunar Orbit Insertion): encendido del motor cerca de la Luna para frenar la nave y capturarla en órbita lunar.

Crucero translunar: fase del viaje entre la órbita terrestre y la órbita lunar, que dura típicamente unos tres días.

Trayectoria de transferencia: órbita elíptica que conecta dos órbitas circulares (por ejemplo, la de la Tierra y la de la Luna) usando la menor cantidad posible de combustible.

Amerizaje: regreso de la cápsula a la Tierra mediante reentrada atmosférica y caída controlada en el océano.

Recuadro de imágenes

Fases y tiempos del viaje Apollo a la Luna

Figura 1. Perfil simplificado de una misión Apollo: órbita de aparcamiento alrededor de la Tierra, inyección translunar, crucero de varios días, inserción en órbita lunar, descenso y ascenso del módulo lunar, y retorno a la Tierra. Permite visualizar en qué momentos se concentran las horas de viaje.
Crédito: imagen obtenida en la web https://luminarc.su/res/whatsapp-2025.html.

Figura 2. La Tierra vista por una tripulación Apollo durante el crucero translunar. En estos tres días de viaje, el planeta se va encogiendo en la ventanilla mientras la nave recorre centenares de miles de kilómetros hacia la órbita lunar.
Crédito: NASA / Project Apollo Archive / edición y rotulado: Planetarium María Reiche – Instituto Peruano de Astronomía.

Figura 3. Cápsula de mando de una misión Apollo flotando en el océano tras el amerizaje. El viaje completo, desde el despegue hasta el regreso seguro a la Tierra, suma del orden de 8 a 12 días según la misión, cerrando el ciclo temporal del “viaje a la Luna”.
Crédito: NASA / adaptación y rotulado: Barthélemy d´Ans (c) 2025 – Planetarium María Reiche / Instituto Peruano de Astronomía.

Ref

Referencias y lecturas recomendadas

Para docentes, estudiantes avanzados o lectoras/es que deseen profundizar en los perfiles de misión y tiempos de viaje Tierra–Luna.

1. NASA. (s. f.). Apollo 11 Mission Overview. Recuperado de nasa.gov/history/apollo-11-mission-overview
2. NASA. (2009). Apollo 8: Mission Details. Recuperado de nasa.gov/missions/apollo/apollo-8-mission-details
3. Encyclopaedia Britannica. (2024). How Long Does It Take to Get to the Moon? Recuperado de britannica.com/science/How-Long-Does-It-Take-to-Get-to-the-Moon
4. Sky at Night Magazine. (2024). How long does it take to get to the Moon? Recuperado de skyatnightmagazine.com/space-science/how-long-does-take-get-moon
5. NASA. (1967). Apollo Mission Flight Plan. Recuperado de science.nasa.gov/resource/apollo-mission-flight-plan-1967
6. NASA. (2025). Artemis I – Mission Overview. Recuperado de nasa.gov/reference/artemis-i-2

Cartilla educativa: ¿Cuánto duraba un viaje a la Luna en la época de las misiones Apollo?
Material de apoyo para actividades de divulgación y talleres del Planetarium María Reiche e Instituto Peruano de Astronomía.

Autoría y adaptación: Barthélemy d’Ans — Planetarium María Reiche — Instituto Peruano de Astronomía.

CALCULADORA VIAJE A LA LUNA - POTENCIA Y TIEMPO DE VIAJE.

Planetarium María Reiche · Instituto Peruano de Astronomía

Calculadora de empuje para misiones lunares (v1.2)

Imagina que quieres repetir la hazaña del Apollo 11: ¿qué tan potente tendría que ser la primera etapa de tu cohete y cuánto tardaría tu misión en llegar a la Luna?

Herramienta educativa inspirada en el Saturn V del Apollo 11. No usar para diseño real de lanzadores.

1. Calculadora interactiva

La “carga útil” aquí es todo lo que está por encima de la primera etapa: etapas superiores + nave + adaptación, es decir, la masa que la primera etapa debe levantar.

Modo básico – a partir del Δv objetivo

Masa sobre la primera etapa (kg) Etapas superiores + nave. Por defecto: orden de magnitud de lo que “veía” la primera etapa del Saturn V Apollo 11.

Δv ideal proporcionado por esta etapa (km/s) Aproximación del incremento de velocidad que aporta una primera etapa potente (~2.6–2.8 km/s).

Impulso específico Isp (s) Motores LOX/RP-1 de primera etapa tipo F-1: ~260–265 s al nivel del mar.

