¿Será así?
El sueño interestelar está muriendo
Enviar "naves de generación" para colonizar el cosmos tiene menos sentido cuanto más lo miramos.
por Chris Taylor
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| Crédito: mashable.com |
Según datos de la ONU, la esperanza de vida al nacer en 18 países ahora supera los 82 años, lo que significa que los bebés nacidos en 2018 tienen más probabilidades de ver el año 2100 que no.
¿Cómo será el mundo al otro lado de la vida de esos niños? Los descubrimientos científicos de hoy, las visiones de Silicon Valley y la ciencia ficción pueden darnos destellos, y en esta serie de cápsulas del tiempo digitales, también reconocemos que nuestras esperanzas y temores pueden moldear lo que será el futuro.
Querido siglo 22,
No tengo ninguna duda de que muchos de ustedes han vivido, trabajado o al menos visitado el espacio. Para nosotros, parece probable que tengan al menos una base lunar, que estén extrayendo asteroides ridículamente ricos en minerales y que hayan comenzado el largo y arduo trabajo de terraformar Marte. Probablemente hayas puesto un pie en las lunas más interesantes de Júpiter y Saturno. El espacio puede incluso parecerles un poco mundano, al menos la variedad del sistema solar.
La verdadera pregunta sobre el espacio es la siguiente: ¿Ha renunciado a la idea de viajar más lejos, de visitar o asentar planetas distintos de los de nuestro sistema solar? Me temo que la tienes.
No me refiero al sueño de más rápido que la luz. Es probable que la velocidad de la luz sea tan infranqueable en su siglo como en el nuestro. La ciencia ficción que dice lo contrario es principalmente un pensamiento mágico. Es probable que ni siquiera podamos acercarnos, dadas las titánicas cantidades de energía que se necesitan para acelerar incluso una fracción de la velocidad de la luz.
No hay forma de evitarlo, cada año luz, o 6 billones de millas, tardará décadas en cruzar, y apenas hay estrellas en un radio de 10 años luz. Estamos en un suburbio celestial. La única forma en que los humanos han considerado seriamente llegar al reino de otros sistemas estelares es en vastas naves estelares diseñadas para funcionar durante uno o dos siglos. Debido a que probablemente tardarían varias generaciones en llegar a su destino, los nerds espaciales los llaman naves de generación.
Pero los últimos años no han sido amables con la generación del sueño de los barcos. La ciencia parece decirnos que las naves generacionales son un sueño demasiado lejano, y la ciencia ficción está comenzando a hacer lo mismo.
Es desgarrador tener que escribirlo. Las historias de naves generacionales han encendido mi imaginación desde que tengo memoria. Me encantan todos los tropos: aquellos en los que las naves similares a la Tierra son tan vastas y antiguas que los habitantes, descendientes de la tripulación original, han olvidado que están en camino hacia otra estrella (como el clásico Orphans of the Sky, de Robert Heinlein, en el que se botó la nave en el siglo XXII). O aquellos en los que los colonos están todos en almacenamiento criogénico y uno se despierta accidentalmente décadas antes (como Chris Pratt en la muy difamada película de 2016).
Mi favorito de este último tipo de historia es también mi explicación favorita de por qué escribimos. En Coyote (2002) de Allen Steele, también ambientada en el siglo 22, un tipo en una nave generacional se despierta accidentalmente un siglo antes de tiempo y no puede reanudar su almacenamiento criogénico. Se vuelve loco de la soledad, intenta beber hasta morir, casi se lanza por una esclusa.
Hasta ahora, muy parecido a Passengers. Pero en lugar de hacer lo que hace Pratt: acechar y despertar horriblemente a una escritora interpretada por Jennifer Lawrence, condenándola al mismo destino, este tipo decide convertirse él mismo en escritor. Llena las paredes interiores de la nave con una epopeya fantástica, que tras su muerte se convierte en un mito amado por los hijos de los colonos en su flamante planeta.
