“Señales extrañas”: la historia interna de la búsqueda de vida extraterrestre en China
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| Crédito: AAAS/Dennis Normile |
El radiotelescopio FAST de China, con un plato del tamaño de 30 campos de fútbol, que mide 500 metros de diámetro, empequeñeciendo el observatorio Arecibo de Puerto Rico de 300 metros, lanzará a sus astrónomos al papel de la nación como nueva superpotencia espacial con su aterrizaje épico del Chang'e-4 Rover esta semana en el otro lado de la Luna. FAST podría duplicar la cantidad conocida de púlsares de 2.000, dice Peng Bo, subgerente de FAST y director en funciones del observatorio. También es ideal para mapear nubes de gas entre estrellas y para escuchar señales de civilizaciones alienígenas.
China es una nación fascinada por la exploración espacial y la posibilidad de encontrar vida extraterrestre avanzada, cuya aparición podría ser inminente, dice Liu Cixin, el autor de ciencia ficción más importante de China con The Three-Body Problem. "Tal vez en diez mil años, el cielo estrellado que contempla la humanidad se mantendrá vacío y en silencio", escribe en la posdata de uno de sus libros. "Pero quizás mañana nos despertemos y encontremos una nave espacial alienígena del tamaño de la Luna estacionada en órbita".
"Se han encontrado algunas señales extrañas, pero es difícil confirmar sus orígenes, porque estas señales no se repiten", dice Li Di, científico jefe del nuevo radiotelescopio FAST de China y líder de la división de radioastronomía de su operador, el National Astronomical Observatories of China (NOAC) en Beijing. “Buscamos no solo señales de televisión, sino también señales de bombas atómicas. Daremos un juego completo a nuestra imaginación cuando procesemos las señales", dice Li. "Es una exploración completa, ya que no sabemos cómo es un alienígena".
"No sabemos cuándo los terrícolas descubrirán ET. Podrían ser dentro de 1.000 años o en nuestras vidas. Podría ser el año que viene, cuando FAST se ponga en marcha en la exploración del cielo", dijo Dan Werthimer, científico jefe del Centro de Investigación SETI en la Universidad de California en Berkeley.
Teniendo el radio telescopio nuevo más grande y poderoso del mundo, podemos recibir mensajes de radio más débiles y distantes, dijo Wu Xiangping, director general de la Sociedad Astronómica China, "Nos ayudará a buscar vida inteligente fuera de la galaxia y explorar los orígenes del universo", agregó, subrayando la carrera china en ser la primera nación en descubrir la existencia de una civilización alienígena avanzada.
Peng Bo, ha dicho del nuevo radiotelescopio supermasivo de China, que "el potencial de FAST para descubrir una civilización extraterrestre será de cinco a diez veces mayor que el equipo actual, ya que puede ver planetas más lejanos y más oscuros".
De acuerdo con Douglas Vakoch, presidente de METI International, una organización que intenta establecer contacto con la vida extraterrestre si una civilización de ese tipo estuviera solo 300 años por delante de los humanos, la más pequeña mancha en una escala de tiempo evolutiva, en términos de desarrollo tecnológico, sus capacidades de comunicación deberían ser tan avanzadas como para ser casi incomprensible para nosotros.
Debido a las limitaciones de la tecnología de radio actual, observó Vakoch, cualquier señal de radio de civilizaciones alienígenas detectada por el plato tendría que ser fuerte y deliberadamente enviada teniendo en cuenta el contacto, en lugar de ser disparada aleatoriamente desde radio o equivalentes de TV. "Solo podríamos encontrar el tipo de señales que FAST buscará: señales de banda estrecha, algo que tendría mucha energía puesta en un operador", dijo. "Un faro interestelar que dice: estamos aquí".
"Nuestra civilización solo ha estado evolucionando durante decenas de miles de años", dijo Dick Manchester, un radioastrónomo de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia, en una discusión con Motherboard.com. “Otras civilizaciones podrían haber tenido miles de millones de años para evolucionar. Es prácticamente seguro que cualquier otra civilización que detectemos sería enormemente más avanzada que nosotros. Nuestra historia en términos de evolución estelar es absolutamente pequeña".
En un impresionante paisaje de escarpadas colinas de piedra caliza en el suroeste de China, los ingenieros pusieron los toques finales a una gran instalación de astronomía en septiembre de 2016 enclavada en una depresión natural que reúne señales de radio del cosmos. El radiotelescopio más grande del mundo cataloga los púlsares; sondea ondas gravitacionales, materia oscura y ráfagas de radio rápidas; y escucha las transmisiones de civilizaciones alienígenas. El plato ayudará a los esfuerzos para mapear la distribución del hidrógeno a lo largo de la Vía Láctea y otras galaxias, y los estados cambiantes de hidrógeno son un indicador de exoplanetas que potencialmente podrían sustentar la vida.
