Moonraker y las reentradas

Hace poco comenté un detalle del inicio de la película Moonraker, relativo al funcionamiento del transbordador espacial. Hoy continuaré con la película y el transbordador, esta vez con una escena que aparece cerca del final de la peli. Si recordáis la trama principal, un villano megalómano planea aniquilar la humanidad, para posteriormente crear una nueva civilización, a partir de unos pocos elegidos (argumento muy parecido al de La Espía que me Amó, con la que comparte otros elementos, como el secuaz Tiburón). Para ello, crea un veneno mortal para el hombre e inocuo para los animales y plantas, que lanza en cápsulas desde una estación orbital. En la escena que nos ocupa, Bond y su compañera viajan en una de las Moonraker, destruyendo con un laser las cápsulas lanzadas. La última de ellas penetra en la atmósfera antes de ser alcanzada por la Moonraker, por lo que realizan una reentrada a demasiada velocidad, y con el morro de la nave por delante. Tras unos momentos de tensión, con las inevitables vistas exteriores de una Moonraker incandescente por el calor, y los protagonistas sudando, consiguen destruir la cápsula.

En realidad, un transbordador espacial que hubiera realizado una reentrada de esa manera, habría sido destruido por el calor. ¿Por qué? Bueno, si habéis visto fotos del transbordador espacial, habréis visto que es de color blanco, salvo la parte baja del fuselaje, que es de color negro. Pues bien, ese «suelo negro» es el escudo térmico de la nave, y es la parte que «mira» en la dirección de la marcha durante la reentrada. El resto de la nave no es tan resistente al calor, por lo que una reentrada en picado sería fatal.

¿Y por qué sólo una parte del vehículo está protegido? Bueno, para responder a esta pregunta hay que entender primero qué ocurre durante una reentrada. Hace tiempo expliqué que el calor producido por una reentrada no se debe a la fricción en el sentido en el que solemos entenderla (como rozamiento lateral), sino a la rápida compresión del aire. Cuando un cuerpo se mueve en el seno de un fluido, dicho fluido es desplazado por el propio objeto. Si el fluido es un gas, el que se encuentre delante del cuerpo es además comprimido. Cuanto más velocidad tenga el cuerpo, mayor será la compresión del gas; y un gas se calienta al ser comprimido. Así que las altísimas temperaturas alcanzadas durante una reentrada se deben a la rápida compresión del aire situado en medio de la trayectoria de la nave.

Lógicamente, ese aire no se queda ahí para siempre. Parte de él es desplazado «hacia los lados» por el objeto en movimiento. Y aquí es donde entra en juego la geometría del vehículo. El aire desplazado está muy caliente. Si entrara en contacto con el resto del vehículo, todo el fuselaje necesitaría protección. ¿Y puede evitarse eso? Pues sí. La física de un gas en estas condiciones es complicada, pero básicamente consiste en evitar ser demasiado aerodinámico (pero sin llegar a ser un ladrillo), de forma que, el gas supercalentado se aleja del vehículo. Si queréis conocer los detalles, os invito a pasaros por el blog de Juan de la Cuerva, donde lo explica de forma sencilla.

Si recordáis los inicios de la carrera espacial, las cápsulas de los astronautas tenían forma de cono, y realizaban la reentrada «de culo», es decir, con la base del cono por delante, que era donde estaba el escudo térmico. Con el transbordador espacial ocurre algo similar. Entra con el «suelo» por delante. De esta forma, el aire calentado a altas temperaturas no entra en contacto con el resto del fuselaje. Si lo hiciera «de morro», el aire caliente no se alejaría suficientemente y estaría demasiado cerca del resto del fuselaje.

Lotería de Navidad

Últimamente parece que el universo conspira contra mí para impedirme actualizar el blog, pero uno es suficientemente tenaz, y esperar a que el universo se descuide. Así que aquí estoy de nuevo.

Mientras suena en la tele los inconfudibles «cantos» de los niños del Colegio de San Ildefonso, no puedo evitar recordar las supersticiones de mucha gente a la hora de comprar un décimo de la Lotería de Navidad, o las supuestas probabilidades con que nos han bombardeado los informativos.

Así, mucha gente es reacia a comprar números demasiado altos o demasiado bajos, o números con varios dígitos iguales, o números capicuas, o en general, cualquier número al que consideren «feo» (expresión escuchada infinidad de veces). Para rematar, los informativos de televisión nos repiten constantemente unas estadísticas de las cuales deducen que hay números o terminaciones con más probabilidad que otros.

Y la realidad es que, a menos que los bombos y las bolitas estén trucados, todos los números tienen las mismas probabilidades de salir. Tanto el 35.862 como el 11.111 están en el bombo, y se supone que todas las bolitas pesan lo mismo y tienen el mismo tamaño.

