Cómo recibir las señales de Breakthrough Starshot

En las próximas décadas, Breakthrough Starshot enviará pequeñas sondas a Alfa Centauri, pero, ¿cómo podremos recibir sus señales? ¿Qué sistema es el que se debería usar? Un nuevo estudio detalla cómo podríamos recibir esa información para descubrir cómo es nuestro sistema estelar vecino…

Un sistema para recibir las señales de Breakthrough Starshot

La iniciativa Breakthrough Starshot es una de las más populares de los últimos años. Su objetivo es muy ambicioso, enviar naves diminutas al sistema de Alfa Centauri, viajando al 20% de la velocidad de la luz. De esta forma, el viaje se completaría en apenas 20 años, permitiendo que exploremos otras estrellas en el curso de nuestras vidas. Algo imposible con las naves actuales, que requerirían de miles de años de viaje. Pero, una vez llegados allí, es necesario enviar esa información y poder recibirla en la Tierra. La pregunta es lógica, ¿cómo hacerlo?

Es uno de los muchos retos que tiene que resolver el proyecto, y al que Kevin Parkin, director de sistemas de Starshot, ha intentado dar respuesta en un nuevo estudio. En él, analiza la posibilidad de utilizar un láser para transmitir datos de vuelta a la Tierra. Es, a su parecer, el método más efectivo para poder recibir los datos del sistema estelar más cercano al nuestro. Así, en primer lugar intenta determinar cuál sería la mejor forma de poder enviar esa información desde una nave tan pequeña. Plantea utilizar un transmisor láser, en la vela estelar de la nave.

Ese transmisor enviaría su señal a un telescopio de 30 metros de diámetro, en la Tierra, una vez llegase a Alfa Centauri. El transmisor sería una red de 100 vatios de antenas en fase, que estaría integrado en la propia vela. Las transmisiones se harían en una longitud de onda de 1,02 micrómetros, que llegarían a la Tierra como ondas de 1,25 micrómetros, entrando en la franja entre el infrarrojo cercano y el ultravioleta cercano del espectro electromagnético. Algo que, según explica el investigador tiene muchas ventajas frente a las ondas de radio o microondas.

Pensando en la tecnología futura

Parkin plantea que, en un par de décadas, ya existirán telescopios de 30 metros. En ese mismo tiempo, espera que se hayan producido las suficientes mejoras y desarrollos para permitir que telescopios de varios metros sean capaces de trabajar en red para recibir las señales de la nave. El inconveniente de este sistema de comunicaciones, sin embargo, estará en la naturaleza del haz láser en sí, que será muy estrecho. Es decir, tendrá que apuntar a la Tierra de forma muy precisa, para garantizar que los datos lleguen a nuestro planeta.

La nave, ya en Alfa Centauri, tendrá que ser capaz de determinar la posición del Sol y la Tierra, y apuntar hacia allí para enviar los datos de vuelta. Aunque este problema se puede mitigar enviando múltiples naves. Algo que encaja con la visión de Breakthrough Starshot, que desde un principio planteó este escenario. A lo largo del tiempo, se ha contemplado la idea de enviar toda una flota de naves microscópicas, de apenas unos gramos de peso, que permitan explorar otras estrellas con facilidad. Por lo que habría múltiples transmisores.

Eso debería facilitar la recepción de datos en la Tierra. Además, en caso de enviar una flota de naves, podrían interconectarse y enviar sus datos conjuntamente al planeta. Algo que permitiría reducir la posibilidad de perder datos. En un lanzamiento escalonado, permitiría, además, que las naves que ya se estén alejando de Alfa Centauri sean capaces, de todos modos, de enviar su información a través de las naves que todavía están en pleno viaje. Con esta idea en mente, el propio Parkin sugiere crear un algoritmo que permita el trabajo en equipo de las naves.

Las señales de Breakthrough Starshot serían más fáciles de recibir

Además, esas naves deberían tener cierta capacidad de autonomía, permitiendo que cada una analice una parte diferente del sistema. Algo que permitiría que las naves modifiquen sus trayectorias según se vaya comprendiendo el sistema. Es decir, si una de esas naves identificase, por ejemplo, un planeta (como plantea Parkin como ejemplo), podría indicar esa información a la siguiente nave, para que pueda pasar mucho más cerca y observarlo. Con otras naves de la flota, se podría conseguir el resto de información sobre las propiedades del planeta.

Esto, lógicamente, se puede convertir en un sistema de exploración de otras estrellas. Bastaría enviar una flota de naves que, una vez entren al sistema, sean capaces de analizarlo y observar sus planetas y satélites. La siguiente oleada analizaría sus órbitas. Una tercera oleada de naves estudiaría sus objetos celestes de cerca y analizaría sus superficies. En este sentido, el estudio intenta resolver algunos de los problemas más grandes de la exploración interestelar. La comunicación con una nave, en distancias tan extremas, sería muy complicada.

Cómo recibir los datos de Breakthrough Starshot es uno de los grandes retos. Enviar información a lo largo de 4,24 años-luz no es poca cosa. Además, no hay oportunidad de enviar comandos en tiempo real para pedir que haga otras operaciones. Por lo que todo debe ser automatizado en la medida de lo posible. No hay otra opción, y mucho menos si pensamos en la idea de explorar sistemas que estén todavía más lejos, por mucho que en términos astronómicos, en realidad, estemos explorando los alrededores de nuestro hogar.

¿Cómo convertir esto en realidad?

En el estudio, el investigador también explica qué debe suceder antes de que Breakthrough Starshot se pueda convertir en una realidad y recibir sus señales. En el estudio presenta algunas soluciones para las comunicaciones, pero no se puede obviar que, en realidad, faltan todavía muchos avances e innovaciones para que el proyecto sea viable desde el punto de vista económico. Una nave como la planteada podría tardar un siglo en estar disponible. O surgir en apenas unas décadas, en función de cómo avance la investigación comercial. Tampoco hay matrices de antenas ópticas en fase.

Es algo que podría surgir en las próximas décadas, pero que requerirá mucho trabajo para integrarlas en una nave microscópica. La generación de energía a partir del medio interestelar es algo que tendrá que ser investigado, y que es imperativo para poder enviar información al Sistema Solar. Por delante, Breakthrough Starshot tiene una gigantesca montaña de retos, a cual más complejo. Todavía es pronto para saber cuándo podríamos ver el proyecto en funcionamiento. Pero esa búsqueda, precisamente, podría provocar la llegada de soluciones.

De momento, la realidad es que Breakthrough Starshot es algo muy interesante sobre el papel. En términos prácticos, quedan muchas cosas por desarrollar para que se convierta en una realidad. Pero si todo sale bien, en solo unas décadas, estaremos hablando de la posibilidad de visitar otras estrellas con naves microscópicas. Algo que ayudaría enormemente a entender cómo son las regiones más cercanas a nuestro Sistema Solar. El tiempo dirá si estudios como este indicaban el camino correcto a seguir, o la solución todavía nos espera en algún sitio…

Estudio

El estudio es Kevin Parkin; «A Starshot Communication Downlink». Puede ser consultado en arXiv, en este enlace.

Referencias: Universe Today