Fracción estructural de la etapa (%) masa seca / (masa seca + propelente). Etapa kerolox de altas prestaciones: ~7–10 %.

Relación empuje/peso al despegue (T/W) Saturn V y cohetes pesados: ~1.15–1.25 al despegue.

Número de motores en la primera etapa Saturn V: 5 motores F-1 en la etapa S-IC.

Modo avanzado – a partir de masas reales del cohete

Masa total al despegue m₀ (kg) Saturn V Apollo 11: ~2 950 000 kg completamente cargado.

Masa sobre la primera etapa (kg) Todo lo que está por encima de la primera etapa (etapas superiores + nave).

Impulso específico Isp (s) Motores de la primera etapa (por ejemplo, F-1 del Saturn V).

Fracción estructural de la etapa (%) Fija qué parte de la masa de la etapa es estructura (tanques, motores) frente a propelente.

Relación empuje/peso al despegue (T/W) Con este T/W se calcula el empuje total requerido para tu m₀.

Número de motores en la primera etapa Para obtener el empuje por motor.

Tiempo de viaje a la Luna – modelo simple

Distancia efectiva de trayectoria (km) Distancia media Tierra–Luna ~384 000 km; una trayectoria real suele ser algo mayor.

Velocidad promedio de crucero (km/s) Las misiones Apollo tardaron ~3 días, equivalente a ~1.4–1.6 km/s de velocidad media a lo largo de la trayectoria.

Resultados y comparación con el Saturn V (Apollo 11)

Modelo físicamente posible (cohete de una etapa ideal).

a) Resumen de la etapa modelada

Masa sobre la primera etapa

–

Entrada: carga útil + etapas superiores

Masa total al despegue (m₀)

–

Primera etapa + todo lo que levanta

Masa de la etapa (seca + propelente)

–

Solo la primera etapa

Masa de propelente

–

Fracción de propelente de la etapa

Masa estructural (seca)

–

Tanques, motores, estructura

Δv modelado

–

Según ecuación de cohetes

Razón de masas m₀ / m_f

–

Cuánto se “adelgaza” la etapa al vaciar combustible

Fracción de carga útil

–

carga útil / masa total

Fracción de propelente

–

propelente / masa total

Fracción estructural

–

masa seca / masa total

b) Empuje requerido de la primera etapa

Empuje total requerido

–

–

Empuje por motor

–

Dividiendo entre el número de motores

c) Comparación con el Saturn V (Apollo 11)

Empuje vs Saturn V

–

Saturn V: ~35.1 MN al despegue

Masa al despegue vs Saturn V

–

Saturn V: ~2950 t de masa total

Carga útil vs Saturn V (LEO)

–

Saturn V: ~118 t a órbita baja

d) Paso a paso y fórmulas (cartilla desplegable)

Ver explicación detallada del modelo ▼

1. Ecuación de cohetes de Tsiolkovski

El corazón del modelo es la ecuación de cohetes ideal:
Δv = Isp · g₀ · ln(m₀ / m_f)

• Δv: incremento de velocidad ideal que da la etapa.
• Isp: impulso específico del motor (segundos).
• g₀: gravedad estándar (~9.81 m/s²).
• m₀: masa total al inicio del quemado (cohete lleno).
• m_f: masa al final del quemado (sin propelente, pero con estructura y carga útil).

2. Fracciones de masa en la etapa

Definimos:

• m_payload: masa sobre la primera etapa (etapas superiores + nave).
• m_stage: masa total de la primera etapa (estructura + propelente).
• f_s: fracción estructural = masa seca / (masa seca + propelente).

De aquí salen:
m_struct = f_s · m_stage
m_prop = (1 − f_s) · m_stage
m₀ = m_payload + m_stage
m_f = m_payload + m_struct

3. Modo básico: reconstruir la etapa a partir del Δv

En el modo básico eliges Δv objetivo, Isp y fracción estructural. Primero se calcula la razón de masas:

R = m₀ / m_f = exp(Δv / (Isp · g₀))

Después, usando la fracción estructural, se despeja la masa de la etapa que hace compatible ese Δv con la carga:

m_stage = m_payload · (R − 1) / (1 − R · f_s)

A partir de ahí se calculan m_prop, m_struct y la masa total m₀.

4. Modo avanzado: partir de las masas reales del cohete

En el modo avanzado fijas directamente la masa total al despegue m₀ y la masa sobre la primera etapa. Con la fracción estructural se separa la etapa en estructura y propelente:

m_stage = m₀ − m_payload
m_struct = f_s · m_stage
m_prop = (1 − f_s) · m_stage
m_f = m_payload + m_struct

Con estos valores se vuelve a aplicar Tsiolkovski para obtener el Δv real que da esa etapa.

