Rumbo a Alfa Centauri con Breakthrough Starshot

El 12 de abril de 2016 será recordado como el día en que Stephen Hawking (el famoso cosmólogo británico) y Yuri Milner (un físico y multimillonario emprendedor ruso) anunciaron su iniciativa para llegar a Alfa Centauri (la estrella más cercana al Sol) en menos tiempo del que muchos podrían imaginar…

Más rápido que ninguna otra nave

Alfa Centauri, y el cielo alrededor del sistema estelar. Crédito: ESO/DSS 2

Alfa Centauri, y el cielo alrededor del sistema estelar.
Crédito: ESO/DSS 2

En ocasiones hemos hablado, aquí en Astrobitácora, de posibles métodos de propulsión que podrían emplearse en las naves que se construyan en el futuro. El espacio es inimaginablemente grande, hasta el punto de tener que utilizar un conjunto de medidas específico para poder expresar las distancias de las que hablamos en él. Cuando hablamos del cosmos no hablamos de kilómetros, hablamos de distancias lunares, unidades astronómicas, años-luz o pársecs.

En esta escala, nuestras naves más rápidas, con sus sistemas de propulsión clásicos (es decir, sistemas de propulsión química) son extremadamente lentas si deseamos visitar las estrellas más cercanas. Nuestra nave más rápida tardaría unos 30.000 años en llegar a Alfa Centauri (que está a sólo 4,37 años-luz). Es una escala de tiempo poco práctica para realizar cualquier tipo de investigación científica que pudiésemos proponer hoy. Pero, ¿y si pudiésemos hacer ese viaje en mucho menos tiempo, en, pongamos, sólo 20 años?

Qué es Breakthrough Starshot

Concepto artístico de Breakthrough Starshot: Crédito: Breakthrough Initiatives

Concepto artístico de Breakthrough Starshot:
Crédito: Breakthrough Initiatives

Breakthrough Starshot es el nombre que recibe esa propuesta. Se trataría de un vuelo con instrumentos a Alfa Centauri en las próximas décadas (siempre y cuando la investigación y el desarrollo vayan al ritmo esperado). Milner, el emprendedor ruso, va a dedicar la friolera de 100 millones de dólares para el concepto de la misión. Es una cifra que ridiculiza lo que cualquier otro gobierno, persona o empresa haya dedicado jamás a la investigación interestelar, en un terreno que hasta ahora ha sido, principalmente, mencionado en algunas conferencias de especialistas y que va a pasar a la investigación con un apoyo considerable.

La nave estará formada por un chip del tamaño de una oblea, unido a una vela superfina. Este conjunto será lanzado a bordo de una nave nodriza, y propulsado a las estrellas con la ayuda de un rayo emitido desde una instalación a gran altura aquí en nuestro planeta. De este modo, podría ser acelerada al 20% de la velocidad de la luz. Lo suficientemente rápido para llegar a su destino tan sólo dos décadas después del lanzamiento.

Lo mejor de todo es que hay motivos para el optimismo, para pensar que esto puede convertirse en una realidad en los próximos años y no en un futuro lejano indeterminado. Hay grandes avances que ya podemos utilizar para desarrollar el prototipo. Para una misión interestelar a corto plazo (como ésta), no debería ser sorprendente que el método de propulsión elegido sea un haz de energía dirigido desde la Tierra a una vela acoplada a una nave.

Ya sabemos como funcionan estas velas, hemos experimentado con ellas en el laboratorio, y hasta las hemos lanzado al espacio (IKAROS fue una vela solar, de diseño japonés, lanzada en 2010). Cualquier otro método que podamos proponer o es demasiado lento, como los cohetes de propulsión química que utilizamos en la actualidad, o está lejos de ser una realidad, como la fusión, que todavía no sabemos cómo hacerla ni siquiera en instalaciones gigantescas en la Tierra…

La ventaja de la nanotecnología

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

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

Así que la opción que queda sobre la mesa es el diseño de una vela que pueda llevar consigo una pequeña carga que podamos acelerar a una velocidad lo suficientemente alta como para recorrer grandes distancias en el menor tiempo posible. Para llegar al sistema de Alfa Centauri, la iniciativa Breakthrough Starshot propone que utilicemos los avances de la nanotecnología para reducir el tamaño y peso de la carga que vayamos a enviar a las estrellas. Cada dos años, se duplica el número de transistores que somos capaces de colocar en un microchip; es lo que en tecnología se conoce como Ley de Moore, y es el gran culpable de que puedas estar leyendo un artículo como éste en un dispositivo que cabe en la palma de tu mano.

