28 de Mayo de 2006 00:00

| DEL ROMANCE A LA REALIDAD

Viajes interestelares

Muchas películas de ciencia ficción muestran a la Galaxia colonizada, con naves que se pasean por ella. Las distancia entre las estrellas son increíblemente grandes, pero hay gente que no duda que en el futuro llegaremos a ellas. Intentemos separar fantasía de realidad.

Viajar a las estrellas no es lo mismo que viajar a los planetas. Los vehículos actuales necesitan tres días para llegar a la Luna, unos 10 meses para Marte y 15 años para Plutón, pero 80.000 años para el sistema estelar más próximo. Pero veamos otras posibilidades:

1) A LA VELOCIDAD DE LA LUZ, O MAS RAPIDO AUN
El viaje al sistema estelar más próximo duraría horas o días. Pero a la velocidad de la luz (mil millones de km/h), el tiempo para y la masa se vuelve infinita; habría que usar energía infinita. La "barrera de la luz", diferente de la del sonido, no se puede romper.

Por eso, en 1988 Michael Morris, Kip Thorne y Ulvi Yurtsever propusieron intentar salir del Universo por un lugar y volver a entrar por otro muy distante, como en un "agujero de gusano". Y en 1994 Miguel Alcubierre propuso crear una "dobladura del espacio-tiempo", comprimiendo terreno delante de la nave para acercarla al objetivo. O se podría viajar a la velocidad de la luz en ondas de radio: el teletransporte. Lo que viajaría sería la información para reconstruir átomo por átomo otro astronauta igual en el lugar de destino. Recargarle sus memorias, personalidad e identidad, así como qué hacer con el original, son cuestiones a resolver. En 1993, Charles Bennett y otros propusieron manipular determinadas partículas muy pequeñas para transmitir información más rápido que la luz. Se realizaron diversos experimentos, pero todavía no se consiguió teletransportar un átomo completo. Todo continúa siendo total fantasía.

2) CASI A LA VELOCIDAD DE LA LUZ
Llegaríamos en algunos años. A estas velocidades el tiempo dentro de la nave pasa más despacio: a 90% de la velocidad de la luz, 1 año en la nave equivale a 2,3 años en la Tierra; a 99,9% equivale a 22 años, y a 99,999 999 999%, a 223.609 años.

En la partida, acelerando sin presionar más de lo que nos presiona la gravedad de la Tierra, estaríamos a casi la velocidad de la luz después de un año. Acelerando hasta la mitad del camino y luego desacelerando, en 20 años (tiempo de la nave) recorreríamos 28.000 años-luz (distancia que puede andar la luz en 28.000 años); en 30 años, 2.800.000 años-luz y en 44 años se llegaría al borde del Universo observable. Luego, un año más hasta parar.

Pero el actual transbordador estadounidense, para llegar a apenas 400 km de altura, debe llevar un tanque externo con 730 toneladas de hidrógeno y oxígeno, que quema en 8 minutos. Aun usando el combustible perfecto, antimateria, si viajamos en una nave grande como la Estación Espacial Internacional necesitaríamos 1.274 tanques externos para llegar a 99,9% de la velocidad de la luz, 1.249.292 tanques para llegar al centro de nuestra galaxia y 5.552.407.932 tanques hasta la galaxia de Andrómeda. Como diría el premio Nobel Edward Purcell, si esto le suena absurdo, usted está correcto.

Entre 1996 y 2002 la NASA investigó sistemas que no necesiten combustible. Marc Millis publicó que sería necesario cosas exóticas, como un remolcador de gravedad negativa, o un remolcador gravitacional no remolcable, o crear gravedad sin masa, o distorsionar campos gravitacionales. También se pueden imaginar veleros espaciales que sean soplados por fenómenos exóticos, como los llamados pares virtuales, o la energía del vacío, o "materia oscura". Todo esto sigue siendo fantasía. Lo que, sin embargo, es compatible con la ciencia conocida son hipotéticas velas impulsadas por la radiación de microondas sobrante de la gran explosión de la cual surgió el Universo.

3) A UNA FRACCION DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ
Viajaríamos por décadas o siglos. A 90% de la velocidad de la luz
llegaríamos en 3,2 años (5,7 años en la Tierra); a 70% en 5,3 años (6,9 en la Tierra) y a 50% en 8 años (9,1 en la Tierra).

A 90% de la velocidad de la luz, usaríamos solo 11,6 tanques externos de antimateria; 3,1 tanques a 70% y 1,4 tanque a 50% de la velocidad de la luz. En este tipo de cohete, la antimateria (átomos "invertidos", con protones negativos y electrones positivos) se aniquila al contacto con materia normal produciendo un torrente de rayos gama capaz de acelerar la nave a más de 90% de la velocidad de la luz. Es compatible con la ciencia conocida, aunque el precio actual de la antimateria, producida en laboratorios, es de muchos millones de dólares... el microgramo.

