¿Por qué "ningún avión cruza directamente sobre el poste"?

Este artículo de AA (titulado "Over the Top" por Gerard J. Arpey) dice:

Por cierto, debido a las limitaciones de los sistemas de navegación más antiguos, ninguna de las rutas polares que volamos cruza exactamente sobre el Polo Norte. En el Polo, la brújula de un avión cambia de rumbo norte a sur, y ese cambio de rumbo podría generar problemas con los sistemas de piloto automático de generaciones anteriores. Afortunadamente, eso no es un problema con la última generación de aviones de larga distancia, como los Boeing 777 que volamos, cuya fuente de navegación es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) extremadamente preciso. No obstante, para que el vuelo polar sea igual de sencillo tanto para la nueva generación como para las generaciones anteriores de aeronaves, ninguna de las rutas polares civiles aprobadas se acerca a menos de unas 60 millas náuticas del Polo .

Hasta hace poco, los reguladores han insistido en que los aviones bimotor siempre deben estar dentro de las tres horas de un lugar adecuado para aterrizar. Esto se debe a que la falla de un motor en un avión de este tipo es potencialmente mucho más grave que la de uno con tres o cuatro.

Sin embargo, los vuelos comerciales sobrevuelan el Polo Norte. Por ejemplo:

• una serie de vuelos que vuelan entre EE. UU. y Asia volarán sobre el Polo Norte
• Denver a Nueva Delhi

También es posible volar sobre el Polo Sur. En 1977, PanAm 747Sp sobrevoló el Polo Sur mientras volaba de Sydney a Recife. Sin embargo, el Polo Sur no se encuentra en la ruta del gran círculo en demasiados puntos.

Me gustaría aumentar la respuesta de Chris al señalar que el problema mecánico en cuestión se llama "bloqueo de cardán". Ocurre cuando un sistema de tres ejes de libertad, como un giroscopio o una brújula suspendida en dos anillos de cardán, alinea dos anillos en el mismo plano. Los anillos alineados ahora están "bloqueados" y no pueden detectar movimiento en el plano de los anillos.

Puede imaginar el problema imaginando un telescopio (o una pistola) en una montura de azimut y elevación, tratando de rastrear un avión que vuela directamente sobre su cabeza. A medida que el avión se acerca, el telescopio se eleva hasta 90 grados, pero luego, para seguir al avión, tendría que girar instantáneamente alrededor de 180 grados en azimut. Un ser humano puede resolver fácilmente el problema girando el telescopio lo más rápido posible y volviendo a captar el objetivo en el otro lado, pero un sistema electrónico habría perdido el objetivo cuando terminó de girar. Dependiendo de su complejidad, es posible que ni siquiera pueda decidir en qué dirección girar en primer lugar. Lo mismo ocurre con los primeros girocompases que vuelan directamente sobre el polo.

Las brújulas que sufren este problema generalmente están diseñadas para apagarse cuando se acercan al bloqueo del cardán para evitar daños en los mecanismos. Luego, la brújula tendría que reiniciarse y reajustarse manualmente para alinearse con el eje de rotación de la Tierra, lo que probablemente tendría que esperar hasta que el avión aterrizara. Para evitar la posibilidad por completo, se recomienda a las aeronaves que den un amplio margen al polo, aunque los girocompases modernos no sufren este problema.

Eso no quiere decir que ningún avión haya volado sobre los polos. El almirante Richard Byrd realizó múltiples vuelos sobre los polos norte y sur, y no hay razón para que una brújula giroscópica no pueda diseñarse teniendo en cuenta los viajes polares. (En su lugar, correría el riesgo de bloquear el cardán en otro lugar del planeta).