Cómo se imaginan los grandes científicos del momento cómo van a ser los viajes interestelares del futuro
La Voyager 2 tardó 40 años en ir más allá de la heliosfera, la región bajo el campo magnético del Sol, pero no será hasta dentro de 296.000 años cuando pase cerca de Sirio, la estrella más brillante de nuestro firmamento. Todo un viaje interestelar para la sonda espacial robótica y que parece inabarcable con la tecnología actual para un viaje con personas.
Aún así el sueño de la conquista del espacio se mantiene. No ya del Sistema Solar, sino de alcanzar las estrellas. Sin embargo, la magnitud del universo es todo un desafío para la escala humana. Alpha Centauri, el sistema estelar más cercano, se encuentra a 4.37 años-luz. Una distancia que sería factible si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz, pero nada más lejos de la realidad, donde incluso la Sonda Parker Solar, el objeto espacial fabricado por el hombre más rápido, se queda en 393.044 km/h.
De las grandes mentes han surgido múltiples ideas, algunas de ellas bien conocidas por su uso en las historias de ciencia ficción. Desde propuestas de Premios Nobel en astrofísica hasta iniciativas de organizaciones como la NASA; estas son las opciones planteadas para intentar acercarnos a uno de nuestros grandes retos: el viaje hacia las estrellas.
LightSail y el sueño de Carl Sagan de navegar con velas solares
“Carl Sagan habló sobre la navegación solar cuando yo estaba en su clase en 1977. Pero la idea se remonta al menos a 1607, cuando Johannes Kepler notó que las colas de los cometas debían ser creadas por la energía del Sol”, explica Bill Nye, CEO de Planetary Society, la organización detrás de LighSail 2.
En 2019, la compañía logró orbitar un pequeño satélite alrededor de la Tierra con una vela de 5,6 metros, impulsada por la luz solar. Utilizando el impulso de los fotones que golpean sobre la vela es posible hacer mover una nave espacial. No hablamos de generar energía ni de placas solares, sino directamente aprovechar el impacto de la luz. En el espacio no hay vientos de aire, pero sí hay fotones que, pese a su poca fuerza en comparación, pueden ser suficientes para mover una nave debido al nulo rozamiento que hay en el espacio.
El proyecto demostró ser un éxito a pequeña escala y mostró la posibilidad de impulsar una nave y modificar su órbita moviendo la dirección de las velas solares. Una tecnología donde su punto fuerte no está en la velocidad, sino en la alternativa que plantea para no depender de un combustible que en viajes tan largos sería difícil de mantener.
El proyecto de nano-naves de Stephen Hawking para llegar a Alfa Centauri
Imagen: Breakthrough Starshot
Stephen Hawking fue un apasionado de la exploración espacial. Seguramente por ello no dudó en participar en la fundación de la iniciativa ‘Breakthrough Starshot’. Junto a Mark Zuckerberg, fundador de Facebook, y el físico y empresario ruso Yuri Milner, se creó un proyecto con un presupuesto inicial de 100 millones de dólares para el objetivo de lanzar en 2036 una pequeña nave interestelar a tamaño nanoscópico.
La ‘StarChip‘ sería un pequeño dispositivo creado con nanotecnología y equipado con cámaras, sistemas de navegación e impulsado por las velas solares anteriormente nombradas.
Por el momento no se ha alcanzado ese nivel de miniaturización, pero sí se han lanzado seis mini satélites de 3,5 centímetros de ancho y 4 gramos de peso, como prueba. De fondo está la idea de que al ser una nave mucho más pequeña, la velocidad alcanzada podría ser de entre el 15 o el 20% de la velocidad de la luz, unos 60.000 km/s. Una velocidad impensable ahora mismo para naves más grandes.
Icarus, fusión nuclear y antimateria
Concepto de Project Icarus. Imagen: ESA
Otro proyecto de nombre grandilocuente cuyo objetivo es llevarnos hasta las estrellas es Project Icarus. Impulsado por la ‘British Interplanetary Society’, se trata de un proyecto que consiste principalmente en reunir ideas y diseños interesantes. Entre sus fundadores se encuentra el Dr. Stephen Baxter, renombrado autor de ciencia ficción y Vint Cerf, uno de los padres de Internet.
Entre las ideas que más tracción tuvieron están las de utilizar motores basados en fusión nuclear. Un ejemplo es Project Daedalus, que promete alcanzar la estrella de Barnard, situada a unos 5,9 años luz, en unos 50 años.