En 1960, Robert Bussard propuso otro tipo de cohete, con una aspiradora electromagnética para capturar átomos de hidrógeno presentes en el espacio para combustible; el producto de su fusión nuclear (uniendo los átomos para formar átomos mayores, proceso que libera enormes cantidades de energía), escapando en un chorro controlado, podría acelerar la nave hasta 70% de la velocidad de la luz. Si no se puede construir el gigantesco embudo, se podría llevar todo el combustible a bordo, alcanzándose 30% de la velocidad de la luz.

Otros sistemas usarían fotones (luz) de un gigantesco láser para empujar una vela espacial; la propuesta en 1984 por Robert L. Forward, de 1.000 km de diámetro, alcanzaría 20% de la velocidad de la luz, aunque el láser requeriría la electricidad de más de 570 represas de Itaipú. Todas estas propuestas son compatibles con la ciencia conocida.

Algunos proyectos para alcanzar 10% de la velocidad de la luz ya son compatibles con la tecnología conocida. La nave Daedalus, de 50.000 toneladas, propuesta en 1978 por Alan Bond y colegas de la British Interplanetary Society, usaría microcargas explosivas de fusión nuclear (250 por segundo) para avanzar. Son similares el proyecto Orion de 1965, liderado por Freeman Dyson, y el Longshot, publicado por la Marina de EUA y la NASA en 1988.

Por otro lado, un reactor nuclear podría calentar gas y lanzar un potente chorro; se podría llegar a 1% de la velocidad de la luz, pero solo si está a más 10.000ºC, con lo que el reactor se vaporiza. Sin embargo, es compatible con la ciencia conocida.

Si bien ya sabemos cómo construir una nave tipo Daedalus, podrían pasar dos siglos antes de que la comunidad de ingenieros espaciales dispongan del dinero necesario. Lo que nos recuerda lo dicho por Chris Kraft, ex director del Centro Espacial Johnson de la NASA: "si yo tuviera un cheque en blanco, iría para [la estrella vecina] Alfa Centauri".

4) MUCHO MAS DESPACIO QUE LA VELOCIDAD DE LA LUZ
Es nuestra capacidad actual. Con ella se tarda miles o millones de años para viajar a las estrellas. Un motor de plasma usa electromagnetismo para calentar e impulsar un gas; tiene muy poco empuje, pero usa poco combustible, con lo que se evitan pesados tanques. El cohete de iones es parecido, pero no se calienta el gas, solo se lo empuja con fuerzas electrostáticas (negativo repele negativo, etc.); podría llegar a la estrella más próxima en 8000 años. Esta tecnología ya se probó en la sonda Deep Space One. Un reactor nuclear a temperatura más normal (sólido) puede calentar y empujar un chorro de gases con el doble de eficiencia que los motores químicos del transbordador espacial. Una vela que solo use los fotones del Sol puede ser unas 4 veces más rápida que las sondas actuales. Todas estas tecnologías ya existen.

Se podrían construir naves arcas del tamaño de ciudades, como las propuestas por Gerard O’Neill en 1974, que viajen por el espacio lentamente con toda su población dentro; serían los descendientes los que lleguen a destino. El problema sería el tamaño y la dificultad de mantener todo un ecosistema dentro, sin recursos externos, ni siquiera la luz del Sol. Sería menos complicado mandar solo computadoras, pero deberán durar 80.000 años. A pesar de todo, estos proyectos son compatibles con la ciencia conocida.

Finalmente, está la sonda estilo "botella lanzada al océano con un mensaje dentro": en 1972 y 1974 fueron lanzadas las Pioneer 10 y 11 con unas placas de identificación, contando en lenguaje científico su planeta y año de lanzamiento. En 1977, las Voyager 1 y 2 partieron con discos con imágenes y sonidos de la Tierra. Aunque dentro de poco dejarán de operar, seguirán vagando por el espacio con suficiente impulso para llegar a las estrellas. Estas son las primeras sondas interestelares de la especie humana.

CONCLUSION
Los viajes interestelares de horas o días son una fantasía. Los de años son compatibles con la ciencia conocida. Los viajes interestelares de décadas o siglos ya son compatibles con la tecnología conocida. Los de miles o millones de años ya son una realidad, no tripulados, por el momento. Si bien llegar a las estrellas es sumamente difícil, no es imposible. No será como en las series de televisión, en donde los héroes visitan un sistema estelar diferente cada semana. Será más bien como los grandes viajes de siglos pasados: la tripulación de Magallanes tardó 3 años para dar la vuelta al mundo, la expedición de Darwin duró 5 años, y Marco Polo tardó 25 años para ir y volver entre Venecia y China, a pie. Una nave como la Daedalus llegaría a Alfa Centauri en cuatro décadas. El ser humano puede conseguirlo.

Si bien que la tecnología de la Daedalus aún sería muy lenta, no impediría que algún día los seres humanos colonicen la galaxia entera, como se ve en las películas. Porque como decía Lao-Tzu en el siglo VI a.C., un largo viaje comienza con el primer paso.
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