5. Empuje requerido a partir de T/W

La relación empuje/peso al despegue se define como:

T/W = F / (m₀ · g₀)

De modo que el empuje total requerido es:

F = (T/W) · m₀ · g₀

Y si hay N motores en la primera etapa, el empuje por motor es:

F_motor = F / N

6. Comparación con el Saturn V del Apollo 11

Finalmente, la calculadora compara tu cohete idealizado con las cifras del Saturn V:

• Empuje de despegue ~35.1 MN.
• Masa al despegue ~2 950 t.
• Carga útil a órbita baja ~118 t.

Así puedes ver si tu diseño “se parece” al vector que llevó a la primera misión tripulada a la superficie de la Luna.

e) ¿Cuánto tardaría en llegar a la Luna?

Tiempo de viaje (aprox.)

–

Se asume una distancia efectiva y una velocidad media de crucero.

2. ¿Qué simplificaciones hace esta calculadora?

• Se asume un cohete de una sola etapa “equivalente” que representa el efecto combinado de la primera etapa real y parte de la contribución de las etapas superiores.

• Se ignoran arrastre aerodinámico, pérdidas por gravedad detalladas, variación de empuje con la altitud y complejidades como la aceleración no constante.

• El modelo es, por tanto, orden-de-magnitud: sirve para comparar familias de misiones, ver qué parámetros importan más y relacionar “intuición de cohete” con el caso histórico del Saturn V del Apollo 11.

3. El Saturn V del Apollo 11 como referencia

• El Saturn V era un lanzador de tres etapas, con primera etapa S-IC (5 motores F-1 con LOX/RP-1) que generaba alrededor de 35 mega-newtons de empuje al despegue y una masa total cercana a las 3 000 toneladas.

• Su capacidad de carga útil a órbita baja estaba en el rango de ~110–120 toneladas (dependiendo de la definición), y podía enviar del orden de 40 t hacia la Luna.

• La misión Apollo 11 (1969) fue la primera en llevar humanos a la superficie lunar. Ajustando los parámetros por defecto de la calculadora puedes situarte en el mismo orden de magnitud que el Saturn V y explorar “qué pasaría si” cambiamos tecnología, fracciones estructurales o cargas útiles.

4. Uso didáctico sugerido

• Explorar cómo cambia el empuje requerido si aumentas la masa a levantar pero mantienes el Δv.
• Comparar diferentes tecnologías de motores cambiando el Isp (ej. kerolox vs. hidrógeno líquido).
• Mostrar la importancia de la fracción estructural: etapas más “ligeras” permiten mayores Δv o menores masas totales.
• Usar el modo avanzado para analizar “cohetes históricos”: introduce m₀ e Isp aproximados y compara con el Saturn V.
• Relacionar el bloque de tiempo de viaje con las cronologías reales de las misiones Apollo (~3 días a la Luna).

Autoría y derechos de la cartilla/calculadora: Barthélemy d´Ans (c) 2025 – Instituto Peruano de Astronomía / Planetarium María Reiche.

Referencia (APA) sugerida para esta calculadora: d’Ans, B. (2025). Calculadora de empuje de primera etapa para misiones lunares (v1.2) [Aplicación web]. Instituto Peruano de Astronomía & Planetarium María Reiche.

LA NEBULOSA DE LA TARANTULA.

La nebulosa de la Tarántula (30 Doradus) en la Gran Nube de Magallanes. Imagen: ESO/IDA/Danish 1.5 m / R. Gendler, C. C. Thöne, C. Féron & J.-E. Ovaldsen.

30 Doradus: la nebulosa de la Tarántula

Por Barthélemy d’Ans – Planetarium María Reiche & Instituto Peruano de Astronomía (IPA)

1.Una “tarántula” de gas en una galaxia vecina

A primera vista, la imagen muestra un remolino de gas y polvo lleno de filamentos, huecos y nudos brillantes. En el centro, una región casi sobreexpuesta delata la presencia de un cúmulo de estrellas extremadamente masivas y jóvenes. Este conjunto es la famosa nebulosa de la Tarántula, también conocida como 30 Doradus.

La Tarántula no está en nuestra Vía Láctea, sino en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite visible desde el hemisferio sur. Se encuentra a unos 170 000 años-luz de la Tierra y forma la esquina sudeste de esa pequeña galaxia.

