Una fascinante competición para diseñar una forma eficiente de colonizar la galaxia ha dado como resultado esta visualización hermosa y de lo más provocativa.
Esta es la décima edición de la Global Trajectory Optimization Competition (GTOC X), organizada por la sección de Diseño y Navegación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Estos concursos presentan problemas complejos relacionados con los viajes espaciales, a los que los ingenieros aeroespaciales, físicos, matemáticos e informáticos deben diseñar soluciones eficientes. GTOC X dice que estas competiciones son “una manera de fomentar la innovación en la optimización de las trayectorias interplanetarias y la fertilización cruzada de ideas entre investigadores en optimización y en astrodinámica”.
Para la última, los participantes tuvieron que asentarse en la galaxia de la Vía Láctea de la manera más eficiente posible, dadas las restricciones establecidas por las reglas del concurso.
El ganador fue un equipo conjunto de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China y el Centro de Control de Satélites de Xi’an (su visualización está disponible aquí), mientras que el segundo lugar fue para un equipo de la Universidad de Tsinghua de China (video aún no disponible). El tercer puesto fue para el Equipo de conceptos avanzados (ACT) de la Agencia Espacial Europea.
En un taller reciente de dos días sobre exploración interestelar, ACT mostró su entrada, que se subió en YouTube:
Cada pequeña mota blanca en la simulación representa una estrella habitable, mientras que las líneas de colores brillantes representan los viajes realizados por las naves espaciales entre las estrellas establecidas. De principio a fin, la simulación abarca decenas de millones de años.
Aquí está el escenario tal como se presentó a los participantes: de unos 10.000 años a partir de ahora, la humanidad ha decidido colonizar la galaxia. Se ha identificado de antemano un total de 100.000 sistemas estelares como habitables y, por tanto, adecuados para el asentamiento. Este escenario tiene lugar en un futuro lejano, pero no existen formas radicales de viajes espaciales, como pasar por agujeros de gusanos u otras formas de viajes más rápidos que la luz. Dicho esto, la tecnología es tal que los viajes espaciales a largo plazo son posibles, con barcos capaces de apoyar a los colonos durante cientos de miles de generaciones.
“La tarea ... es liquidar la mayor cantidad posible de [100.000] sistemas estelares, en una distribución espacial lo más uniforme posible, mientras se usa el menor cambio de velocidad de propulsión posible”, según las pautas del concurso GOTX. “El asentamiento de la galaxia comienza con la expansión de nuestra estrella, Sol. Una vez que se establece otra estrella, otros asentamientos pueden expandirse de esa estrella”.
Los competidores recibieron un conjunto preconfigurado de los 100.000 sistemas de estrellas habitables, junto con los movimientos de estas a través del espacio y la física requerida para mover las naves espaciales, entre otros criterios.
Para la misión de colonización, los colonos abandonaron la Tierra en tres Naves Madre (que se muestran en azul en la simulación de ACT) y en Dos naves rápidas (que se muestran en verde). Cada nave nodriza contenía 10 Pods de Liquidación, que podrían liberarse una vez que la Nave Madre alcance un sistema estelar objetivo. Se requirió que las cápsulas de asentamiento realizaran maniobras para igualar la velocidad de sus estrellas objetivo, mientras que la velocidad de las Naves nodrizas no se vio afectada por la estrella (no se permitieron los efectos de la catapulta gravitacional). Una estrella se consideró “asentada” una vez que un Pod de Liquidación o Nave rápida llegó allí.
Una vez que se resolvió un sistema estelar, y habían transcurrido al menos 2 millones de años, una colonia podía enviar hasta tres Naves Colonos (mostradas por las rayas rojo-rosadas). Cada nave colono podría encontrarse con y establecer un solo sistema estelar. Las estrellas solo podían ser resueltas una vez.
Es justo decir que este escenario y las restricciones proporcionadas son un tanto artificiales, y no necesariamente indicativas de una misión futura real para colonizar la galaxia. Dicho esto, ejercicios como estos son significativos para los astrobiólogos y los investigadores de SETI. Los patrones generales observados en las simulaciones probablemente no estén muy alejados de cómo una onda de colonización podría propagarse desde un sistema estelar huésped, ya sea desde la Tierra o desde un sistema estelar distante.
De hecho, una intrigante (o perturbadora) revelación de esta simulación es la aparente facilidad y velocidad a la que toda una galaxia puede ser subsumida, o al menos explorada, por una civilización aventurera. Nuestra galaxia tiene alrededor de 13.5 mil millones de años. Las entradas del GTOC X vieron a sus colonos barrer la galaxia en escalas de tiempo de no más de 90 millones de años, un escaso 0.67 por ciento de la edad de la galaxia. Los estudios formales sobre la materia han logrado resultados similares. Tal es el poder del crecimiento exponencial que estas simulaciones ilustran maravillosamente.
Sin embargo, a pesar de la edad extrema de la Vía Láctea, no parece que vivamos en una galaxia invadida por civilizaciones extraterrestres. Esta es una observación excepcionalmente extraña, una llamada la Paradoja de Fermi. No es inmediatamente obvio por qué nuestra galaxia parece estar sin colonizar, y esta última simulación solo agrega combustible al fuego.
Duncan Forgan, un astrofísico computacional y autor de Solving Fermi’s Paradox, dijo que la nueva simulación es “definitivamente relevante” para este enigma continuo.
“Después de todo, su variante más fuerte es que podríamos esperar ver naves interestelares de otros planetas en nuestro sistema solar, y el hecho de que no nos diga algo importante”, dijo Forgan a Gizmodo. “Lo que ese algo se, por supuesto, está abierto al debate”.
Forgan, que no participó en el concurso GTOC X, dijo que una manera inteligente de abordar la Paradoja de Fermi es preguntar si los humanos pueden lograr una comunicación interestelar efectiva o un viaje interestelar.
“Los talleres como estos demuestran que hay un apetito por lograr estos objetivos, a los fines de la exploración científica”, dijo. “Si los humanos pueden hacerlo, seguramente otras civilizaciones tecnológicas también podrían hacerlo”.