El a√Īo pasado, Stephen Hawking y el millonario Yuri Milner elaboraron un ambicioso plan para enviar una sonda al sistema estelar de Alpha Centauri, el m√°s pr√≥ximo a la Tierra. Un par de cient√≠ficos europeos acaban de solucionar uno de los problemas m√°s importantes que plantea el reto.

Viajando a un 20% de la velocidad, los investigadores no estaban del todo seguros cómo la sonda iba a frenar una vez llegase a su destino, o cómo podría hacerlo. En un paper publicado en The Astrophysical Journal Letters, el físico René Heller del Max Planck Institute junto al científico informático Michael Hippke han mostrado que la radiación y la gravedad de las estrellas de Alpha Centauri pueden ser usadas para declarar una sonda. Así que en lugar de pasarse de largo, la nave podría activar los frenos, reduciendo la velocidad lo suficiente para explorar el trío de estrellas e incluso Proxima b, un planeta muy similar a la Tierra.

Como parte de la iniciativa¬†Breakthrough Starshot, el billonario Yuri Milner planea invertir $100 millones en un esfuerzo para desarrollar velas aut√≥nomas ultraligeras que puedan ser aceleradas hasta 1/5 de la velocidad de la luz (60.000 km/s). A una velocidad tan rid√≠cula, la sonda rob√≥tica impulsada por velas podr√≠a alcanzar Alpha Centauri - el sistema estelar m√°s pr√≥ximo a la Tierra - en ‚Äús√≥lo‚ÄĚ 20 a√Īos. Con los sistemas de propulsi√≥n qu√≠mica tradicionales tardar√≠amos 100.000 a√Īos.

La propuesta original incluye una peque√Īa sonda que se monta sobre una vela ultra ligera de aproximadamente un metro que se aleja de la Tierra usando un conjunto de l√°seres. La energ√≠a producida por los l√°seres podr√≠a, te√≥ricamente, acelerar un objeto miles de veces m√°s r√°pido que la nave m√°s r√°pida que disponemos hoy en d√≠a.

Una recreación de la tecnología de velas ultra ligeras que se ha propuesto (Imagen: Breakthrough Starshot Initiative)

Advertisement

No es el √ļnico sistema que se est√° teniendo en consideraci√≥n. Con el plan de Heller y de Hippke, una vela mucho m√°s grande ‚Äúfot√≥nica‚ÄĚ reemplazar√≠a a los l√°seres. La c√°psula en s√≠ medir√≠a solo unas pulgadas y pesar√≠a unos gramos (no se admiten pasajeros, lo sentimos). Para impulsarla por el espacio interestelar, el dispositivo estar√≠a unido a unas velas m√°s grandes y cuadradas. Adem√°s de ser grandes, las velas necesitar√≠an ser excepcionalmente ligeras y por tanto muy finas. La radiaci√≥n que emana el sol empujar√≠a a la sonda en la direcci√≥n de Alpha Centauri. Una vez se haya adquirido suficiente inercia gravitacional, la sonda retraer√≠a sus velas para el largo viaje.

La pega es que con este sistema se tardar√≠a unos 95 a√Īos a un 4,6% de la velocidad de la luz en llegar a Alpha Centauri. Es casi cinco veces m√°s que la propuesta original de Milner pero por contra podr√≠a ser capaz de parar al llegar.

‚ÄúLos viajes interestelares a Alpha Centauri se har√°n a velocidades que implican una fracci√≥n de la velocidad de la luz para que la duraci√≥n se quede en menos de 1000 o, mejor aun, 100, a√Īos‚ÄĚ dice Heller a Gizmodo ‚ÄúA esa velocidad, sin embargo, una vela necesitar√≠a cantidades de energ√≠a extremadamente altas para reducir la velocidad y entrar en √≥rbita‚ÄĚ A√Īadir combustible para la deceleraci√≥n, contin√ļa, solo lo har√≠a peor ‚ÄúSi la nave tiene el combustible necesario a bordo, ser√≠a entonces muy pesado, incrementando sus necesidades para conseguir aun m√°s combustible en un c√≠rculo vicioso‚ÄĚ.

Advertisement

Dada esta limitación, y sin una solución, se asumió que la sonda pasaría a toda velocidad por Alpha Centauri del mismo modo que la sonda New Horizons pasó al lado de Plutón. El problema aquí es que a tales velocidades, la sonda probablemente experimentaría grandes dificultades para poder tomar medidas y muestras del sistema estelar en sí. Por suerte, sin embargo, podría haber una solución, una que implicaría no solo decelerar la sonda sino además permitir a los científicos estudiar Alpha Centauri en gran detalle.

