Viaje interestelar. La fantasía de todos los niños de 5 años que llevamos dentro. Clave de las series de ciencia ficción. Llegar a donde nunca ha llegado antes de una forma realmente fantástica. Conforme avanzamos con nuestros cohetes y sondas, la pregunta surge : ¿Podemos tener la esperanza de colonizar las estrellas? O, modificando ese sueño lejano ¿Podemos al menos enviar sondas a planetas extrasolares , y que nos digan lo que ven?.
La verdad es que el el viaje y la exploración interestelares son técnicamente posibles. No hay ninguna ley de la física que los prohíba. Pero eso no lo convierte en fácil necesariamente, y no significa que lo vayamos a lograr durante nuestras vidas, al menos en este siglo. El viaje interestelar es como un grano en el culo.
Imágen artística de la sonda Breakthrough Starshot llegando a un planeta potencialmente similar a la Tierra en Alfa Centauri. Se ve una representación del rayo láser saliendo de las esquinas de la vela solar. Crédito: Planetary Habitability Laboratory, Universidad de Puerto Rico en Arecibo
Si eres lo suficientemente pacientem entonces ya somos capaces del viaje interestelar. Tenemos varias naves en trayectoria de escape, lo que significa que dejan el sistema solar y ya no volverán nunca. Las misiones de la NASA Pioneer y Voyager, y más recientemente New Horizons todas empezaron sus largos viajes al exterior. Las Voyagers especialmente están ya consideradas como fuera del sistema solar, definido como la región donde el viento solar que emite el Sol da paso al fondo galáctico y el polvo en general.
Así que genial, tenemos naves interestelares funcionando actualmente. Excepto por el problema de que van rápido a ninguna parte. Cada una de estos intrépidos exploradores interestelares viaja a decenas de miles de kilómetros por hora, lo que parece bastante rápido. No van en dirección a ninguna estrella en particular, porque sus misiones fueron diseñadas para explorar los planetas del interior del sistema solar. Pero si alguna de estas naves se dirigiera hacia nuestro destino más cercano, Próxima Centauri, apenas a unos 4 años luz llegaría en unos 80,000 años.
No sé tu, pero no creo que NASA asigne presupuesto para estos plazos de tiempo. Además, para cuando estas sondas alcancen algún lugar medianamente interesante, sus baterías nucleares llevarán mucho tiempo muertas, y serán trozos de metal inútiles surcando el vacío. Lo que es una especie de éxito si lo piensas: No es como si nuestros antepasados arrojaran basura al azar al espacio, pero tampoco es como te imaginaste que sería el viaje interestelar.
Para hacer el vuelo interestelar más razonable, una sonda tiene que ir realmente rápido. Del tipo un 10 por ciento de la velocidad de la luz. A esa velocidad una nave podría alcanzar Próxima Centauri en una pocas décadas, y enviar imágenes unos pocos años después, dentro del tiempo de una vida humana. ¿Es realmente tan ilógico pedir que la persona que empieza una misión también la acabe?
Ir a estas velocidades requiere una cantidad enorme de energía. Una opción es colocar esa energía a bordo de la nave como combustible. Pero en ese caso, el combustible extra añade masa, lo que hace aún más difícil alcanzar esas velocidades. Hay diseños y esquemas de naves con propulsión nuclear que intentan lograr eso, pero a menos que queramos empezar a construir miles y miles de bombas nucleares para ponerlas dentro de un cohete, necesitamos otras ideas.
Quizás la idea más prometedora es mantener la fuente de energía de la nave fija y de alguna manera transportar esa energía a la nave conforme viaja. Una manera de hacer esto es con láseres. La radiación es buena transportando energía de un lugar a otro, especialmente a través de las grandes distancias del espacio. La nave espacial puede capturar esa energía y autopropulsarse hacia adelante.
Esta es básicamente la idea detrás del proyecto Breakthrough Starshot, que aspira a diseñar una nave capáz de alcanzar las estrellas más cercanas en cuestión de décadas. En la versión más simple de este proyecto, un láser gigante de uno 100 gigawatios apunta a una nave que orbita la Tierra. Esta nave tiene una gran vela solar que es increíblemente reflectora. El láser rebota en la vela, lo que da "momento" a la nave. La cosa es que, un láser de 100gw tiene la fuerza de apenas una mochila pesada. No has leído mal. Si disparáramos este láser a la nave durante 10 minutos, para alcanzar la velocidad de la luz, la nave no puede pesar más de un gramo.
Esa es la masa de un clip de papel.
Aquí es donde empiezan los obstáculos en nuestra carretera ineterestelar, cuando se necesita hacer que la nave viaje a esas velocidades. El láser mismo, 100gw es mucho más potente que ningún láser que nunca se haya construido. Para dar una perspectiva de escala, 100gw es la capacidad por completo de todas las plantas nucleares que funcionan en los Estados Unidos combinadas.
Y la nave, que debe tener la masa de un clip de papel, debe incluir una cámara, un ordenador, fuente de energía, circuitos, escudo , una antena para comunicarse con nosotros, y la propia vela solar.
Esa vela solar debe ser casi perfectamente reflectora. Si absorbe incluso una pequeña fracción de la radiación láser convertirá esa energía en calor en lugar de "momento". A 100gw, esto significa directamente fundirse, lo que generalmente no se considera adecuado para una nave espacial.
Una vez acelerado al 10 por ciento de la luz, empieza el viaje de verdad. Durante 40 años, esta pequeña nave tendrá que sufrir los avatares del espacio interestelar. Será impactada por granos de polvo a una velocidad enorme. Y aunque el polvo es muy pequeño, a esas velocidades cualquier mota causa un daño increíble. Los rayos cósmicos, que son partículas de alta energía emitidas por cualquier cosa desde el Sol a una supernova lejana, pueden dañar los delicados circuitos interiores. La nave estará bombardeada por estos rayos cósmicos sin parar desde el inicio del viaje.
¿Es posible hacer Breaktrough Starshot? En principio si. Como se ha mencionado antes, no hay ley física que impida que nada de esto sea posible. Pero eso no hace que sea fácil, ni probable, ni plausible ni factible con nuestro nivel actual de tecnología (o predicciones razonables a corto plazo de nuestra tecnología). ¿Podemos realmente hacer una nave tan pequeña y ligera? ¿Podemos hacer un láser tan potente? ¿Puede una misión como esta sobrevivir a los retos del espacio profundo?
La respuesta no es si o no. La verdadera pregunta es : ¿Queremos gastar suficiente dinero para averiguar si es posible?
Paul M. Sutter es un astrofísico de la Universidad Estatal de Ohio, que emite "Ask a Spaceman" y "Space Radio", y autor de "Tu lugar en el Universo"." Sutter ha contribuido a este artículo de Space.com's Expert Voices: Op-Ed & Insights.