Infierno de un legado, ¿verdad? Creo que refleja los sentimientos de muchos de nosotros, nerds amantes del espacio en el siglo XXI: es posible que no lleguemos a ver la tierra prometida del asentamiento interestelar, pero estamos felices de consumir las historias y soñar con los días venideros cuando nuestro los descendientes vuelan en naves de generación a través de los cielos.
Porque es casi un artículo de fe, en estos tiempos de infidelidad, que este es nuestro futuro. Por ejemplo, en cada versión del exitoso juego de computadora Civilization, en el que lideras a tu gente durante miles de años desde los albores de la historia, ganas el juego construyendo una nave de generación y lanzándola a Alpha Centauri. Es, literalmente, lo más avanzado que se les ocurre a los creadores de juegos.
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Generaciones de soñadores: una imagen del juego de 2014 'Civilization: Beyond Earth'. (Firaxis) |
En 2011, la NASA y DARPA (la agencia del Pentágono que dio origen a Internet) prestaron sus nombres a un proyecto llamado The Hundred-Year Starship. Su objetivo era unir a la comunidad espacial detrás del objetivo de lanzar una misión interestelar para su tiempo: 2112. Para los soñadores de naves de la generación, era como si hubiera llegado la Navidad.
Y luego llegó Kim Stanley Robinson para pisotear todos nuestros sueños y decirnos que Santa Claus no existía.
Robinson es más conocido en nuestro tiempo como el autor de la trilogía de Marte (Red Mars, Green Mars, Blue Mars, todos escritos en la década de 1990, los dos últimos ambientados en su siglo). Es lo que ellos llaman un tipo duro de la ciencia ficción: habla con los expertos en el campo, lee las últimas investigaciones, hace todo lo posible para obtener la ciencia exacta. Por ejemplo, todas sus novelas ambientadas en el siglo XXII presentan una Tierra inundada después del cambio climático. (Nuevamente, lo sentimos mucho).
Ver una conferencia de la nave estelar de los cien años enfureció a Robinson. "Fue una combinación de una estafa y una reunión religiosa", dice, "presentado con un brillo tan autoritario, una pseudociencia". Así que fue a NASA Ames, descubrió mucha consternación interna sobre la participación de la agencia en el proyecto, habló sobre ciencia planetaria real con científicos planetarios reales y publicó Aurora en 2015.
Aurora fue una gota de micrófono de un libro, no solo una refutación a décadas de historias de naves estelares de generaciones, sino el caso definitivo de por qué no podíamos ni deberíamos intentar asentar un planeta en otro sistema estelar. Causó una disputa entre Robinson y los autores de ciencia ficción más antiguos que no ha cesado desde entonces.
"Era como si la nave estelar estuviera hecha de plástico, y yo tenía un bate de béisbol y lo rompí en pedazos", me dijo Robinson. "Si la gente no hubiera reaccionado con enojo, habría hecho algo mal. La gente piensa que la humanidad yendo a las estrellas es una señal de que nuestra especie ha tenido éxito. Pero si es imposible, si falla constantemente, entonces habrá gente deambulando sintiendo que la humanidad es un fracaso. Hay que decirlo".
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La nave de la generación de Kim Stanley Robinson, simplemente llamada The Ship, como se ve en la portada de 'Aurora'. Orbit / Hachette |
Por todo esto, vale la pena tomarse un poco de tiempo para recapitular la primera mitad de Aurora. (Trataré de no estropear muchos de los detalles, pero vamos, dependiendo de cuándo estés leyendo esto, ya has tenido entre 3 y 185 años para entenderlo).
Comienza con una nave de generación que se acerca a Tau Ceti, que a 12 años luz de distancia es probablemente el sistema estelar habitable más cercano (en la vida real, ahora sabemos que Alpha Centauri es "una estrella extraña con planetas extraños", dice Robinson, y probablemente no sea adecuada para los humanos). Robinson le ha dado a su nave todas las ventajas: dos anillos llenos de vastos biomas, un Arca de Noé llena de todo tipo de vida en la Tierra, y un ingeniero jefe que es un genio en la resolución de problemas.
