En el estado actual de la ciencia, solo una tripulación que tendrá descendencia durante un vuelo espacial durante varios cientos de años tiene la oportunidad de llegar a su destino.
En 1995, los astrofísicos Michel Mayor y Didier Quelozm descubrieron el primer exoplaneta, 51 Pegasi b (51 Pegasi b), orbitando una estrella distinta a nuestro Sol. Este descubrimiento del mundo alienígena marcó el comienzo de la búsqueda de mundos habitables.
23 años después, el número de exoplanetas existentes supera los 3700. La probabilidad de encontrar un mundo como el nuestro se acerca.
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Nombramiento de Proxima b
El reciente descubrimiento de Proxima Centauri b, el exoplaneta más cercano que orbita la estrella más cercana a nuestro Sol, brinda a los habitantes del planeta Tierra otra oportunidad interesante.
Es muy probable que este cuerpo celeste tenga una superficie rocosa y una masa cercana a la de nuestro planeta y sea de gran interés, ya que su temperatura de equilibrio sugiere que el agua en su superficie puede estar en forma líquida.
Situado a 40.000 billones de kilómetros de la Tierra, Proxima b es un destino ideal. En teoría, es posible un viaje interestelar corto con un objetivo de reconocimiento y la posibilidad de colonización: así podríamos asentar personas en otro planeta.
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Pero incluso si el cohete pudiera alcanzar una velocidad igual al uno por ciento de la velocidad de la luz, que es mucho más rápida que la de una nave espacial tripulada moderna, el vuelo a Proxima b duraría más de 423 años.
Barcos autónomos gigantes
Con estos datos iniciales, una vida humana no es suficiente para llegar a un exoplaneta. Los investigadores deben encontrar una solución para la tripulación para que puedan sobrevivir durante cientos de años en el espacio profundo.
Puede, por ejemplo, congelar cuerpos. A pesar de los avances en esta área, las tecnologías criogénicas aún no han alcanzado el nivel deseado: cuando las células se congelan, se forman cristales de hielo en sus paredes (vitrificación), lo que provocará la destrucción del cuerpo después del recalentamiento.
¿Hibernación? Aún no se han explorado todas las opciones para despertar del sueño, en las que las funciones fisiológicas de los tripulantes se ralentizan antes de que el barco llegue a su destino.
Otra hipótesis es una maternidad volante, en la que los embriones humanos, bajo la supervisión de robots, se desarrollan silenciosamente hasta llegar a su destino. El principal problema es la falta de padres humanos para criar hijos. Además, nunca ha habido una población completamente nacida in vitro y, en estas condiciones, puede que no sea deseable que la misión se base en este método.
La mejor opción podría ser utilizar naves autónomas gigantes que viajarán en el espacio mientras sus poblaciones estén activas. La gente vivirá y morirá a bordo hasta que llegue a su destino.
Varios conceptos de diseño para tales naves se presentaron en Islands in the Sky: Daring Ideas for Colonizing Space en 1996, pero sus cálculos matemáticos y estadísticos ya no se ajustan a nuestra tecnología actual.
Tripulación de 150 a 44.000 personas
El antropólogo estadounidense John Moore fue el primero en utilizar la herramienta etnográfica Ethnopop para cuantificar el número mínimo de personas para un vuelo multigeneracional.
Ethnopop simula las situaciones maritales y demográficas de los pequeños colonos y utiliza módulos externos para crear epidemias y desastres episódicos. Pero estos módulos nunca se han aplicado en el contexto de los vuelos espaciales, ya que este programa fue desarrollado para calcular y analizar las migraciones históricas de los primeros grupos de personas.
Considerando que en los viajes espaciales los procesos de inmigración y emigración son imposibles, Moore concluyó que para una misión de 200 años, la tripulación inicial debería incluir entre 150 y 180 personas.
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En su opinión, la tripulación debe estar compuesta por jóvenes y producir descendencia lo más tarde posible para retrasar la aparición de la primera generación el mayor tiempo posible. Estas condiciones ayudarán a evitar la superpoblación y una alta proporción de consanguinidad.
Los cálculos más recientes del antropólogo Cameron Smith prevén un aumento en el tamaño de la tripulación. Según él, la tripulación inicial debería estar entre 14.000 y 44.000 personas. Esta es la cifra óptima para garantizar una transmisión saludable del patrimonio genético humano.
Según su investigación, la tripulación de 150 personas siempre estará al borde de la extinción en caso de un desastre mayor. Smith recomienda tener más muestras genéticas iniciales a bordo, y esto requiere una gran tripulación.
Este aumento significativo en el número de personas a bordo se debe a las hipótesis básicas del científico, quien calculó el número de colonos que llegan a su destino mediante un simple enfoque estadístico.
Parece que existen dificultades para estimar el número óptimo de personal inicial, y esto sin tener en cuenta los efectos psicológicos que pueden tener un impacto en la tripulación al separarse para siempre de la Tierra.
Proyecto patrimonial
Por eso creé Heritage Project en 2017, una nueva herramienta de modelado estadístico como Monte Carlo. En el proyecto participan la física Camille Beluffi, el astrofísico Rhys Taylor y el ingeniero de investigación y desarrollo Loïc Grau para proporcionar simulaciones realistas de la exploración espacial futura.
Nuestro proyecto es multidisciplinar: en él participan físicos, astrónomos, antropólogos, ingenieros aeronáuticos, sociólogos y médicos.
Legacy es el primer programa totalmente dedicado a calcular la evolución probabilística de la tripulación a bordo de una nave interestelar. Debe, entre otras cosas, determinar si un grupo de personas de este tamaño puede proporcionar vida durante varias generaciones sin ningún suministro artificial de material genético adicional.
Ya ha quedado claro que determinar el número mínimo de tripulantes es un paso importante en la preparación de cualquier misión que involucre la participación de varias generaciones, involucrará no solo los recursos y el presupuesto necesarios para tal empresa, sino que también tendrá consecuencias sociológicas, éticas, sociales y políticas. Todos estos elementos son necesarios para estudiar la creación de una colonia autosuficiente para que los humanos puedan establecerse en otros planetas.
Los primeros resultados de nuestra colaboración se publicaron en el Journal of the British Interplanetary Society, y otro artículo en la prensa regular. Una presentación pública de nuestra investigación tuvo lugar en Estrasburgo como parte del Simposio de Transmisión, durante el cual demostramos que los datos de la tripulación proporcionados por Moore y Smith no son viables en viajes muy largos.
Ahora se trata de definir los principios y reglas de vida necesarios para que la tripulación con el mínimo número de personas posible asegure la viabilidad de la misión y sea resiliente ante desastres y enfermedades graves.
Por el momento, se está desarrollando un programa que puede predecir las necesidades nutricionales de la tripulación y determinar el espacio requerido para la agricultura espacial dentro de la propia nave. Por el momento, los invernaderos hidropónicos son la mejor solución. Nuestros cálculos pronto establecerán los requisitos mínimos de tamaño de la embarcación.
Los primeros trabajos en profundidad sobre exploración espacial apenas comienzan a aparecer. El tema es todavía muy amplio y muchos factores humanos, espaciales, culturales, psicológicos y sociales deben incorporarse en un programa informático. El trabajo minucioso es fundamental si queremos que las personas puedan llegar a nuevos mundos.
Frédéric Marin
