Visto a escala cósmica, la humanidad vive en un diminuto grano de arena, flotando en un océano inimaginablemente profundo. Las vastas extensiones del espacio separan incluso a las estrellas más cercanas, lo que garantiza que, si alguna forma de vida inteligente intenta propagarse por toda la galaxia, esto requeriría un esfuerzo considerable para superar los mares interestelares.
Cuando miramos las estrellas, con la esperanza de poder visitarlas algún día, muchos argumentan que el viaje interestelar es imposible. Al final, el sistema de estrellas conocido más cercano está a más de 4 años luz de la Tierra.
Pensemos por un momento: la luz tardará 8 minutos y 20 segundos en viajar desde la superficie del Sol hasta la atmósfera de nuestro planeta. Por lo tanto, cuando mire al Sol, sepa que el calor solar que siente en su cara ha recorrido 90 millones de millas a través del espacio interplanetario y llegó a su piel casi 9 minutos más tarde.
Pero la luz tarda aproximadamente cuatro años y medio en viajar desde nuestro Sol a Alpha Centauri, el sistema estelar más cercano fuera de nuestro sistema solar, para cubrir 26 billones de millas de espacio interestelar. Ahora tenemos una idea de esta escala; Si enviamos una nave espacial a Alpha Centauri utilizando métodos de propulsión actualmente disponibles, nos llevaría unos 80,000 años. Por lo tanto, no es sorprendente que nos sintamos en cuarentena entre el vacío cósmico.
Como podemos ver, el viaje interestelar no es tan fácil de realizar y es un desafío histórico, y habrá que hacer esfuerzos globales para hacerlo posible. Y cada vez más científicos entienden que, de hecho, es bastante posible.
Entonces, cuando el martes, el día del 55 aniversario del lanzamiento heroico de Yuri Gagarin al espacio, se hizo una declaración sobre el avance de Starshot, el mundo descubrió de repente que hay un grupo de ingenieros, científicos, futurólogos y empresarios que ven un futuro en el que la humanidad dará este importante paso hacia las profundidades de lo desconocido, enviando una flota de diminutos robots de investigación a este destino "imposible": Alpha Centauri. Además, la física teórica británica de peso pesado Stephen Hawking está esforzando sus esfuerzos, mientras que el multimillonario ruso Yuri Milner está invirtiendo hasta $ 100 millones al inicio del proyecto. Personas famosas como Mark Zuckerberg están en la junta directiva, y el ex director del Centro de Investigación Ames de la NASA, Pete Warden, liderará el proyecto. Este, por supuesto, no es el primer proyecto que considera la cuestión de los viajes interestelares. Los saltos de estrella a estrella han sido alimento para las historias de ciencia ficción durante muchas décadas, pero el primer plan notable surgió en la Sociedad Interplanetaria Británica en la década de 1970, lo que llevó al Proyecto Dédalo, un monstruoso barco interestelar no tripulado tan grande como Edificio Empire State. Gran parte de la masa de Dédalo surgió debido a la enorme cantidad de combustible que se requeriría para acelerar el vehículo y frenarlo tan pronto como llegue a su destino. Al estudiar el espacio interestelar, Dédalo envió una señal poderosa: envía una gran nave, o ni siquiera piensas en viajar.
En este caso, la nave espacial se pondrá en movimiento mediante una serie de explosiones nucleares utilizando el método inventado en la Guerra Fría, conocido como movimiento a través de impulsos nucleares. Este concepto ha dado mucho, principalmente lo que se ha convertido en una tecnología de vanguardia y un gran logro en el campo de la investigación de materiales en el futuro y que permitió crear un vehículo de este tipo.
Actualmente, un equipo internacional de científicos e ingenieros, continuó el trabajo de Dédalo, repensando este intento original en el grupo sin fines de lucro Ícaro Interstellar, que comenzó como un proyecto de Ícaro ("hijo de Dédalo"). Icarus ahora tiene varios proyectos, todos con el mismo objetivo final: mover a la humanidad hacia las estrellas y superar las barreras tecnológicas y socioeconómicas en el camino.
Hubo varios esfuerzos financiados seriamente para desarrollar aún más la tecnología interestelar, pero esto cambió en 2011, cuando la agencia de investigación estadounidense DARPA y la NASA donaron $ 500,000 para lanzar el proyecto Starship de 100 años de antigüedad, liderado por la ex astronauta de la NASA, Mae Jemison. Pero la comunidad interestelar nunca ha visto un apoyo financiero tan enorme, lo que trae consigo el avance de Starshot, un hecho que entusiasmó a los miembros de la comunidad científica interestelar. "Esto es increíble", dijo Andreas Tziolas, cofundador y presidente de Icarus Interstellar, en Discovery News.
La clave para el objetivo de Ícaro interestelar es un esfuerzo por llevar la paz al deleite de la exploración interestelar. En tales innumerables ejemplos históricos, la humanidad brilla cuando cruza fronteras y, al tener objetivos tan elevados, puede crear un avance o tecnologías de "avance".