Aún así, los problemas persisten. Las cosas se rompen. Es un sistema biológico cerrado, y el elemento esencial fósforo se está filtrando del suelo en alguna parte; tal vez, reflexiona el ingeniero, en los pocos gramos de ceniza que una familia puede conservar cuando muere un ser querido. La desaceleración de la nave cuando llega a Tau Ceti es un problema tan grande como acelerarla, y está poniendo todo tipo de tensiones extrañas en la nave que sus diseñadores no anticiparon. Y la próxima generación de niños está notablemente más enferma y menos inteligente, probablemente como resultado del efecto isla.
Los colonos llegan a la cuarta luna del quinto planeta de Tau Ceti, a la que llaman Aurora. Es parecida a la Tierra y rica en oxígeno, pero todo está un poco mal; tienen que lidiar con vientos casi constantes de 60 mph, un planeta en el cielo que hace que todo sea demasiado brillante por la noche y eclipses de una semana. Los primeros en llegar se ponen a trabajar en la construcción de refugios y se quejan de querer quitarse el casco, hasta que alguien se rompe el traje espacial, se enferma y muere de inmediato.
Muy pronto todos se enferman. Algo está vivo en el planeta, algo a nivel bacteriano, y nadie puede identificarlo. Lo que sea que haya en el aire o el agua de este planeta alienígena, permanece fuera del alcance de la ciencia humana, y eso es más aterrador que mil monstruos de ojos saltones.
De vuelta en la nave, estalla una discusión asesina entre las personas que quieren dejar Tau Ceti por completo y regresar a la Tierra, y las que quieren quedarse (piense en el Brexit, pero con más secuestros). Se negocia un compromiso, y aquí es donde se vuelve desgarrador. A medida que la ecología a bordo continúa deteriorándose, aquellos que regresan a la Tierra se enfrentan a la pesadilla de la hambruna: hambre, raciones, comerse a sus mascotas, suicidios, todo eso.
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Problemas de hibernación: Jennifer Lawrence y Chris Pratt en 'Passengers'. Sony Pictures
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Justo a tiempo, llegan noticias de nueva tecnología a través de ondas de radio de la Tierra, no exactamente el almacenamiento criogénico, pero ralentizando el sistema del cuerpo lo suficiente como para que puedan hibernar como osos. Pero eso no se traduce en un sueño perfecto al estilo de Passengers. "Los osos pueden morir y mueren en hibernación", señala Robinson. Las difíciles maniobras que debe realizar la nave para desacelerar de regreso a casa sin disparar a través del sistema solar y salir por el otro lado logra matar a muchos humanos en hibernación también.
De vuelta en la Tierra, la gente está ciega ante las dificultades por las que pasó la nave, y en una reunión no muy diferente a la conferencia Starship de 100 años (más bien llena de hombres con barba), un tipo insiste en enviar más naves al cosmos. Uno de los personajes de Robinson le da un puñetazo en la cara.
Puede ver por qué los autores pro-colonización como Gregory Benford se opusieron con vehemencia a Aurora. Pero no han podido derribar su argumento central: las cosas se rompen. La segunda ley de la termodinámica es inquebrantable. No se puede simplemente poner un sistema cerrado en el espacio durante un siglo y esperar lo mejor.
O el planeta en el otro extremo está muerto, en cuyo caso tendremos que pasar siglos terraformándolo, o está vivo, y sus asesinos invisibles podrían matarnos de cientos de formas, tal como lo hicieron los invasores en War of the Worlds: asesinados por las bacterias de la Tierra.
Le pedí a Robinson que respondiera a la acusación de Benford de que puso su pulgar en la balanza para hacer que la colonización interestelar pareciera lo más inviable posible. "Bueno, Dios puso su pulgar en la balanza", dijo.
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Un cilindro de O'Neill del libro de la década de 1970 "The High Frontier". Se ha sugerido el mismo diseño para el interior de las naves de generación. Wikimedia |
En los últimos años, la ciencia se ha enfrentado a Robinson en el debate. Y eso es todo gracias a algunos experimentos espeluznantes con ratones.
