La humanidad puede no necesitar un impulso warp para el viaje interestelar

La humanidad puede no necesitar un impulso warp para el viaje interestelar
Aquí hay algunas maneras en que la humanidad puede ser capaz de salir de la cuna de la Tierra.
Por David Warmflash

NASA / ESA / Hubble

Las ecuaciones de campo de la teoría general de la relatividad de Einstein dicen que viajar más rápido que la luz (faster-than-light -FTL) es posible, por lo que un puñado de investigadores están trabajando para ver si un impulso warp al estilo Star Trek, o tal vez una especie de agujero de gusano artificial, podrían ser creados a través de nuestra tecnología.

Pero incluso si se muestra mañana viable, es posible que los diseños para un sistema de FTL podrían estar tan muy por delante de una nave espacial funcional como los dibujos de las máquinas voladoras del siglo 16 de Leonardo da Vinci estuvieron por delante del Flyer de los hermanos Wright de 1903. Pero esto no tiene por qué ser algo sensacional, contra el vuelo interestelar humano en el próximo siglo o siguiente. Más allá del viaje FTL, existen tecnologías en obras que podrían permitir expediciones humanas a planetas que orbitan alrededor de algunas de las estrellas más cercanas. 

La elección del destino 

Ciertamente, la viabilidad de este tipo de misiones dependerá de factores geopolítico-económicos. Pero también dependerá de la distancia más cercana a un exoplaneta similar a la Tierra. Situado a unos 4,37 años luz de distancia, Alpha Centauri es el vecino más cercano del Sol; así, la ciencia ficción, incluyendo a Star Trek, lo han previsto como el primer destino interestelar de la humanidad. 

En 2012, se identificó un planeta que orbita cerca alrededor de Alfa Centauri B, una de las tres estrellas que forman el sistema Alfa Centauri. Tres años más tarde, los astrónomos fueron capaces de encontrar ese mismo planeta, pero si es que existe sería demasiado caliente para la vida de todos modos. Lo que realmente queremos saber es si existen planetas más lejos de las dos estrellas principales, o si su mucho más pequeña y más tenue estrella compañera, Próxima Centauri, que se encuentra a sólo 4,24 años luz de la Tierra, tiene planetas propios. 

Muy pronto, estas preguntas serán respondidas por el telescopio espacial James Webb (JWST) que la NASA lanzará al espacio en 2018, y por otros instrumentos que le sigan, instrumentos capaces de algo más que simplemente la detección de la presencia de un planeta. También será capaz de leer la composición química de las atmósferas planetarias.

Representación artística del telescopio espacial James Webb. (Crédito: Northrop Grumman)

Imagine lo siguiente: Si hay un planeta similar a la Tierra alrededor de Alfa Centauri u otro sistema estelar cercano, los astrónomos sabrán sobre él dentro de una década o dos, sin duda mucho antes de que podamos construir una nave como la Enterprise. 

Tal vez podríamos considerar volar bajo la velocidad de la luz. 

Propulsión 

No es ampliamente conocido, pero el gobierno de Estados Unidos gastó dinero real, probó hardware y empleó algunas de las mejores mentes de finales de los ´50 y principios de los años ´60 para desarrollar una idea llamada propulsión nuclear de pulso. 

Conocido como Proyecto Orión, el trabajo estuvo clasificado porque el principio era que su motor disparaba una serie de "unidades de pulso nucleares" -bombas atómicas de aproximadamente la potencia de Hiroshima/Nagasaki- por la parte trasera. Cada unidad estalla y la onda de choque entrega fuerza de conmoción a una inmensa placa de empuje de acero, que está conectada con el sistema de amortiguación más grande que se pudiera imaginar.

Un esquema de la propulsión Orion. (Crédito: NASA)

Los investigadores calcularon que la nave podría alcanzar el cinco por ciento de la velocidad de la luz (c 0,05), lo que resulta en más o menos un tiempo de viaje de 90 años a Alfa Centauri. El Tratado de Prohibición de Pruebas Nucleares de 1963, que prohibió las explosiones nucleares en la atmósfera, y el Tratado del Espacio Exterior de 1967, que prohibió los dispositivos explosivos nucleares en el espacio, puso fin a Orion.  

En su épica serie de televisión Cosmos, Carl Sagan señaló que un motor de este tipo sería una excelente manera de deshacerse de las bombas nucleares de la humanidad, pero que tendría que ser activado lejos de la Tierra. Pero de nuevo, cuando estaba siendo financiado Orion, sorprendentemente, el plan era utilizar el motor de pulsos nucleares, incluso para el lanzamiento de la nave, en una sola pieza masiva, desde la superficie de la Tierra. Baste decir que no parece probable que vayamos a construir una nave de pulso nuclear, pero es algo para lo que ya tenemos la tecnología para construir. 

Un sistema más limpio 

Crédito: Adrian Mann

Pero ¿qué pasa con un sistema de propulsión menos explosivo, más limpio que podría lograr el mismo fin? La Sociedad Interplanetaria Británica asumió este objetivo en la década de 1970 con el Proyecto Daedalus. Llamado así por el inventor de la mitología griega que construyó alas para escapar de la isla de Creta, el diseño se basa en el desarrollo previsto de la fusión por confinamiento inercial (inertial confinement fusion -ICF), una de las dos estrategias principales para la generación de energía de fusión nuclear en la Tierra. 