Los ejemplos notables incluyen la carrera espacial cuando los ideales políticos empujaron a los Estados Unidos y la Unión Soviética a la órbita, y luego aterrizaron en la luna en 1969. Las tecnologías desarrolladas para obtener la superioridad militar final han madurado para darnos las tecnologías espaciales que hoy damos por sentado.
A menudo, las nuevas tecnologías desarrolladas en el camino hacia un gran objetivo tienen aplicaciones que inicialmente pueden parecer poco prometedoras, pero su uso no anticipado para lograr este objetivo puede transformar nuestro planeta, desde el desarrollo de fuentes de energía limpias hasta la búsqueda de formas de desacelerar y, quizás, revertir el cambio climático.
Por lo general, la investigación en el campo de las nuevas tecnologías nació para resolver el problema, y Tziolas pudo identificar problemas serios que el proyecto Starshot tendrá que enfrentar casi de inmediato.
La idea clave de Starshot es diseñar una pequeña nave espacial que usará un pulso láser para acelerarlo hasta el 20 por ciento de la velocidad de la luz. El objetivo final de Starshot es lograr Alpha Centauri para una generación. Estas naves espaciales, conocidas como "nanocraft", deberán viajar 1000 veces más rápido que las naves más rápidas construidas por la humanidad. New Horizons: la nave espacial de la NASA, que sobrevoló Pluto en 2015, atravesó el sistema solar exterior a una velocidad de 770,000 millas por día. La nave espacial Voyager-1 voló incluso más rápido, cubriendo casi un millón de millas por día. Aunque Alpha Centauri es tan rápido como New Horizons y Voyager-1, no ha llegado a su destino durante decenas de miles de años. Es interesante observar que la Voyager-1 es ahora una sonda interestelar que ha dejado la burbuja magnética de la heliosfera de nuestro Sol y es actualmente la única nave espacial interestelar. Pero dado que la nave espacial de propulsión nuclear fue lanzada en 1977 y pasó casi 4 décadas solo para llegar al espacio interestelar, debemos movernos más rápido. Mucho mas rapido
Y el equipo de Starshot entiende esto y siguió el camino de la miniaturización para construir una flota de pequeñas naves espaciales que no pesan más de un gramo cada una. Por supuesto, empacar todos los instrumentos necesarios para operar y controlar una mirada tan guiada por una pequeña nave espacial, en una masa tan limitada, puede parecer una tontería, pero todo este trabajo de investigación cambiará el paradigma de la mayoría de los otros conceptos interestelares. Estos serán pequeños robots equipados con cámaras, sensores y equipos de navegación conectados a una vela delgada y ligera que utilizará la potencia de un potente láser basado en tierra para volar desde el Sistema Solar a Alpha Centauri.
Pero, como señala Tziolas, aunque la tecnología láser avanza rápidamente, es difícil imaginar de qué material se construirá la nanocraft. Incluso si sus velas láser reflejan la mayor parte de la energía láser que cae sobre ellos, habrá un gran problema de calentamiento. Francamente, la nanocraft será quemada por un hipotético láser de 100 gigavatios si el calor no se irradia de manera eficiente. Pero para irradiar calor, nanocraft necesitará radiadores que aumentarán la masa.
"Sin refrigerante, tienes que irradiar (calor) de vuelta al espacio, y la única forma de hacerlo es usar microondas, y la única manera de hacerlo es aumentar la superficie", dijo Tziolas. "Entonces, necesita radiadores que irradien calor y que agreguen peso ... es probable que los radiadores sean láminas de metal". ¿Quizás este sea uno de esos problemas donde nacen las nuevas tecnologías? Se pueden desarrollar materiales ultraligeros, de alta temperatura y fáciles de enfriar que podrían tener una gran cantidad de aplicaciones en el espacio y la industria. Quien sabe
Suponiendo que estas nanocraft puedan ser lanzadas y enviadas fuera del sistema solar, deberían ser muy duraderas y resistentes. Pero 20 años es mucho tiempo en el espacio, y aunque el medio interestelar está bastante vacío para los estándares del Sistema Solar, estos vehículos pueden colisionar con cualquier cosa, incluso los granos de polvo más pequeños a lo largo de su trayectoria de 20 años pueden afectar a cualquier componente, al igual que La bala de alta velocidad rompe la taza de porcelana. No olvidemos que estas nanocraft viajarán al 20 por ciento de la velocidad de la luz, más de 130 millones de millas por hora. Aunque sean pequeños, ¿necesitarán protección? Quizás, pero esto aumentará aún más su peso, disminuyendo su velocidad.
De acuerdo con el plan actual, el fracaso de la misión se mitigará al enviar una gran cantidad de nanocraft a la misión. Aunque muchos nanocraft pueden morir en su camino, algunos pueden llegar a su destino.
Así que hay tuercas y tornillos para la conexión. Estas son cosas necesarias para enviar una pequeña nave espacial a otra estrella, pero ¿qué sentido tiene si no podemos ver las imágenes? Este nanocraft necesita transmisores para enviar datos a casa, pero ¿qué tan poderosos deberían ser estos transmisores?