Los primeros investigadores volaron sus pequeños cerebros de ratón con partículas similares a los rayos cósmicos, del tipo que bañarán a cualquier astronauta en una misión al espacio profundo. Resultado: los ratones se volvieron notablemente más lentos, más olvidadizos, más confundidos. Es difícil escapar a la conclusión de que el espacio básicamente te da demencia. Envía una nave a Tau Ceti y es posible que ni siquiera tengas un ingeniero lo suficientemente inteligente como para solucionar todos los problemas al final del viaje.
Quizás podamos revestir nuestras naves con suficiente material protector para mantener nuestro cerebro seguro, pero es difícil mantener a raya los rayos cósmicos sin la magnetosfera protectora de la Tierra. "Realmente no hay forma de escapar de ellos", dijo el investigador de oncología a cargo del estudio.
Además, también hay un problema con nuestras entrañas. A principios de este mes, la NASA publicó más investigaciones en las que los ratones fueron atacados con radiación cósmica, esta vez en su intestino delgado. Resultado: daño gastrointestinal masivo y tumores.
Hasta aquí las naves que permanecen fuera del alcance de la magnetosfera planetaria durante un siglo o más. En este punto, ni siquiera estamos seguros de poder llegar a Marte sin causarles cáncer a los astronautas. Ningún dispositivo de hibernación lo salvará de una enfermedad preexistente.
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Matthew McConnaughey contempla la vida en un cilindro espacial en 'Interstellar'. Paramount |
Entonces, ¿es eso el sueño de las naves de la generación? ¿Lo recordará como una idea de ciencia ficción pintoresca pero impracticable, como Jules Verne enviando a sus exploradores ficticios a la Luna a través de un cañón gigante? ¿Tenemos que contentarnos con permanecer en nuestro sistema solar a menos que aparezca un agujero de gusano conveniente para otro, como sucedió en Interstellar?
A Kim Stanley Robinson le gustaría decir que sí. Su posición es que todo el concepto es una distracción de la tarea esencial de arreglar la Tierra, nuestra única nave estelar actual. Aurora contiene varias traducciones de un solo poema sobre cómo hay que aprender a ser menos inquieto y más satisfecho viviendo en un solo lugar, pero todas se reducen a una frase sucinta: "no existe el Planeta B".
Pero, de nuevo, como Lisa Howland Newell, la esposa del químico ambientalista de Robinson, lo regaña suavemente cuando él dice esto, "nunca digas nunca. Nunca digas imposible. No lo sabes".
Quizás podamos colonizar otros planetas en el equivalente de un barco lento a China: un asteroide ahuecado, con millas de roca que brindan la mejor protección posible contra los rayos cósmicos. Robinson inventó esta forma de transporte, que llamó Terraria, en otro libro, 2312. Si pudiéramos aprender a ser autosuficientes dentro de Terraria, podríamos viajar a las estrellas en ellas, aunque en miles de años en lugar de cientos.
Existe la opción de enviar naves con impresoras de ADN que podrían reconstruir seres humanos en el otro extremo, aunque eso también requeriría tecnología que actualmente no tenemos. O tal vez localicemos el planeta perfecto antes de partir enviando cientos de los llamados StarChips, sensores diminutos y livianos que podrían llegar a Tau Ceti en cuestión de décadas. Porque puedes ir mucho más rápido cuando no tienes que llevar humanos contigo.
Independientemente, hay un lado del espacio que Kim Stanley Robinson no puede matar y ni siquiera quiere: la versión imaginaria. "La galaxia es un gran espacio de historias de la misma manera que la Tierra Media es un gran espacio de historias", dice. "No tienes que renunciar a la galaxia. Puedes contar estas historias, puedes agitar un poco la mano y dejar volar tu imaginación, y puedes decir, mira, esta historia tendrá lugar dentro de 20.000 años. Quién diablos sabe lo que habremos hecho en ese tiempo, si todavía estamos por aquí".
Que continúes creando y consumiendo cuentos de la galaxia mientras respires.
Tuyo en la imaginación interestelar,
2018
Por otra parte...