Gracias a ese principio, la carga que queremos enviar a Alfa Centauri no pesará toneladas. Ni siquiera pesará kilogramos, si no gramos. Esa oblea llevará todo lo que podríamos esperar de una sonda completamente funcional: cámaras, fuentes de energía, equipo de comunicaciones, capacidades de navegación, y propulsores de fotones, todo acompañado por una vela que, a su vez, sería una versión miniaturizada de las velas propuestas por el físico Robert Forward.

El equipo de Milner cree que podría ser suficiente una vela de tan sólo 4 metros (de lado a lado), bastante más pequeña que la que se empleó en la nave japonesa IKAROS, que tenía unas dimensiones de 14 metros de lado a lado. Si están en lo cierto, el peso de la vela se mediría en gramos, y podría tener un grosor de apenas unos cientos de átomos. El principal desafío de una vela así es que no va a estar bajo el haz de propulsión durante mucho tiempo, por lo que será necesario concentrar una gran cantidad de luz sobre ella durante un tiempo muy corto (tan sólo varios minutos).

El desarrollo de la tecnología láser

Concepto artístico de la vela solar japonesa IKAROS. Crédito: Andrzej Mirecki/Wikimedia Commons

Concepto artístico de la vela solar japonesa IKAROS.
Crédito: Andrzej Mirecki/Wikimedia Commons

La tecnología láser es una de las que más se ha beneficiado del aumento de potencia y reducción de coste. Lo complicado, sin embargo, será crear grupos de antenas láser en fase que puedan llegar a entregar 100 gigavatios de energía. Un grupo de antenas en fase utiliza un grupo de emisores (en vez de uno) cuyo patrón de radiación es reforzado en la dirección deseada (en este caso, hacia la dirección en la que se encuentre la nave) por medio del ajuste de la fase de las señales que alimenten a esas antenas.

Milner quiere que la tecnología de haces láser sea escalable y modular, que pueda encajar en una infraestructura más grande. Cree que el StarChip puede ser producido en masa, eventualmente, por lo mismo que cuesta fabricar un iPhone. La misión a Alfa Centauri es, en sí misma, una prueba de concepto que nos podría permitir centrar nuestra atención en muchos otros destinos. Si el coste llega a ser realmente tan bajo como cree, podríamos hacer lanzamientos con sondas redundantes, con StarChips enviados en grandes cantidades, para poder recibir una caracterización completa de cualquier sistema que queramos visitar, y el coste de los haces láser irán descendiendo con cada lanzamiento, a medida que la tecnología madure.

Todas estas ideas son exóticas, pero tienen un halo de familiaridad. De algún modo u otro, todos estos conceptos los hemos visto en funcionamiento o, directamente, los utilizamos en la actualidad. Robert Forward pensaba en gigantescas estaciones de energía, en órbita solar, que serían las responsables de proporcionar la potencia a sus bancos de láseres. Por contra, Milner cree que podemos construir un haz láser en la superficie, con un tamaño mucho más pequeño, y utilizar la tecnología y los procedimientos de los que ya disponemos para poder eliminar el impacto de los efectos atmosféricos.

Un camino lleno de incógnitas

Recreación artística de la Nube de Oort.

Recreación artística de la Nube de Oort, la región más distante del Sistema Solar.

Aunque ya sabemos que lo que se espera es que estas nanonaves sean puestas en órbita y enviadas hacia su destino con el empuje de un láser (que concentrará su energía sobre la nave durante unos 30 minutos) que la lleve a alcanzar el 20% de la velocidad de la luz, generando una fuerza de 60.000g en el proceso, hay algunas cosas que todavía no tienen respuesta. Por ejemplo, cómo lograr que la vela se mantenga dentro del haz de láseres durante la aceleración…

Esa vela es, además, la antena de la nave en el diseño que se ha propuesto, así que tendrá que ser increíblemente precisa (se ha mencionado que tendría un margen de error de un micrón), y también hay que dar respuesta a cómo proteger la nave del polvo interestelar, o qué se hará para iniciar el sistema, una vez en el destino, para poder enviar imágenes y datos de vuelta a la Tierra. De todo este proceso, sin ninguna duda, surgirán soluciones y métodos alternativos fascinantes.

Paso a paso

La sonda Voyager 1. Crédito: NASA

La sonda Voyager 1 es, de momento, la que más distancia ha recorrido desde que fuese lanzada. Si Breakthrough Starshot se convierte en una realidad, no mantendrá ese récord durante mucho tiempo…
Crédito: NASA

Por ahora, Breakthrough Starshot se embarcará en una investigación y fase de ingeniería para centrarse en la construcción de la infraestructura de la misión. La misión en sí va a necesitar un presupuesto que será comparable a los experimentos científicos más grandes que hayamos realizado nunca. Algo que tampoco debería sorprendernos cuando hablamos de que la aspiración es visitar el sistema estelar más cercano en tan sólo unas décadas, cuando hasta hace nada era, literalmente, algo que resultaba, para muchos, más propio de la ciencia ficción.