A pesar de esa enorme distancia, 30 Doradus es tan luminosa que, vista con binoculares desde cielos oscuros australes, aparece como una mancha brillante en el interior de la Gran Nube. Si una región así estuviera tan cerca como la nebulosa de Orión, llenaría un enorme trozo del cielo y sería capaz de proyectar sombras sobre el suelo terrestre.

La escala del objeto es sobrecogedora: el complejo completo de gas ionizado y cúmulos asociados se extiende a lo largo de cientos de años-luz, acercándose al milenio de años-luz de diámetro. Es, en pocas palabras, una fábrica de estrellas gigantes a escala galáctica.

2.Una fábrica de estrellas masivas

El corazón energético de la Tarántula es el cúmulo R136, escondido en la zona central más brillante de la imagen. Este cúmulo joven, de apenas unos uno a dos millones de años, alberga decenas de estrellas que superan las 50 masas solares y varias que probablemente nacieron con más de 100 Soles.

Entre ellas destaca R136a1, una de las estrellas más masivas y luminosas conocidas. Estas estrellas monstruosas emiten enormes cantidades de radiación ultravioleta y vientos estelares que arrancan y comprimen el gas circundante, esculpiendo la intrincada red de filamentos y cavidades que vemos en la nebulosa.

Más lejos del núcleo joven se encuentra otro cúmulo, Hodge 301, mucho más envejecido. Se estima que decenas de sus estrellas más masivas ya explotaron como supernovas, inyectando energía y metales pesados en el gas. En las afueras del complejo se sitúa también la famosa supernova 1987A, la explosión estelar más cercana observada desde la invención del telescopio.

30 Doradus es así un laboratorio de múltiples generaciones estelares: estrellas que nacen, otras que ya han muerto y ondas de choque que desencadenan nuevos episodios de formación estelar. Algo similar debió ocurrir en las galaxias del Universo temprano, cuando los ritmos de nacimiento de estrellas eran muchos más intensos que hoy.

3.Gas, polvo y colores en la imagen

Aunque la Tarántula es, físicamente, una enorme región H II (gas de hidrógeno ionizado), la imagen de ESO que encabeza esta cartilla se obtuvo en colores casi naturales, combinando filtros ópticos B, V y R. El resultado es un retrato que se acerca a lo que veríamos con una cámara muy sensible y un telescopio de gran apertura.

En términos físicos:

• Las zonas amarillas y anaranjadas muestran gas de hidrógeno y oxígeno ionizados, iluminados por la radiación ultravioleta de las estrellas jóvenes.
• Las regiones marrones y verdosas corresponden a mezclas de gas y polvo interestelar, que absorben y dispersan parte de la luz.
• Los núcleos blancos-azulados marcan los cúmulos estelares más densos, donde se concentran las estrellas más calientes y masivas.

El conjunto está lejos de ser homogéneo: encontramos cavidades excavadas por vientos y supernovas, pilares y columnas de gas denso donde todavía se gestan nuevas estrellas y una gran cantidad de pequeñas nubes oscuras, las globuletas, que podrían albergar sistemas estelares en formación.

Vistas en otras longitudes de onda, como el infrarrojo, estas estructuras revelan aún más detalles: estrellas recién nacidas que permanecían ocultas tras el polvo, filamentos fríos que servirán de materia prima para futuras generaciones y conchas de gas expulsadas por estrellas masivas moribundas.

4.Cómo se obtuvo esta imagen de ESO

La imagen que abre este artículo fue tomada con el telescopio Danish 1.54 m del observatorio de La Silla (ESO, Chile). Aunque se trata de un telescopio relativamente modesto comparado con los gigantes de 8–10 metros, su óptica de calidad y su cámara CCD permiten registrar detalles finos en objetos extensos como la Tarántula.

Datos técnicos (versión resumida):

• Telescopio reflector Danish 1.54 m en La Silla.
• Exposiciones de decenas de segundos en filtros de banda ancha B (azul), V (verde) y R (rojo), combinadas para producir una imagen de alto contraste.
• Procesado digital cuidadoso para equilibrar el brillo extremo del núcleo con las estructuras de bajo brillo superficial en la periferia.

Aunque hoy disponemos de imágenes mucho más profundas y extensas obtenidas con el Hubble y el James Webb, esta composición de ESO mantiene un gran valor didáctico: muestra, en un solo campo, la conexión íntima entre cúmulos estelares, gas ionizado y polvo, sin recurrir a paletas de color demasiado alejadas de la percepción humana.

Crédito sugerido si usas esta versión de la imagen: Imagen: ESO/IDA/Danish 1.5 m / R. Gendler, C. C. Thöne, C. Féron & J.-E. Ovaldsen.

5.30 Doradus en contexto astronómico

Desde el punto de vista de la astrofísica de galaxias, 30 Doradus es un ejemplo extremo de región de estallido de formación estelar (starburst) en el entorno local.

Algunos parámetros físicos aproximados:

• Tipo de objeto: gran región H II y complejo de cúmulos estelares en la Gran Nube de Magallanes.
• Distancia: ≈ 170 000 años-luz.
• Tamaño angular: alrededor de 40′ × 25′ para la zona más brillante; el complejo completo se extiende aún más.
• Tamaño físico: varios cientos de años-luz; el radio efectivo del gas ionizado es del orden de 900 años-luz.
• Brillo integrado: magnitud aparente cercana a 8; extremadamente luminoso para un objeto no estelar a esa distancia.

Comparada con regiones de nuestra propia galaxia:

• Es mucho más grande y activa que la nebulosa de Orión (M42), el vivero estelar masivo más cercano a la Tierra.
• No se conoce en la Vía Láctea ninguna región de formación estelar tan luminosa y prolífica como 30 Doradus.

La Tarántula es, por tanto, una ventana privilegiada para estudiar:

• cómo se forman y evolucionan las estrellas extremadamente masivas;
• el efecto combinado de sus vientos, radiación y supernovas sobre el gas de la galaxia anfitriona;
• procesos de formación estelar similares a los que debieron dominar en el Universo temprano, cuando las tasas de formación de estrellas eran más elevadas.

6.Rincón para astrofotógrafos

Para quienes observan desde el hemisferio sur, la nebulosa de la Tarántula es uno de los objetivos más espectaculares de la Gran Nube de Magallanes.

Coordenadas aproximadas (J2000):
AR ≈ 05h 38m 43s — Dec ≈ −69° 06′

Desde latitudes medias australes, la Tarántula alcanza buena altura sobre el horizonte sur durante las noches de verano e inicio del otoño del hemisferio sur (diciembre–marzo). En latitudes tropicales del hemisferio sur, como la costa peruana, culmina a unos 30–40° de altura, suficiente para astrofotografía con cielos transparentes y oscuros.

Equipo y encuadre:

• Un objetivo de 50–135 mm permite registrar la Gran Nube de Magallanes completa, con la Tarántula como un núcleo brillante.
• Telescopios de 300–600 mm de distancia focal (en sensor APS-C o full frame) encuadran la nebulosa con buenos márgenes y resuelven filamentos y cúmulos.
• Equipos de mayor focal (800–1200 mm) se centran en el núcleo de 30 Doradus y el cúmulo R136, a costa de perder el contexto de la galaxia.

Filtros y tiempos de integración:

• Bajo cielos oscuros, puede obtenerse una imagen vistosa solo con RGB o banda ancha; el brillo de la Tarántula ayuda mucho.
• Con contaminación lumínica o para resaltar el gas, los filtros Hα y [O III] son especialmente útiles; un canal adicional [S II] permite composiciones tipo SHO.
• Para un buen detalle en los filamentos y en el entorno de 30 Doradus, son recomendables varias horas de integración total (3–8 h o más), equilibrando el tiempo entre canales.

Consejos de procesado:

• Usar reducción selectiva de estrellas para que la multitud de estrellas de la Gran Nube no compita visualmente con la nebulosa.
• Aplicar máscaras de contraste local para realzar los pilares, cavidades y bordes de las burbujas sin saturar el núcleo.
• Cuidar el equilibrio de color: la Tarántula admite paletas muy contrastadas, pero un leve toque cálido en el gas y tonos fríos en las estrellas suele dar un resultado agradable y didáctico.

Con paciencia y buen cielo, la nebulosa de la Tarántula se convierte en una de las imágenes más espectaculares que puede lograr un astrofotógrafo desde el hemisferio sur.

7.Para saber más

Si quieres profundizar en la física de 30 Doradus y explorar otras imágenes complementarias:

• Página oficial de ESO con esta imagen: «The Tarantula Nebula» – ESO/IDA/Danish 1.5 m .
• Mosaico de Hubble de 30 Doradus, con miles de estrellas resueltas: «Hubble’s panoramic view of a star-forming region» .
• Vista infrarroja de la Tarántula con el telescopio espacial James Webb: «A Cosmic Tarantula, Caught by NASA’s Webb» .
• Ficha de objeto para observadores: Caldwell 103 (30 Doradus, nebulosa de la Tarántula) .

Barthélemy d´Ans (c) 2025 Instituto Peruano de astronomía / Planetarium María Reiche.