Un científico financiado por la NASA dice que el 'impulso MEGA' podría permitir los viajes interestelares
El propulsor proporcionaría suficiente empuje para que una nave espacial viajara cerca de la velocidad de la luz utilizando solo electricidad, dice el físico Jim Woodward.
por Stephen Johnson
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Ilustración de SSI Lambda. |
Desde problemas de salud hasta financiación, no faltan obstáculos que impiden que los humanos viajen más allá de nuestro sistema solar. Pero el principal obstáculo es la propulsión: nuestras naves espaciales son simplemente demasiado lentas y dependen demasiado del combustible para hacer un viaje realista a Alpha Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol.
¿Entonces, qué necesitamos? Algo así como un impulso sin reacción: un motor que mueva una nave espacial sin agotar una reserva finita de propelente. Hasta ahora, tal dispositivo solo existe en la ciencia ficción. Pero durante las últimas décadas, el físico Jim Woodward ha intentado cambiar eso.
El profesor de física de 79 años ha desarrollado un diseño de propulsor que espera sirva como prueba de concepto de cómo los humanos pueden algún día lograr los viajes interestelares. Llamado impulsor de asistencia gravitacional de efecto Mach (Mach-effect gravitational assist o MEGA), el dispositivo solo requiere una fuente de electricidad para lograr el empuje.
Las primeras pruebas han mostrado resultados mixtos. El propio Woodward solo pudo demostrar cantidades minúsculas de empuje, mientras que otros equipos informaron poco o ningún empuje al intentar replicar sus experimentos. Aún así, el diseño intrigó a la NASA lo suficiente como para otorgarle a Woodward $ 625.000 en fondos entre 2017 y 2018.
Es más, en 2019 Woodward y su colaborador y colega físico Hal Fearn informaron de un gran avance después de rediseñar la montura del propulsor: un ajuste que produjo
"más de 100 micronewtons, órdenes de magnitud más grandes que cualquier cosa que Woodward haya construido antes", como un informe reciente en
Wired caracteriza.
Sin duda, el nivel de empuje del que estamos hablando es apenas suficiente para mover visiblemente un objeto a través de una mesa. Pero si se confirman los resultados, sugeriría que la tecnología podría ampliarse.
Una visión heterodoxa de la inercia
El sistema de Woodward se basa en las ideas que propuso el físico del siglo XIX Ernst Mach sobre la inercia, que es la tendencia de un objeto a permanecer en reposo a menos que se actúe sobre ella.
En términos simples, el principio de Mach sostiene que la materia distante causa efectos inerciales locales. Entonces, una estrella en una galaxia lejana tiene algún efecto sobre la inercia que encuentras cuando empujas un carrito de compras. De todos modos, esa es la idea.
En el siglo XX, Albert Einstein incorporó las ideas de Mach en su teoría de la relatividad general, esencialmente argumentando que la gravedad y la inercia están fundamentalmente vinculadas. Pero la comunidad física en general rechazó más tarde esta visión de la inercia, en gran parte debido a un
artículo de 1961 que mostraba que la inercia no estaba relacionada con la influencia gravitacional de la materia distante.
Aún así, Woodward cree que Einstein lo hizo bien todo el tiempo y que, bajo este marco de inercia, es posible desarrollar sistemas de propulsión que solo requieren una carga eléctrica, no combustible. El elemento clave de su propulsor es una pila de cristales piezoeléctricos, que produce un campo eléctrico alterno cuando se le aplica voltaje, como explicó Woodward:
"Los cristales piezoeléctricos son dispositivos electromecánicos, lo que significa que cuando aplicas el voltaje, se expanden y contraen mecánicamente dependiendo del signo del voltaje. Por lo tanto, al aplicar un voltaje, estás provocando una fluctuación de energía E/c² en la pila, no importa lo que hacen mecánicamente, y también está produciendo una aceleración debido a las dimensiones cambiantes de la pila debido a los efectos electromecánicos, lo que también provoca que la aceleración requerida acople el dispositivo al gran campo gravitacional".