‚ÄúHemos encontrado un m√©todo para reducir la velocidad usando las velas y la energ√≠a que emiten las estrellas‚ÄĚ dice Heller ‚ÄúUsamos la energ√≠a de las part√≠culas estelares para reducir la velocidad. Por tanto, la sonda no necesitar√≠a combustible, algo que encaja bien en un escenario de una nave interestelar extremadamente ligera, el plan que alimenta la Breakthrough Starshot Initiative.‚ÄĚ

Para que este plan funcione, la sonda probablemente despliegue de nuevo las velas en el momento de la llegada, aprovechando la radiaci√≥n proveniente de las estrellas en Alpha Centauri. Usando una simulaci√≥n con computadoras, Heller y Hippke basaron sus c√°lculos en una sonda de 100 gramos y unas vela de 100.000 metros cuadrados, m√°s o menos el tama√Īo de unos 14 campos de f√ļtbol. Conforme se acerca progresivamente al sistema estelar, la fuerza de frenado aumenta.

Advertisement

Al llegar, en lugar de usar los fotones solares como fuerza de propulsi√≥n, la vela ‚Äúatrapa‚ÄĚ la radiaci√≥n solar de Alpha Centauri, decelerando el veh√≠culo progresivamente. Ir√≥nicamente, las mismas fuerzas f√≠sicas que alejan la sonda en primer lugar de nuestro sistema solar son las la frenan a su llegada.

Durante la fase de deceleraci√≥n, la sonda min√ļscula necesitar√° aproximarse a la estrella Alpha Centauri en 5 radios estelares (es decir, la distancia igual a cinco veces el ancho de la estrella) o unos 4 millones de kil√≥metros para ser capturada en su √≥rbita. Llegados a este punto, la nave habr√≠a reducido su velocidad hasta un 2,5% la velocidad de la luz. Si se fallase en decelerar desde la velocidad m√°xima de crucero (4,6% de la velocidad de la luz) la sonda se volver√≠a a ser impulsada hacia el espacio exterior.

Todo viaje comienza con un mapa. Este muestra las maniobras que la nave aut√≥nomapara decelerar en Alpha Centauri A, de ah√≠ tiene un viaje r√°pido de 4 d√≠as a Alpha Centauri B para despu√©s partir en uno de 46 a√Īos hasta Proxima Centauri, donde se encuentra el planeta que es muy similar a la Tierra.

Advertisement

Una vez en Alpha Centauri A, la gravedad de la estrella puede usarse para maniobrar con la sonda, de modo similar a las maniobras de ‚Äútirachinas‚ÄĚ que se usaban para dirigir sondas como la Voyager 1 y Voyager 2 alrededor del Sistema Solar. Te√≥ricamente, la sonda puede fijarse al a √≥rbita de Centauri A y explorar sus plantes. Heller y Hippke tambi√©n han dise√Īado un plan para visitar las otras estrellas, Alpha Centauri B (la compa√Īera binaria de A) y Proxima Centauri (una estrella distante m√°s lejana a unos 0,22 a√Īos luz, 1,93 billones de kil√≥metros). Con este plan se tardar√≠a un siglo m√°s menos en llegar a Alpha Centauri A, unos 4 d√≠as en llegar a Centauri B y otros 46 a√Īos en llegar a Pr√≥xima Centauri.

El viaje extra merecer√≠a la pena. En uno de los descubrimientos cient√≠ficos m√°s se√Īalados de 2016, los astr√≥nomos descubrieron que Proxima Centauri aloja un planeta muy similar a la Tierra. Es uno de los objetos m√°s interesantes a una distancia ‚Äúrazonable‚ÄĚ en t√©rminos espaciales y por fin tenemos algo parecido a un plan para observarlo de cerca. Los datos recogidos tardar√≠an unos cuatro a√Īos en llegar al a Tierra (dada la magnitud de las distancias implicadas vamos a tener que ser muy pacientes y acostumbrarnos a pensar en el largo plazo). Un sistema para enviar los datos de vuelta todav√≠a necesita desarrollarse.

Advertisement

De hecho hay toda una bater√≠a de detalles t√©cnicos que necesitan ser sorteados o arreglados antes de lanzar a misi√≥n, pero los investigadores son optimistas. Por ejemplo, uno de los materiales ultra ligeros requeridos par ala misi√≥n ya ha sido producido en el laboratorio. ‚ÄúPuede que necesitamos una o dos d√©cadas para construir una vela de este tipo‚ÄĚ dice Heller a Gizmodo. A√Īade que la superficie de la vela necesitar√≠a reflejar muy bien el espectro rojo al azul.

Lo siguiente que planean Heller y Hippke es presentar su estudio en detalle a la iniciativa Breakthrough Starshot en una conferencia que tendr√° lugar en Abril en Palo Alto, California.

‚ÄúEstamos muy interesados en su feedback, porque estas personas son los mayores expertos mundiales en el campo emergente de la investigaci√≥n interestelar ligera‚ÄĚ afirma ‚ÄúEntonces, Michael [Hippke] y yo trabajamos en ideas para un viaje interestelar a nuestras estrellas m√°s cercanas, pero es un trabajo aun en progreso y confidencial entre los dos‚ÄĚ.

Advertisement

Hasta entonces, celebremos el hecho de que estamos un paso más cerca de embarcar a la humanidad en su primera misión espacial interestelar. [vía The Astrophysical Journal Letters]