Viaje interestelar ¿fantasía o realidad?

Viaje interestelar. Fantasía recurrente de cada niño que hay en nosotros. Producto estrella de las series de ciencia ficción. Ir a donde nadie ha ido antes de una manera realmente fantástica. A medida que avanzamos cada vez más con nuestros cohetes y sondas espaciales, surge la pregunta: ¿podríamos llegar a colonizar las estrellas? O, antes que eso, ¿podemos al menos enviar sondas espaciales a planetas extraterrestres para que nos cuenten lo que ven?

La verdad es que el viaje y la exploración interestelar son técnicamente posibles. No hay una ley de física que lo impida directamente. Pero eso no significa que sea fácil y, de hecho, tampoco que podamos lograrlo algún día, y mucho menos en este siglo. El viaje interestelar es un verdadero quebradero de cabeza.

Ilustración por Yuri_B

Viajando más allá

Si es lo suficientemente paciente, entonces ya hemos alcanzado el estado de exploración interestelar. Tenemos varias naves espaciales en trayectoria de escape, lo que significa que están abandonando el sistema solar y nunca más regresarán. Las misiones pioneras de la NASA, las misiones Voyager y, más recientemente, la New Horizons han comenzado sus largos viajes hacia el exterior. Las Voyager se consideran ya fuera del sistema solar, definido como la región donde el viento solar da paso a partículas y polvo de fondo galáctico general.

Genial; Tenemos sondas espaciales interestelares actualmente en marcha. El problema es que no van demasiado rápido. Cada uno de estos intrépidos exploradores interestelares viaja a decenas de miles de kilómetros por hora, lo que suena bastante rápido. Pero no se dirigen a ninguna estrella en particular, porque fueron diseñadas para explorar planetas dentro del sistema solar. Y es más, si alguna de estas naves espaciales se dirigiera a nuestro vecino más cercano, Proxima Centauri, a solo 4 años luz de distancia, lo alcanzaría en unos 80,000 años.

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Suena bastante improbable que la NASA tenga presupuesto para proyectos tan longevos. Además, cuando estas sondas lleguen hasta un punto medianamente interesante, sus baterías nucleares se habrán agotado hace tiempo, y solo serán trozos de metal inútiles que se precipitarán en el vacío. Esto podría considerarse algo parecido al éxito, pero seguramente tampoco es lo que imaginaba que sería un viaje interestelar.

Una carrera a toda velocidad

Para que el vuelo interestelar sea más razonable, una sonda tiene que ir muy rápido. Al menos una décima parte de la velocidad de la luz. A esa velocidad, la nave espacial podría llegar a Proxima Centauri en un puñado de décadas y enviar fotos unos años más tarde, dentro de una vida humana. ¿Es realmente tan irracional pedir que la misma persona que comienza la misión la termine?

Ir a esa velocidad requiere una gran cantidad de energía. Una opción es llevar esa energía a bordo de la nave espacial como combustible. Pero en ese caso, el combustible adicional agrega masa, lo que hace que sea aún más difícil impulsar la nave tan rápido. Hay diseños y bocetos para naves espaciales de propulsión nuclear que intentan lograr exactamente esto, pero a menos que queramos comenzar a construir miles y miles de bombas nucleares solo para ponerlas dentro de un cohete, hay que proponer otras ideas.

Quizás una de las ideas más prometedoras es mantener fija la fuente de energía de la nave espacial y, de alguna manera, transportar esa energía a la nave espacial a medida que viaja. Una forma de hacerlo es con láser. La radiación es buena transportando energía de un lugar a otro, especialmente en las vastas distancias del espacio. La nave espacial puede captar esa energía y propulsarse hacia adelante.

Esa es la idea básica tras del proyecto Breakthrough Starshot, que tiene como objetivo diseñar una nave espacial capaz de llegar a las estrellas más cercanas en cuestión de décadas. En el esquema más simple de este proyecto, un láser gigante del orden de 100 gigavatios pone una nave espacial en órbita alrededor de la Tierra. Esa nave espacial tiene una gran vela solar que es increíblemente reflectante. El láser rebota en esa vela, dando impulso a la nave espacial. La cuestión es que un láser de 100 gigavatios solo tiene la fuerza de una mochila pesada. No leyó mal. Si tuviéramos que disparar este láser a la nave espacial durante unos 10 minutos, para alcanzar una décima parte de la velocidad de la luz, la nave espacial no puede pesar más de un gramo.

Eso es lo que pesa un clip de oficina.

Una nave espacial para hormigas

Aquí es donde el caucho se encuentra con el camino interestelar cuando se trata de hacer que la nave espacial viaje a las velocidades requeridas. El láser en sí, a 100 gigavatios, es muchas veces más poderoso que cualquier láser que hayamos diseñado. Para darle una idea de la escala, 100 gigavatios es la capacidad total de combinar todas las centrales nucleares de Europa o Estados Unidos.

Y la nave espacial, que debe tener una masa no mayor que un clip de oficina, debe incluir una cámara, un ordenador, una fuente de alimentación, circuitos, una carcasa, una antena para comunicarse de regreso a casa y toda la vela en sí.  

Esa vela ligera debe ser casi perfectamente reflectante. Si absorbe incluso una pequeña fracción de esa radiación láser entrante, convertirá esa energía en calor en lugar de en impulso. Con 100 gigavatios, eso significa fusión directa, lo que por lo general se considera malo para las naves espaciales. 

Vela ligera del Proyecto Breakthrough Starshot

Una vez acelerada a una décima parte de la velocidad de la luz, comienza el verdadero viaje. Durante 40 años, esta pequeña nave espacial tendrá que soportar las dificultades del espacio interestelar. Se verá afectada por granos de polvo a enorme velocidad. Y aunque el polvo es muy pequeño, a esa velocidad las motas pueden hacer un daño increíble. Los rayos cósmicos, que son partículas de alta energía emitidas por todo, desde el sol hasta una supernova lejana, pueden meterse entre los delicados circuitos internos. La nave espacial será bombardeada por estos rayos cósmicos sin parar tan pronto como comience el viaje interestelar.

Entonces ¿Es posible el proyecto Breakthrough Starshot? En principio sí. Como dijimos anteriormente, no existe una ley de física que impida que se convierta en realidad. Pero eso no lo hace fácil o incluso probable o plausible o incluso factible con nuestros niveles tecnológicos actuales (o proyecciones razonables en el futuro cercano de nuestra tecnología). ¿Realmente podemos hacer una nave espacial tan pequeña y ligera? ¿Realmente podemos hacer que un láser sea tan poderoso? ¿Puede una misión como esta sobrevivir a los desafíos del espacio profundo?

La respuesta no es sí o no. La verdadera pregunta es esta: ¿estamos dispuestos a gastar el suficiente dinero como para averiguar si es posible?