La idea de usar propulsión nuclear es de hecho bastante antigua. Ya en 1950, la NASA planteó su Proyecto Orión, como un módulo impulsado por cohetes nucleares. Según sus cálculos, para una nave de unos 100 metros podrían conseguir una velocidad máxima de unos 10.000 kilómetros por segundo. Suficiente para alcanzar Alpha Centauri en unos 133 años.
Velocidad necesaria y tipos de propulsión. Imagen: Steven D. Howe y Gerald P. Jackson
Más reciente (2003) es la propuesta de los físicos Gerald Jackson y Steven Howe, con experiencia en el Fermilab, quienes estuvieron experimentando con un sistema de propulsión a base de antimateria. En su día solicitaron inversiones para llevar a cabo más pruebas con su idea, pero desde entonces no han mostrado grandes novedades.
Los agujeros de gusano de Kip Thorne siguen siendo la posibilidad más loca
Concepto publicado por NASA.
Los agujeros de gusano son quizás una de las ideas más utilizadas en ciencia ficción para justificar cómo las civilizaciones avanzadas pueden moverse por todo el universo. En 1988, la American Association of Physics Teachers explicaba que “hoy no es posible descartar con firmeza la existencia de dicho material; y la teoría cuántica de campos da tentadores indicios de que tal material podría, de hecho, ser posible”. Se referían a un material capaz de producir un agujero de gusano. Aquello supuso barra libre para la ciencia ficción, que rápidamente se acogió a esta posibilidad.
La idea de conectar dos puntos del espacio-tiempo se remonta a 1916, con la Relatividad General de Einstein. En los años 80, el astrofísico Kip Thorne profundizó sobre las características necesarias para su existencia. Sin embargo, en 2014 reconocía en su libro que no se ha visto ningún objeto en el universo que pueda llegar a convertirse en un agujero de gusano y que la probabilidad de que exista ese material necesario es muy muy pequeña.
Pese a la nula evidencia de su existencia, los agujeros de gusano siguen siendo una posibilidad en las teorías matemáticas que consideran la existencia de distintas dimensiones. Físicos como Juan Martín Maldacena han publicado la posibilidad de uno de estos puentes en modelos del universo con más de cuatro dimensiones. Pese a que matemáticamente pueden llegar a encontrar encaje, el propio Maldacena explica que “no creo que nunca encontremos agujeros de gusano, al menos los que discutimos aquí”.
Penrose y su nave estelar impulsada por agujeros negros
El Premio Nobel de Físico 2020, Roger Penrose, explicaba en los años 60 algunas de las posibilidades del viaje espacial. Una de ellas era obtener energía de los agujeros negros, en lo que se conoce como el “Proceso Penrose“.
La idea es lanzar un objeto a la región cercana al horizonte de sucesos del agujero negro y que si este se parte en dos, una parte sería absorbida pero la otra saldría “rebotada”, obteniendo impulso y energía en el proceso. Y este mecanismo podría ser usado para mover naves espaciales.
Por el momento no se ha conseguido comprobar que esto sea factible, aunque hay estudios modernos que intentan predecir qué características serían necesarias para poder comprobar la teoría de Penrose.
El concepto de nave estelar de agujero negro fue mostrada en el clásico ‘Regreso a Titán’ de Arthur C. Clarke. Si bien, no está del todo claro qué tipo de nave tendría que ser para poder resistir y aprovechar el empuje del agujero negro. Físicos como Louis Crane publicaron en 2009 algunas ideas.
La promesa de nuevos motores
Si algo nos ha enseñado SpaceX es la importancia de los motores a la hora de construir nuevos cohetes. La StarShip contará con un sistema de propulsión cinco veces más fuerte que el Falcon Heavy. No sabemos cómo serán los cohetes dentro de 100 años, pero no se puede descartar que la mejora sea suficiente exponencial como para empezar a pensar en viajes interestelares. Aún así, estamos demasiado lejos de ello.
Aquí es donde aparecen ideas de motores basados en fenómenos cuanto menos discutibles. Uno muy conocido, surgido de Star Trek, es el ‘warp drive‘ o motor por curvatura. Un motor que podría mover el espacio tiempo para así poder más rápido que la velocidad de la luz. Una idea completamente dentro del ámbito de la ciencia ficción.
Sin embargo, en ocasiones esta idea de motor que se empuja a sí mismo ha llegado demasiado lejos. Muy conocido es el polémico caso del motor EmDrive. En 2016, unos ingenieros del Centro Espacial Johnson de la NASA aseguraron que ese motor funcionaba. De nuevo, otro caso de “máquina del movimiento perpetuo” que rompe las Leyes de la Termodinámica que se coló en revistas científicas técnicamente serias.