El evitar determinados números, es algo puramente psicológico. Hay tendencia a creer que en un sorteo, o en tiradas de dados, o en cualquier otro experimento consistene en la repetición del mismo suceso aleatorio, los resultados deben ser diferentes y uniformemente distribuidos. En el caso de la lotería (o la ONCE, por ejemplo), hay tendencia a pensar que los números «medianos» tienen más probabilidad de salir que los «extremos» (como el 1 ó el 99.999) Y eso no es asi. Al tirar un dado, por ejemplo, la probabilidad de que salga un número concreto es de 1 entre 6 (1/6). No es más probable el 3 que el 1. Y eso es así independientemente de que haya tirado el dado antes. Si jugando al parchís he sacado dos 6 consecutivos, la probabilidad de que me salga un tercer 6 (y volver a casa con la última ficha movida) es la misma de que me salga un 5, por ejemplo. Ó un 1. Ó un 4. Lo que es uniforme es la probabilidad (1/6 para todos los números), no el resultado.

Esta idea está muy bien explicada en un episodio de la serie Numb3rs. En el episodio en cuestión, el genio matemático le pide a su hermano y sus compañeros del FBI, que se dispongan en el despacho de forma aleatoria. Al hacerlo, resulta que se colocan más o menos equiespaciados. Entonces el matemático les explica que no se han colocado de forma aleatoria, sino que deliberadamente han buscado una distribución uniforme por la sala, y que en un suceso realmente aleatorio, habría «vacíos» y «aglomeraciones» de personas. Volviendo al ejemplo del parchís (o de cualquier juego donde se lancen dados), seguro que habréis experimentado cómo en determinados momentos, parece que hay numeros que siempre salen, o que nunca lo hacen (¿quién no ha sufrido en el parchís, el no sacar el primer 5 para salir durante turnos y turnos?).

Las estadísticas sobre terminaciones merecen una mención especial. Los días previos al sorteo, se nos ha repetido muchas veces las terminaciones que más y menos han salido a lo largo de la historia del mismo, concluyendo así que hay terminaciones con más probabilidad de salir que otras. Pero esto no es necesariamente así. Es cierto que ante la repetición del mismo suceso aleatorio, a medida que aumenta el número de repeticiones, la distribución de los resultados se aproxima más a la distribución de probabilidad. Así, si tiramos 100 veces una moneda al aire, seguramente veamos que han salido aproximadamente 50 caras y 50 cruces. Insisto en lo de aproximadamente, ya que también podría ser que hubieramos sacado 52 caras y 48 cruces. Ó 55 y 45. Esto es lo que se conoce como ley de los grandes números. Pero lo que nos dice la ley es que a medida que aumentamos el numero de repeticiones del suceso, la distribución de resultados se aproxima más a la distribución de probabilidad. No nos dice que sea igual.

En el caso concreto de la Lotería de Navidad, el número de sorteos a lo largo de la historia creo que anda en torno a los 200 (no llega). Uno esperaría que la ocurrencia de cada terminación fuera de 10% cada una, puesto que esa es su probabilidad, pero no tiene por qué ser exactamente así. 200 no parece un número demasiado elevado de repeticiones, y una terminación ha podido aparecer más veces que otra, por puro azar, sin implicar que sea más probable. Esas estadísticas, por tanto, sólo deben tomarse como curiosidad.

La magia informática de CSI Miami

Los que sigáis la serie «CSI: Miami» habréis comprobado que, el equipo informático del que dispone la policía de Miami está más cerca del de Minority Report que del que podamos ver en el mundo real, con gigantescas pantallas transparentes con elaboradas animaciones 3D (aunque sea para mostrar una huella dactilar). Pero ahora no voy a hablar de eso, sino de una escena del episodio de esta semana, que hizo sonar mis pequeñas alarmas de la cabeza.

En el episodio, los protas investigaban a una empresa privada de mercenarios, que recibía encargos de la administración pública (eran sospechosos de haber utilizado un arma ilegal para matar a tres traficantes de armas). El presidente (o director general, o algo similar) de la empresa es posteriormente asesinado, y los CSI recuperan su ordenador portátil, para ver qué encuentran. Mientras lo están utilizando, de pronto el disco duro comienza a borrarse (con los inevitables porcentaje y barra de progreso, que nos indican lo que queda para terminar). No pueden hacer nada para evitarlo, pero se dan cuenta que la causa es una señal exterior, que se ponen a localizar. Cuando a los pocos segundos el disco es borrado completamente, los protas han conseguido averiguar el origen de la transmisión.

Bueno, en una escena de pocos segundos ocurren varias cosas destacables. Lo primero y que seguramente llamará la atención es la imposibilidad de apagar el ordenador. Nada más fácil ya que toda máquina que funciona con electricidad necesita inevitablemente... pues eso, electricidad. Basta con interrumpir el suministro eléctrico. Y sí, estamos hablando de un portátil, y puede que tuviera batería para rato, pero entonces basta con extraerla. Bueno, vale, es el portátil de una empresa de seguridad, que se ha molestado en instalar un mecanismo para borrar datos de forma remota; tal vez esté atornillada o algo así. Pero es que los protas ni siquiera lo intentaron.

