Es posible que recuerdes que, hace sólo unos meses, hablamos de Breakthrough Starshot, un ambicioso proyecto que tiene como objetivo enviar una sonda a Alfa Centauri en sólo 20 años. Ahora comenzamos a tener las primeras informaciones sobre qué podemos esperar de esta aventura.

Cuando viajar demasiado rápido es un problema

Concepto artístico de Breakthrough Starshot: Crédito: Breakthrough Initiatives
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Concepto artístico de Breakthrough Starshot:
Crédito: Breakthrough Initiatives

La idea del proyecto es enviar una sonda (en realidad, más de una, pero para el contenido de este artículo es suficiente recordar eso) que viaje a una quinta parte de la velocidad de la luz (es decir, a unos 60.000 km/s). Cuando te desplazas tan rápido, incluso la colisión más pequeña puede ser devastadora. Ahora sabemos exactamente cuánto. Un equipo que está trabajando en el proyecto para alcanzar otras estrellas ha calculado el daño que podría provocar golpear una pequeña mota de polvo estelar.

Las sondas de Breakthrough Starshot tendrán un peso de sólo unos pocos gramos y viajarán a la quinta parte de la velocidad de la luz con la ayuda del impulso generado por láseres ubicados en la Tierra. El objetivo es alcanzar el sistema estelar de Alfa Centauri (la estrella más cercana al Sol, a poco más de 4 años-luz de distancia) en una misión que será lanzada en unos 20 años y que, con un poco de suerte, enviará imágenes de vuelta a la Tierra de cualquier planeta que pudiese haber por allí.

Cuando el multimillonario Yuri Milner anunció el proyecto, dijo que un equipo de consejeros científicos había identificado alrededor de una veintena de retos y dificultades que tienen que ser analizadas y resueltas para que la misión sea exitosa. Invirtió 100 millones de dólares en la investigación, aunque la misión seguramente tendrá un coste, dentro de varias décadas, de varios miles de millones de dólares.

Ahora, Avi Loeb, en la Universidad de Harvard, que lidera el equipo científico de Milner, ha completado el primero de esos estudios, repasando los efectos que podrían tener las colisiones con el medio interestelar de polvo y gas. El análisis ha sido muy exhaustivo, teniendo en cuenta todos los factores importantes y los resultados parecen bastante prometedores.

Un golpe pequeño con una energía descomunal

Una ilustración muestra la nanonave de Breakthrough Starshot, desvelada en una rueda de prensa el 12 de abril de 2016. Crédito: Breakthrough Prize Foundation
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Una ilustración muestra la nanonave de Breakthrough Starshot, desvelada en una rueda de prensa el 12 de abril de 2016.
Crédito: Breakthrough Prize Foundation

Normalmente, una mota de polvo rebotaría contra la nave sin la más mínima consecuencia, aunque algunos micrometeroides más grandes pueden ser problemáticos tanto para los telescopios espaciales como para la propia Estación Espacial Internacional. En el caso de Breakthrough Starshot, se quiere enviar sondas a la quinta parte de la velocidad de la luz, lo que implica que la energía cinética liberada incluso por una pequeña partícula será enorme.

Las sondas son, en esencia, circuitos integrados con un tamaño minúsculo, que estarán hechas principalmente de grafito y cuarzo, así que el estudio se ha centrado en los efectos de los impactos en esos materiales. Descubrieron que el polvo interestelar golpeará a las sondas como un conjunto de átomos pesados en lugar de como una partícula única, por lo que bombardearán su superficie, calentándola y creando cráteres.

El polvo es mucho más dañino que el gas, que consiste de elementos más ligeros que no tienen tanta energía. Una colisión con un único grano que tenga un tamaño superior a una centésima de milímetro sería suficiente para destruir la sonda, pero las observaciones astronómicas sugieren que la mayor parte de los granos que podemos encontrar en el medio interestelar tienen un tamaño inferior. Dependiendo de la configuración de la sonda, hasta el 30 por ciento de su volumen podría ser erosionado por los encuentros con las partículas del medio interestelar hasta que alcance su destino.

Los choques frontales

En esta imagen, Alfa Centauri es la estrella azul que aparece justo encima de esa antena que puedes ver en la derecha de la imagen. Crédito: Y. Beletsky/ESO
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En esta imagen, Alfa Centauri es la estrella azul que aparece justo encima de esa antena que puedes ver en la derecha de la imagen.
Crédito: Y. Beletsky/ESO

Las sondas están diseñadas para ser largas y muy finas, reduciendo las posibilidades de una colisión frontal, y tendrán un peso de alrededor de un gramo en el que se albergarán todos los componentes electrónicos necesarios para estudiar Alfa Centauri y comunicarse con la Tierra. La sugerencia del equipo liderado por Loeb es añadir unos milímetros de corteza de grafito al frontal de la nave para que actúe como escudo, diseñado para ser erosionado y mantener todos los sistemas electrónicos a salvo.

La sonda no es lo único que hay que tener en cuenta. En la primera fase de la misión, las sondas estarán equipadas con una vela ligera, una superficie diseñada para atrapas los potentes impulsos de los láseres de la Tierra y acelerar hasta alcanzar esa fracción de la velocidad de la luz. Esa vela tendrá que ser doblada y recogida el resto del viaje, pero las protecciones añadirán peso a la nave, por lo que será necesario algo más de energía para lanzarlas.

A estas velocidades tan elevadas, la erosión de las superficies solidas es un problema serio. Es posible que las sondas no sean capaces de completar el viaje, pero incluso si fuese así, ese fracaso (o éxito, que sería lo deseable) nos permitirá comprender mejor el medio interestelar. Ese conocimiento nos servirá para poder diseñar mejores naves, tanto para movernos por el Sistema Solar como rumbo a otras estrellas.

Son estudios como éste los que ayudarán a que Breakthrough Starshot pase de ser un proyecto que ahora mismo parece más propio del mundo de la ciencia ficción a ser un proyecto realista. Así que, sin duda alguna, leeremos muchas cosas sobre este ambicioso proyecto durante los próximos años. Esperemos que la mayor parte de esas noticias sean positivas. El estudio del equipo puede ser consultado en arXiv.

Referencias: New Scientist