"El truco consiste en sincronizar correctamente las fluctuaciones de energía y las oscilaciones mecánicas, lo que requiere el uso de dos frecuencias: en el primer y segundo armónico, y es el segundo armónico el que realmente produce el empuje".
Woodward y sus colegas incluso han elaborado planes para una nave espacial que utilizaría la unidad MEGA. Llamada SSI Lambda, la nave presentaría cristales piezoeléctricos y un pequeño reactor nuclear para producir electricidad.
"La sonda SSI Lambda que utiliza propulsores de impulso MEGA es una nave espacial de propulsión sin propulsores", escribió el equipo sobre el diseño en su informe a la NASA. "Puede viajar a velocidades superiores a la velocidad de la luz en el vacío con solo consumo de energía eléctrica. Hasta la fecha, no se ha propuesto ningún otro método para viajar a las estrellas y frenar en el sistema objetivo, que también tiene una física creíble que la respalde".
Trabajo de alta recompensa
Después de que se estabilice la pandemia de COVID-19, otros científicos e ingenieros esperan poner a prueba los diseños de Woodward. Los resultados de esos experimentos deberían revelar si está en algo. Para algunos expertos en la materia, las probabilidades son escasas. Pero eso no significa que no valga la pena investigarlo.
"Yo diría que hay una probabilidad entre 1 en 10 y 1 en 10.000.000 de que sea real, y probablemente hacia el extremo superior de ese espectro", dijo Mike McDonald, ingeniero aeroespacial del Laboratorio de Investigación Naval en Maryland a Wired. "Pero imagina esa única oportunidad; sería increíble. Por eso hacemos un trabajo de alto riesgo y alta recompensa. Por eso hacemos ciencia".
La NASA prueba un sistema de propulsión interestelar experimental
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| Crédito: thescotfree.com |
Rumbo a lo interestelar
Los científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins están probando si podrían aprovechar el calor del Sol para impulsar una nave espacial a los confines del sistema solar, informa Wired, y tal vez más allá, a los desechos interestelares.
Según el equipo que trabaja en la tecnología, la propulsión solar ya no es un sueño lejano. El "simulador solar" de la universidad, un contenedor de transporte reformado con miles de LED, puede haber demostrado que no es tan descabellado como parece.
"Lo que esto muestra es que la propulsión solar térmica no es solo una fantasía", dijo a Wired el científico de materiales del Laboratorio de Física Aplicada Jason Benjoski.
Dejando el Sistema Solar
Estudiar lo que se encuentra más allá de la heliopausa, el límite más allá del cual los efectos del Sol se pueden sentir por más tiempo, es extremadamente difícil, en gran parte porque está increíblemente lejos. Las únicas dos naves espaciales artificiales que lo superaron, la Voyager 1 y 2, tuvieron que viajar durante casi medio siglo para echar un vistazo por primera vez al espacio interestelar.
Es por eso que la NASA está trabajando con científicos del Laboratorio de Física Aplicada para encontrar nuevas formas de propulsar naves espaciales a velocidades mucho más rápidas. La agencia anunció la asociación en octubre de 2019 y afirmó que tal misión podría lanzarse en 2030.
Demasiado caliente
Ahí es donde entra en juego la propulsión solar. En lugar de quemar fuentes de combustible, la nave espacial podría ser impulsada por un motor térmico solar que absorbe el hidrógeno del Sol, lo calienta y lo empuja desde una boquilla para generar empuje.
Más allá de los obvios desafíos de diseño de la creación de un motor de este tipo, un cohete solar térmico tendría que acercarse increíblemente al Sol para ganar suficiente velocidad, en cualquier lugar entre 30.000 y 200.000 mph, según el informe de Wired, sin derretirse.
Solo unos pocos materiales conocidos por los científicos podrían soportar temperaturas tan altas y aún así poder canalizar hidrógeno, informa Wired. Benkoski, sin embargo, tiene esperanzas y le dijo a Wired que la impresión 3D de metal puede ser la clave para construir tal escudo térmico.
Modificado por orbitaceromendoza