En realidad, a la hora de examinar el contenido de un disco, parece más lógico y seguro hacerlo extrayendo dicho dispositivo, y utilizar un ordenador diferente o un hardware específico para ello. De esta forma uno se evita cualquier «trampa» que pueda haber en el sistema. Comenté algo similar hace tiempo, a raíz de otro «disco trampa» en la serie Mentes Crinimales.

Otro detalle, más sutil, es la brevedad en la que se borra el disco. Como también comenté en el otro artículo, un borrado rápido convencional, en realidad no borra datos, sino que marca el espacio ocupado por los ficheros como disponibles. Los datos siguen ahí y pueden ser recuperados con el software adecuado. Para evitar esto, se debe sobreescribir lo que se pretende borrar, y esto es algo que lleva más tiempo. Además, parece que aún así, con un equipo muy especializado, es posible recuperar datos, por lo que es preferible sobreescribir varias veces, y con distintos datos basura.

Dejemos ahora el mundo de los ceros y unos, y fijémonos en cómo se activa el proceso de borrado: una señal externa (necesariamente electromagnética) que al recibirse ejecuta un programa. Obviamente el portátil debe disponer del hardware adecuado para ello, pero no puede tratarse de un simple receptor Wi-Fi, ya que la señal es transmitida desde otro punto de la ciudad. El Wi-Fi tiene un alcance bastante limitado, de varios metros (no llega al kilómetro ni de lejos), por lo que debe ser algún hardware muy específico. Pero lo importante de todo esto es que en un momento dado, mientras el CSI teclea como loco para averiguar el origen de la señal, menciona algo de una transmisión vía satélite. El diálogo es muy confuso, y la verdad, no sé si se refería a que la señal llegaba vía satélite, o a que estaba utilizando un satélite para localizarla. Bueno, en realidad no importa, ya que en ninguno de los dos casos es posible localizar la señal.

Si se referían a que la señal estaba llegando vía satélite, cualquier intento que hubieran hecho para localizar el origen de la señal habría dado como resultado... ¿lo adivináis? El satélite. Cuando se utiliza en comunicaciones, un satélite no es más que un repetidor en órbita. El emisor terreno transmite con una antena especialmente diseñada (las famosas antenas parabólicas) hacia el satélite, en determinadas frecuencias. Es satélite entonces traslada la información a otras frecuencias (para no interferir) y transmite hacia la superficie terrestre. Cualquier técnica que se nos ocurra para localizar una emisión electromagnética, dará como origen el satélite.

Si se referían a que estaban utilizando un satélite para localizar el origen de la transmisión, tampoco habrían podido. Como todos sabéis o imagináis, las emisiones de radio se atenúan con la distancia. Los satélites están en órbita alrededor de la Tierra. Muy, muy altos, del orden de cientos o miles de kilómetros de altura (concretamente, la órbita geoestacionaria, que es donde se encuentran la gran mayoría de satélites de comunicaciones, está por encima de los 35.000 km, que es más de 5 veces el radio terrestre).

¿Cómo se pueden utilizar entonces como repetidores? Bien, cuando se emite hacia un satélite, se concentra la emisión de ondas electromagnéticas en una sóla dirección (apuntándo al satélite, claro), en forma de haz. El satélite emite de forma similar, aunque abriendo un poco el haz, para abarcar una buena parte de la superficie terrestre. En las emisiones terrenas, sin embargo, o se utilizan antenas que emiten en todas direcciones, o se usan antenas con algo de direccionalidad, evitando siempre apuntar al cielo. En el primer caso, hay que pensar que el frente de onda sería algo parecido a una superficie esférica centrada en la antena, que se hace cada vez más grande. Esto que hace que la señal se atenue mucho con la distancia, debido a que cuanto más lejos, la misma potencia debe repartirse por una superficie mucho mayor (concretamente, la superficie aumenta con el cuadrado de la distancia). En el segundo caso, es obvio que si se intenta evitar transmitir hacia el cielo, un satélite no captará nada.

Como remate final, todo eso lo hacen desde el mismo portátil que está siendo manipulado desde el exterior. Es una norma de sentido común no utilizar un ordenador que está siendo comprometido. ¿Quién me asegura que además de borrar el disco, no están manipulando los datos para proporcionarme información errónea? Además, parece de sentido común que si me preocupa que los datos se vean comprometidos ante el robo del portátil, e instalo un sistema que permita borrar el disco de forma remota con una transmisión de radio, no instalaré también un sistema para rastrear dicha señal (hardware y software).