La otra estrategia es la fusión por confinamiento magnético (MCF), y similar a ICF, existen diseños para la adaptación de MCF para la propulsión espacial. Como Orion, una nave  Daedalus tendría que ser bastante grande. Pero usando deuterio y helio-3 (obtenido a partir de la superficie lunar, o de la atmósfera de Júpiter) como combustible, las naves Daedalus podrían llegar a 0,12 c, reduciendo el tiempo de viaje a Alfa Centauri a algo así como 40 años.

Crédito: Adrian Mann

Hay otras ideas ingeniosas, como el propulsor Bussard que podrían acercarse a la velocidad de la luz, pero el tamaño de los motores y las brechas tecnológicas que deben llenar llegaron a ser tan grandes que no pueden parecer más fáciles que la velocidad warp. Así que vamos a limitar nuestra discusión a las capacidades cercanas a 0,12 c de Daedalus que consideramos que es la forma en que un viaje interestelar humano podría tomar forma. 

La nave espacial Generación 

Se ha dicho que si quieres ir rápido, ve solo, pero si quieres ir lejos, ve acompañado. Este proverbio caracteriza la estrategia de construir una nave interestelar tan grande que usted no se preocupe tanto por el tiempo de viaje. 

Efectivamente, la nave es una colonia espacial. Contiene una gran población -actualmente se estima que se necesita un mínimo de decenas de miles de colonos para una piscina genética sana- y todo lo que se necesita para que las personas vivan con comodidad, pero siguiendo una trayectoria fuera del sistema solar. Ideas para un arca interestelar que tome miles de años para llegar a un destino se remontan a los padres de la era espacial -el ruso Konstantin Tsiolkovsky y el estadounidense Robert Goddard-, pero la idea realmente zarpó con los escritores de ciencia ficción de mediados del siglo 20. 

En una serie de novelas de dos partes escrita en 1941, Robert A. Heinlein escribió que a una nave le tomó tanto tiempo para llegar a su destino que las personas a bordo habían olvidado que estaban en una nave. En lugar de ello, creyeron que la nave grande era su mundo natural.

Concepto artístico de una colonia espacial toroidal que podría dar cabida a 10.000 personas. (Crédito: NASA)

El envío de colonos en un viaje que dura siglos o milenios plantea cuestiones sociales, como si es ético someter a las generaciones futuras a vivir sus vidas en tránsito entre los planetas. 

10.000 años es un tiempo bastante largo, y significa un gran número de generaciones a comprometerse con el vacío interestelar. Pero si estamos hablando de 40 o incluso 90 años, probablemente sea más aceptable para muchas más personas. Aún así, plantea preguntas acerca de quién sería voluntario para tal expedición. 

Pero ¿qué pasa con la gente en lapsos más cortos de atención y qué si no tenemos la voluntad para construir enormes colonias móviles? 

Las naves huevo 

Aquí está otra estrategia de la ciencia ficción: el envío de embriones humanos crioconservados, o gametos (óvulos y espermatozoides) al espacio profundo. Al llegar al sistema estelar de destino, se desarrollarían los embriones. Esto requeriría un útero artificial, que no tenemos todavía, pero al igual que la fusión, aquí también estamos hablando en términos de una cuestión de décadas. 

En algún momento de este siglo, el nacimiento sin madre podría convertirse en una realidad tecnológica. En teoría, vamos a ser capaces de enviar embriones criopreservados a través del espacio, durante siglos, si es necesario debido a las limitaciones de propulsión, y ponerlos a convertirse en niños nacidos a término en el nuevo planeta.

Concepción artística de un sistema de matriz artificial. (Crédito: Proyecto de Alfabetización genética)

Entonces, todo lo que se necesita son niñeras robot para criar y educar a los colonos infantiles. Y si hay un área en los avances tecnológicos en que la gente está sumamente segura que va a seguir avanzando a toda velocidad, es la de los robots y la inteligencia artificial. 

El concepto de nave huevo también estará cargada de cuestiones éticas.  

Animación suspendida 

Tan técnicamente ambicioso que pueda parecer, la ciencia médica está haciendo un progreso gradual hacia una forma segura de la hibernación humana. 

Actualmente, es de rutina bajar la temperatura del cuerpo de un paciente intencionalmente por unos pocos grados, induciendo de este modo un coma hipotérmico suave, después de un paro cardíaco. Esto permite al cerebro recuperarse después que el oxígeno ha sido cortado, mientras que el resto permanece a temperatura corporal normal en lo que se llama lesión por reperfusión. 

No es rutinario todavía, pero ahora bajo ensayos clínicos, los cirujanos traumatólogos están enfriando a los pacientes hasta justo por encima de la temperatura de congelación en los casos de pérdida severa de sangre. Esto es verdadera animación suspendida. Se hace sólo por dos horas, o posiblemente tres, deteniendo la muerte para que las lesiones puedan ser reparadas y la sangre reemplazada, pero la persona está, básicamente, hibernando durante ese tiempo. 

Con el progreso incremental, el procedimiento con el tiempo se puede extender a los marcos de tiempo de muchas horas, y, finalmente, días o semanas para tratar otras condiciones. Tal vez, en el tiempo, vamos a poner a la gente a dormir el tiempo suficiente, y con suficiente supervisión por parte de los ordenadores, dormitar lejos durante todo un viaje interestelar de la manera que ahora se hace para un vuelo transoceánico. 



http://www.astronomy.com/news/2016/08/humanity-may-not-need-a-warp-drive-to-go-interstellar 

Modificado por orbitaceromendoza