No solo es el tamaño de FAST, sino que también está abriendo nuevos caminos en la radioastronomía con un diseño que atrae una sección del plato esférico a un paraboloide que se mueve gradualmente para apuntar y rastrear objetos cósmicos a medida que la Tierra gira, brindando los beneficios de una inclinación, girando la antena a un plato fijo. Esta innovación "es absolutamente única, nadie ha hecho esto antes", dice Dick Manchester.
La larga gestación de FAST comenzó en la década de 1990, cuando se asignó a los astrónomos de la delegación de China en el grupo de trabajo internacional que finalmente propuso el Square Kilometer Array (SKA) como un radiotelescopio de última generación. Los astrónomos contaban con los avances en interferometría para combinar ondas de radio de docenas o incluso cientos de platos, creando así un área de recolección mucho más grande que cualquier telescopio existente. En los primeros días de la planificación, China compitió por albergar el SKA, proponiendo construir varios platos grandes en las depresiones de piedra caliza que hay en sus provincias del sudoeste. Los astrónomos chinos incluso hicieron un trabajo preliminar sobre FAST como prototipo.
En cambio, los partidarios de SKA optaron por un diseño con miles de platos pequeños. China fue eliminada de la lista de sitios candidatos en 2006; se esperaba que la construcción de la primera fase del SKA, en Sudáfrica y Australia, comience en 2018. Tragando su decepción, Nan y sus colegas presionaron a China para que construya FAST de todos modos.
Los platos individuales sobresalen al observar fuentes puntuales como las estrellas de neutrones y al escanear una multitud de frecuencias en la búsqueda de inteligencia extraterrestre, dice el astrónomo Li Di, quien trabajó anteriormente en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Otra ventaja es que, en comparación con los múltiples platos en una matriz, los platos individuales son "relativamente baratos y relativamente sencillos de actualizar", dice George Hobbs, un astrónomo de CSIRO. "Sigues construyendo mejores receptores".
FAST fue modelado después del telescopio de Arecibo. Ambos están construidos en depresiones kársticas y soportados por mallas de cables de acero colgadas como hamacas desde soportes fijos a los pináculos de piedra caliza. Y al igual que el Observatorio de Arecibo, FAST adopta un enfoque inusual para enfocar las ondas de radio entrantes.
Los platos de radiotelescopios suelen ser parabólicos porque esa forma enfoca las ondas de los objetos astronómicos en línea con el eje de la parábola hasta un punto por encima del plato. Los receptores del telescopio, o un subreflector, están ubicados en ese punto. Pero un telescopio parabólico debe ser orientable y capaz de apuntar a objetos astronómicos y rastrearlos mientras la Tierra gira, porque los reflectores parabólicos distorsionan las ondas de los objetivos fuera del eje.
Es imposible dirigir Arecibo y FAST porque sus enormes platos están anclados al suelo. Así que ambos tienen una forma esférica, lo que les permite recolectar y concentrar las ondas de fuentes fuera del eje sin enfocarse en un punto. Arecibo apunta a objetos cósmicos cambiando la posición de la plataforma receptora para atrapar las ondas reflejadas. Dentro de la plataforma, un complejo sistema de espejos los enfoca. Pero eso limita la porción de cielo observable a aproximadamente 20° desde el cenit; más lejos del cenit, la distorsión es demasiado grande. El sistema de corrección también da como resultado una plataforma que pesa alrededor de 900 toneladas. "Ese sistema de espejo y toda la plataforma son muy grandes para Arecibo, y hubiera sido enorme para FAST y pesado", dice Manchester.
En su lugar, el equipo diseñó un sistema que atrae una sección de aproximadamente 300 metros de diámetro del reflector esférico de FAST a una parábola sutil, mientras coloca los receptores a lo largo del eje de la parábola. "Es como formar un tazón más pequeño dentro de un gran wok", dice Li. La posición de la parábola se puede cambiar en tiempo real, de modo que el eje parabólico siempre apunta a un objeto cósmico de interés a medida que la Tierra gira, al igual que lo hace un radiotelescopio orientable. FAST puede observar hasta 40° desde el cenit. Y debido a que no necesita un complejo mecanismo de corrección, su plataforma receptora puede albergar más instrumentos que los de Arecibo.
Hacer un reflector de superficie activo "fue un movimiento audaz", dice Manchester. Para deformar el reflector, FAST tiene 2225 actuadores, esencialmente cabrestantes de alta tecnología, anclados en la roca debajo del plato. Los actuadores colocan el plato en una parábola tirando de los cables de amarre conectados a la malla de soporte del plato. La elasticidad natural de la malla restaura la forma esférica del plato cuando los actuadores relajan la tensión. Los láseres montados en postes pequeños que sobresalen a través del plato verifican las coordenadas de 1000 puntos en su superficie, lo que permite un ajuste fino de la forma.