Es difícil saber si este proyecto llegará a buen puerto en el marco de tiempo que se ha publicado, pero lo que sí sucederá, con toda probabilidad, será la aparición de nuevas tecnologías que serán aplicables a misiones, ya no solo a otras estrellas, si no a nuestro propio sistema solar.

Los 100 millones del proyecto SETI

Esta ilustración es la que utiliza Breakthrough Initiatives para su iniciativa Breakthrough Listen. Crédito: Breakthrough Initiatives

Esta ilustración es la que utiliza Breakthrough Initiatives para su iniciativa Breakthrough Listen.
Crédito: Breakthrough Initiatives

Por último, cabe destacar que ésta no es la primera vez en la que Hawking y Milner trabajan conjuntamente. El año pasado, Hawking presentó Breakthrough Listen, otra iniciativa de Milner, también de 100 millones de dólares, para buscar señales de vida. El proyecto, que fue presentado como la búsqueda de vida extraterrestre más potente presentada hasta la fecha, observará el millón de estrellas más cercanas a la Tierra de la Vía Láctea. Durante sus 10 años de duración, también analizará las 100 galaxias más cercanas en busca de posibles señales de vida inteligente.

Por si fuese poco, Milner también va a dotar de presupuesto al proyecto Breakthrough Message, que recompensará con hasta 1 millón de dólares a las personas que diseñen los mejores mensajes que podamos enviar a cualquier tipo de vida inteligente que pudiera estar escuchándonos. Habrá que prestar mucha atención a lo que suceda en los próximos años con estas iniciativas. No sólo por el atractivo de poder visitar, en un período de tiempo razonable, el sistema estelar más cercano al Sol, si no también porque puede permitir el desarrollo de misiones que nos permitan explorar las regiones más alejadas del Sistema Solar, como el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, e incluso, si es que existe, el Planeta Nueve

Referencias: Space, Centauri-Dreams, Breakthrough Initiatives

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

También te podría gustar...

12 Respuestas

  1. Aborash dice:

    ¿La idea es que se concentre energía del láser en la vela y luego esta salga disparada?

    ¿No va ni a frenar ni a girar? ¿Y si se encuentra con algo en el camino?

    • Esa es la idea sí. La idea es enviar varias, y no, no va ni a frenar ni a girar (igual que New Horizons con Plutón) 🙂
      Es poco probable que se encuentre con algo en el camino… todo en el espacio está muy lejos entre sí.

      • Aborash dice:

        Es como irónico que esté todo como super petado de cosas en el espacio, y a la par que sea improbable que se le pegue contra algo en una distancia/tiempo tan grande.

  2. Antonio dice:

    enviaran 3 o 4 por si algo sale mal supongo

  3. Pep Lluis dice:

    La idea es enviar varios cientos, de las cuales se confia lleguen unas pocas

  4. soniafr91 dice:

    Leyendo esta noticia se me ha ocurrido que a lo mejor los extraterrestres tienen micro naves de esas y ya nos han visitado, pero como son tan pequeñas ni nos hemos enterado. Al final, puede que en un par de siglos podamos ver otros sistemas y veo muy probable que al revés también pase. Siempre nos hemos imaginado a los ovnis como máquinas gigantescas pero la física es la misma para todos.
    De aquí también se podría explicar por qué no recibimos señales, es normal, yo soy extraterrestre y veo una especie como los humanos y ni de coña les mando señales xD

  5. Tomas dice:

    Para que nos hagamos una idea de las distancias y aportar algún dato , a la velocidad de la voyager se tardarían 75000 años a próxima centauri.Son 4,2 años luz que en magnitudes cósmicas es hay al lado.

  1. 20 abril, 2016

    […] unos días se anunciaba el proyecto Breakthrough Starshot, que tiene como objetivo enviar diminutas naves a las estrellas más cercanas al Sol para poder […]

  2. 1 junio, 2016

    […] y hasta que podamos visitar otro mundo con algún tipo de sonda (quizá como la propuesta por Breakthrough Starshot), necesitamos métodos de modelado como los que se han utilizado en este estudio para poder […]

  3. 24 agosto, 2016

    […] sondas de Breakthrough Starshot tendrán un peso de sólo unos pocos gramos y viajarán a la quinta parte de la velocidad de la luz […]

  4. 16 mayo, 2017

    […] Extremadamente Grande será determinante. En un futuro algo más lejano, quizá proyectos como Breakthrough Starshot sean vitales para tener los datos […]

  5. 3 julio, 2017

    […] Por si todo esto no fuera suficiente, es también uno de los investigadores clave en el proyecto Breakthrough Starshot. Ese ambicioso proyecto que, en sólo unas décadas tiene como objetivo enviar una pequeña nave […]

¡Comenta este artículo!

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

A %d blogueros les gusta esto: