La doctora Ariadna Farrés, especialista del NASA Goddard Space Flight Center, participó como ponente en el Coloquio del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y Sistemas (IIMAS) el pasado 24 de abril. Su ponencia llevó por título “Sistemas dinámicos y el problema de tres cuerpos: navegando de la Tierra a L1”, y demostró que las matemáticas no solo permiten comprender el Universo, sino también trazar rutas para llegar al espacio y desplazarse en él.
Durante la plática, la doctora Farrés mencionó la forma en la que los modelos matemáticos ayudan a entender el comportamiento de las naves en el espacio y a tomar decisiones para planear sus trayectorias. Uno de los temas principales fue el problema restringido de tres cuerpos, que trata de entender cómo se mueve un objeto cuando dos cuerpos grandes lo atraen con su gravedad.
La investigadora explicó que este modelo funciona como una forma sencilla de estudiar cómo es que las naves pueden quedarse cerca de ciertos puntos en el espacio llamados puntos de equilibrio de Lagrange, especialmente L1 y L2, ubicaciones en el espacio donde las fuerzas gravitatorias de dos cuerpos grandes se equilibran. Estos son los más usados porque están cerca de la Tierra, lo que facilita la comunicación y requiere menos combustible.
Sin embargo, estos puntos no son completamente estables: “L1 y L2 son puntos naturalmente inestables. Esto significa que un satélite que se encuentra ahí tiende a alejarse de forma natural, por lo que es necesario realizar maniobras de control. Es decir, de vez en cuando hay que corregir su trayectoria para mantenerlo en órbita, ya sea en una forma específica o simplemente dentro de esa región”, expuso la doctora.
Además de compartir la teoría de este reto, Farrés abordó las limitaciones reales que enfrentan las misiones espaciales. Por ejemplo, el caso de la misión Space Weather Follow-On (SWFO), durante la cual se aplicó el modelo del problema restringido de los tres cuerpos para optimizar maniobras específicas y lograr reducir de manera significativa el consumo de combustible.
Además, habló del James Webb Space Telescope, una de las herramientas más importantes para observar objetos muy lejanos en el Universo. Es fundamental que este telescopio se mantenga a temperaturas extremadamente bajas debido a que trabaja mediante la detección de calor de otros cuerpos, y la temperatura propia podría interferir. Por eso, mantenerlo frío no es un detalle menor, sino que influye en el diseño, la operación e incluso su movimiento en el espacio.
En definitiva, la doctora Ariadna Farrés presentó a las matemáticas como un elemento fundamental, y no tan conocido, para la exploración espacial. También mostró que detrás de cada misión existe un trabajo detallado de modelación y análisis matemático que no se limita a llegar al espacio sino a moverse en él.