"En mi opinión, el gran problema es la comunicación", dijo Robert Freeland, subdirector de proyectos de Icarus. "Varios miembros del equipo del proyecto Icarus pasaron varios meses el año pasado diseñando un sistema de comunicaciones para la nave de Icarus. Debe reconocerse que la tasa de transferencia de datos para Icarus es varios órdenes de magnitud más alta que la del proyecto, porque Icarus está diseñado para disminuir la velocidad en el sistema Alpha Centauri. y creando una estación para observaciones detalladas a largo plazo ". Freeland señala que las nanocraft Starshot están diseñadas para un paso simple a través de Alpha Centauri, sin entrar en órbita, una ventaja clave para hacerlas pequeñas y livianas. Durante el vuelo, deberán realizar una serie de observaciones rápidas, y luego, después de un tiempo, enviar los datos a casa. Pero el debilitamiento (pérdida de la calidad de la señal) a una gran distancia interestelar puede ser un problema con un transmisor de baja potencia empaquetado en una nave tan pequeña.
"Si esto es así, entonces hay argumentos a favor de sondas más grandes, con fuentes de alimentación más grandes", agregó. "Dame un kilogramo de carga útil, y el problema se vuelve un poco más simple. Pero aumentar la carga útil 1000 veces requerirá una combinación de un láser más grande, una vela más grande, un tiempo de aceleración más largo o una velocidad máxima más baja".
Entonces los problemas parecen multiplicarse rápidamente.
¿Qué pasa con la navegación? Por supuesto, una nanocraft puede tener pequeñas cámaras que pueden actuar como buscadores de la dirección de las estrellas, orientándolos en el camino correcto, pero ¿cómo sabemos cuándo llegan a Alpha Centauri? Si toma instantáneas de planetas hipotéticos que orbitan una estrella, ¿cómo pueden estas sondas saber dónde (y cuándo) debe hacerse? ¡Siempre tenga en cuenta que a nanocraft le lleva aproximadamente 4 años devolver los datos, y tenemos que enviar el comando de "reunión" 4 años antes de que las sondas alcancen a Alpha Centauri! Tal vez, antes del lanzamiento, tengamos telescopios espaciales que determinarán con precisión los exoplanetas en el sistema Alpha Centauri, y estas nanoprocesadoras tendrán algún tipo de inteligencia artificial para ayudarles a desarrollar sus órbitas al llegar.
¿Qué pasa con los problemas prácticos de tener un láser potente en la Tierra, brillando a través de la atmósfera? ¿Podría ser peligroso para la naturaleza, el tráfico aéreo y (posiblemente) los vuelos espaciales? Tal vez deberíamos reconsiderar el plan para ubicar este láser en la Tierra, tal vez deberíamos encontrar una manera de basarlo en el espacio. ¿Qué pasa con la luna? Abundan los problemas y las prohibiciones obvias, pero al menos esto es el comienzo. Por primera vez, parece haber un interés global en alcanzar estrellas, y esto está empezando a ir acompañado de una cantidad significativa de dinero que se utilizará para hacer grandes avances en la ciencia interestelar fundamental. En última instancia, la misión de Starshot ni siquiera puede llamarse un plan, este es un punto de partida, pero la ciencia interestelar necesita este tipo de inversión, al menos para probar la teoría y trabajar con problemas emergentes.
"Tenemos que comenzar en algún lugar ... interés en la inteligencia interestelar, esto es por lo que luchamos", dijo Tziolas. "Esta es una de las tareas de Icarus Interstellar para hacer que la exploración interestelar sea un lugar común para crear conciencia".
Grupos como Icarus identificarán problemas y desarrollarán soluciones, encontrando nuevas tecnologías en el camino que podrían cambiar nuestra forma de vida. Como una oleada de intereses comerciales comerciales en los Estados Unidos apoya la entrega de carga a la Estación Espacial Internacional y el lanzamiento de satélites en órbita, podemos ver el desarrollo de la industria en tecnologías avanzadas de propulsión que pueden atraer negocios e inspirar a los niños a comenzar la educación en ciencia y tecnología.
Pero hay varias razones principales por las que la humanidad debería estar motivada para navegar en mares interestelares. Stephen Hawking es un partidario abierto de la dirección de la humanidad hacia las estrellas, en caso de que nuestro planeta falle en el futuro. "La Tierra es un gran lugar, pero no puede durar para siempre", dijo en un comunicado de prensa de Starshot. "Tarde o temprano, tenemos que mirar las estrellas. El avance de Starshot es un primer paso muy emocionante en el camino".
Aunque la destrucción de la Tierra es ciertamente un factor de motivación, estoy de acuerdo en que, como especie, estamos motivados para explorar los límites de nuestro mundo y nuestro intelecto. Al tomar la iniciativa en el espacio, explorar nuevos mundos en nuestro sistema solar y luchar por las estrellas, revelamos las mejores cualidades de nuestra especie para un largo viaje que puede ayudarnos a comprender nuestro lugar en el espacio.