While I like the initials, I'd take the so-called "EM Drive" with a grain o salt per @io9 articlehttp://t.co/AmjyaI2fVP
— Elon Musk (@elonmusk) May 3, 2015
NASA, China y sus planes de exploración espacial
La NASA se encuentra realizando pruebas del SLS, su cohete más potente y heredero del mítico Transbordador Espacial. Con ese cohete hay programadas misiones para llegar a la Luna y quien sabe si Marte. Sin embargo, viajar a Proxima Centauri está en otra liga completamente distinta.
Algo más factible es el envío de sondas, que sí han llegado a salir fuera del Sistema Solar. Uno de estos proyectos es Interstellar Probe, una iniciativa en la que trabajan más de 100 científicos y está pensado como la evolución de las sondas Voyager. Según los cálculos, en 50 años podrían alcanzar una distancia 10 veces la distancia entre Plutón y el Sol.
Imagen: Zong Quigang
Esta estrategia también la quiere realizar China. A propuesta del profesor Qiugang Zong de la Universidad de Pekín, la agencia espacial china quiere enviar una sonda exprés interestelar y alcanzar las 100 unidades astronómicas (distancia entre la Tierra y el Sol) para 2049, coincidiendo con el centenario de la fundación de la República Popular.
China quiere recuperar posiciones en la carrera espacial y prepara una estación espacial de varios kilómetros de tamaño. Pensemos que la Estación Espacial Internacional mide unos 109 metros. No servirá para viajar a las estrellas, pero sí es un ejemplo de que los proyectos espaciales cada vez tendrán una mayor envergadura.
Michel Mayor, el experto en exoplanetas que quiere que nos olvidemos de esta idea
Michel Mayor, Premio Nobel de Física 2019. Imagen: ESA
“Si estamos hablando de exoplanetas, tenemos que ser claros: nunca nos migraremos allí“, aseguraba Michel Mayor, Premio Nobel de Física en 2019 por el descubrimiento de los exoplanetas. Pese a ser uno de los mayores expertos en la materia, su visión es bastante pesimista sobre los viajes interestelares.
“Estamos hablando de cientos de millones de días usando los medios que tenemos disponibles hoy. Debemos cuidar nuestro planeta, es muy hermoso y aún absolutamente habitable”, afirmaba en una conferencia en Madrid. El Nobel quiso dejar claro que la idea de viajar a otras estrellas es inviable, e incluso dejó la puerta abierta a que logremos detectar vida en otros planetas, pero nunca podamos alcanzarlos.
Se trata solo de una opinión personal, pero viene bien recogerla cuando hablamos de viajes interestelares. La ambición humana puede no tener límites, pero quizás nuestra propia raza se extinga antes de que logremos visitar otras estrellas.
“Debemos esperar a un gran avance en nuestra comprensión del universo”: Neil deGrasse Tyson
En su libro ‘Física de lo imposible’, el científico y escritor Michio Kaku, repasa distintos tipos de viajes interestelares, clasificándolos incluso por categorías de menos a más avanzadas. Desde la categoría 0 con motores iónicos o de fisión, pasando por los motores de fusión, de antimateria, las sondas nanométricas de Von Neumann y hasta la “propulsión de energía de Planck”. Algunas de estas ideas las hemos explicado ya, mientras que otras encajan en lo que Kaku describe como “imposibilidades”. Es decir, tecnologías que son imposibles hoy en día pero que no rompen las leyes de la física perse.
En la misma dirección apunta Neil deGrasse Tyson, astrofísico y gran divulgador científico: “Lo único que se interpone entre nosotros y los viajes interestelares son la política y el dinero, y la necesidad de viajar a la velocidad de la luz“. Su perspectiva es muy optimista, aunque deja claro las dificultades. “Inventamos el vuelo cuando nadie lo creía posible. Apenas 65 años después, fuimos a la Luna. Ya es hora de que viajemos entre las estrellas. Las personas que dicen que no es posible están ignorando la historia”.
¿Cómo lo conseguiremos? Eso está por ver. Lo que “no necesitamos son ilusiones ni retórica de ciencia ficción”, explica deGrasse Tyson. Sí hace falta esperar a un gran avance en nuestra comprensión del universo. Como estamos viendo con el Modelo Estándar y partículas como el bosón W, nuestras mejores teorías científicas todavía no son suficientes para describir con precisión el universo que observamos. Quién sabe si en el futuro nuestro conocimiento mejorará y nuestras teorías ofrezcan nuevas posibilidades. Será entonces cuando quizás el viaje a las estrellas no sea tan descabellado.
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La noticia
Cómo se imaginan los grandes científicos del momento cómo van a ser los viajes interestelares del futuro
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Enrique Pérez
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