Para hacer que este sistema funcione, los ingenieros resolvieron una serie de desafíos. Para empezar, los actuadores emiten una interferencia de radio que es muchas veces más fuerte que la señal del cielo. No había un blindaje adecuado disponible comercialmente, por lo que desarrollaron su propio escudo.
Otro problema se detectó durante la revisión final del diseño antes de la construcción, cuando los ingenieros se dieron cuenta tardíamente de que la tensión y el relajamiento repetidos de los cables de acero ordinarios podrían provocar una falla por fatiga, el fenómeno familiar para cualquiera que haya doblado un clip de papel hacia atrás y adelante hasta que se rompa. El equipo de FAST resolvió este problema recurriendo a un cable desarrollado en China que resiste la fatiga durante hasta 2 millones de ciclos de estrés, muchos más de los 300.000 ciclos que los cables de FAST soportarán durante los 30 años de vida útil del telescopio.
En enero, con la mayoría de los 4450 paneles reflectores triangulares del plato en su lugar, pero ninguno de sus receptores disponibles, Nan hizo que su equipo armara algo parecido a una antena de TV de espina de pez y lo suspendiera sobre el plato. Como los receptores de radio funcionaron, era primitivo, pero la enorme área de recolección de FAST le permitió captar señales del Pulsar del Cangrejo, una fuente de radio en el corazón de la Nebulosa del Cangrejo. "Fue increíble que pudieran hacer esto con una simple antena", dice Hobbs de CSIRO.
Pero cuando la construcción del plato entró en la recta final, surgió otra falla. "Los actuadores se están rompiendo a una tasa mayor que la anticipada", dice Li. El equipo está investigando la causa y las posibles soluciones. “La astronomía es fácil; los actuadores son difíciles", dice Li, quien también se desempeñó como ingeniero jefe adjunto de FAST.
Hacer que los grandes telescopios funcionen a su máximo potencial es siempre un desafío, dice John Ford, anteriormente a cargo de la electrónica en el observatorio Green Bank de NRAO en Virginia Occidental. En los platos orientables de 100 metros de Green Bank, los actuadores utilizados para contrarrestar los efectos gravitacionales "estaban fallando en nosotros mucho más de lo que pensábamos", dice, porque el agua se estaba filtrando y congelando. Impermeabilizar los actuadores fue un dolor de cabeza porque están a 100 metros en el aire. Los ingenieros de FAST deberían tener un tiempo más fácil porque sus actuadores son accesibles desde el suelo, dice Ford.
Por ahora, Li dice que los operadores de FAST usarán sus actuadores de trabajo para sostener parte del reflector en una parábola, apuntarlo hacia el cielo y simplemente captar todas las señales que puedan mientras la Tierra gira. Tomará 200 días de tales observaciones de exploración de deriva para estudiar todo el cielo del norte, y él espera que descubran hasta 1000 pulsares, lo que se suma a los aproximadamente 2500 que ahora se conocen. Los astrónomos usan estas radiobalizas, alimentadas por estrellas de neutrones giratorias, para estudiar el medio interestelar y detectar ondas gravitacionales. "Realizaremos la mejor exploración del mundo para los púlsares", dice Li.
"Eventualmente, haremos que el telescopio funcione perfectamente", jura Zhu Ming, un astrónomo del proyecto FAST. Manchester está de acuerdo: "Están muy cerca de lograr una hazaña absolutamente notable".
Como una posdata para la búsqueda de vida extraterrestre en China, Liu Cixin, el principal filósofo del primer contacto de la nación, le dijo a Ross Anderson de The Atlantic que "duda que el plato encuentre uno. En un cosmos de bosque oscuro como el que él imagina, ninguna civilización enviaría un faro a menos que fuera un "monumento de la muerte", una transmisión poderosa que anuncia la inminente extinción del remitente. Si una civilización estaba a punto de ser invadida por otra, o incinerada por un estallido de rayos gamma, o eliminada por alguna otra causa natural, podría utilizar la última de sus reservas de energía para enviar un grito de muerte a los planetas más amigables con la vida en sus proximidades".
Liu le dijo a Ross que no se atrevía a hacer conexiones entre sus libros y el mundo real, pero dijo que su trabajo está influenciado por la historia de las civilizaciones de la Tierra, "especialmente los encuentros entre civilizaciones con tecnología más avanzada y los pobladores originales de un lugar". Uno de tales encuentros ocurrió durante el siglo XIX, observó Liu, "cuando el "Reino Medio" de China, alrededor del cual giraba toda Asia, miró hacia el mar y vio los barcos de los imperios marinos de Europa, cuya invasión subsiguiente provocó una pérdida de status para China comparable a la caída de Roma".
Modificado por orbitaceromendoza
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