Ahora los viajes interestelares y la colonización parecen muy poco probables. Las leyes básicas de la física simplemente evitan que esto suceda, y muchas personas ni siquiera piensan que sea imposible.
Otros están buscando formas de romper las leyes de la física (o al menos encontrar una solución alternativa) que nos permita viajar a estrellas distantes y explorar nuevos mundos valientes.
Alcubierre Warp Drive
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Todo lo que se llame "impulsión warp" se refiere a Star Trek en lugar de a la NASA. La idea detrás del impulso warp de Alcubierre es que podría ser una posible solución (o al menos el comienzo de una búsqueda) para superar las limitaciones del universo que impone a los viajes más rápidos que la velocidad de la luz.
Los conceptos básicos de esta idea son bastante simples, y la NASA usa un ejemplo de cinta de correr para explicarlo. Aunque una persona puede moverse a una velocidad finita en una cinta de correr, la velocidad combinada de la persona y la cinta de correr significa que el final estará más cerca de lo que hubiera estado si viajara en una cinta de correr normal.
La cinta de correr es solo un impulso warp que se mueve a través del espacio-tiempo en una especie de burbuja de expansión. Delante de la unidad warp, el espacio-tiempo está comprimido. Se expande detrás de él. En teoría, esto permite que el motor mueva a los pasajeros más rápido que la velocidad de la luz.
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Se cree que uno de los principios clave asociados con la expansión del espacio-tiempo permitió que el universo se expandiera rápidamente momentos después del Big Bang. En teoría, la idea debería ser factible.
Más difícil será la creación de la propia unidad warp, que requerirá una enorme bolsa de energía negativa alrededor de la nave. No está claro si esto es posible en principio. Nadie sabe. Además, la manipulación del espacio-tiempo conduce a preguntas aún más complicadas sobre el viaje en el tiempo, alimentar el dispositivo con energía negativa y cómo encenderlo y apagarlo.
La idea principal vino del físico Miguel Alcubierre, quien también explicó las posibilidades del impulso warp como moverse a lo largo de las ondas del espacio-tiempo en lugar de tomar el camino más largo. Técnicamente, la idea no viola las leyes de viajar más rápido que la velocidad de la luz, e incluso su justificación matemática habla a favor de su posible implementación.
Internet interestelar
Es terrible cuando no hay Internet en la Tierra y no puede cargar Google Maps en su teléfono inteligente. Durante un viaje interestelar, será aún peor sin él. Ir al espacio es solo el primer paso, los científicos ya están empezando a pensar en qué hacer cuando nuestras sondas tripuladas y no tripuladas necesitan enviar mensajes a la Tierra.
En 2008, la NASA realizó las primeras pruebas exitosas de una versión interestelar de Internet. El proyecto se lanzó en 1998 como parte de una asociación entre el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y Google. Diez años más tarde, los socios adquirieron el sistema DTN (Disruption-Tolerant Networking), que permite enviar imágenes a una nave espacial a 30 millones de kilómetros de distancia.
La tecnología debe ser capaz de hacer frente a largas demoras e interrupciones en las transmisiones, de modo que pueda continuar transmitiendo incluso si la señal se interrumpe durante 20 minutos. Puede atravesar, entre oa través de todo, desde erupciones solares y tormentas solares hasta molestos planetas que pueden obstaculizar la transmisión de datos sin perder información.
Según Vint Cerf, uno de los fundadores de nuestra Internet terrestre y pionero de la interestelar, el sistema DTN supera todos los problemas que aquejan al protocolo tradicional TCIP / IP cuando necesita trabajar a grandes distancias, a escala cósmica. Con TCIP / IP, una búsqueda de Google en Marte tardará tanto que los resultados cambiarán mientras se procesa la solicitud y la salida se perderá parcialmente. Con DTN, los ingenieros han agregado algo completamente nuevo: la capacidad de asignar diferentes nombres de dominio a diferentes planetas y elegir en qué planeta desea buscar en Internet.
¿Qué hay de viajar a planetas con los que aún no estamos familiarizados? Scientific American sugiere que puede haber una manera, aunque muy costosa y que requiera mucho tiempo, de llevar Internet a Alpha Centauri. Al lanzar una serie de sondas von Neumann autorreplicantes, se puede crear una larga serie de estaciones repetidoras que pueden enviar información a lo largo de la cadena interestelar.
La señal nacida en nuestro sistema pasará por las sondas y llegará a Alpha Centauri, y viceversa. Es cierto que se necesitarán muchas sondas, cuya construcción y lanzamiento tomará miles de millones.
Y en general, dado que la sonda más distante tendrá que superar su camino durante miles de años, se puede suponer que durante este tiempo no solo cambiarán las tecnologías, sino también el costo total del evento. No nos apresuremos.
Colonización embrionaria del espacio
Uno de los mayores problemas con los viajes interestelares, y la colonización en general, es la cantidad de tiempo que se tarda en llegar a cualquier lugar, incluso con algunos impulsos warp bajo la manga.
La misma tarea de llevar a un grupo de colonos a su destino crea muchos problemas, por lo que surgen propuestas para enviar no un grupo de colonos con una tripulación completamente tripulada, sino un barco lleno de embriones, las semillas de la humanidad futura.
Una vez que el barco alcanza la distancia deseada hasta su destino, los embriones congelados comienzan a crecer. Luego dejan a los niños que crecen en un barco, y cuando finalmente llegan a su destino, tienen todas las habilidades para concebir una nueva civilización.
Evidentemente, todo esto, a su vez, plantea un montón de interrogantes, como quién y cómo llevará a cabo el crecimiento de los embriones. Los robots podrían criar humanos, pero ¿qué tipo de humanos criarán los robots? ¿Podrán los robots comprender lo que un niño necesita para crecer y prosperar? ¿Serán capaces de comprender los castigos y las recompensas, las emociones humanas?
De todos modos, queda por ver cómo mantener intactos los embriones congelados durante cientos de años y cómo cultivarlos en un entorno artificial.
Una solución propuesta que podría resolver los problemas de una niñera robot podría ser una combinación de un barco con embriones y un barco con animación suspendida, en el que los adultos duermen, listos para despertar cuando tengan que criar niños.
Una serie de años de crianza de los hijos junto con el regreso a la hibernación podrían, en teoría, conducir a una población estable. Un lote de embriones cuidadosamente elaborado puede proporcionar la diversidad genética que mantendrá a la población más o menos estable una vez que se establezca una colonia.
También se puede incluir un lote adicional en el barco con embriones, lo que diversificará aún más el fondo genético en el futuro.
Sondas Von Neumann
Todo lo que construimos y enviamos al espacio inevitablemente enfrenta sus propios problemas, y parece una tarea absolutamente imposible hacer algo que viaje millones de kilómetros y no se queme, se desmorone o se desvanezca. Sin embargo, es posible que la solución a este problema se haya encontrado hace décadas.
En la década de 1940, el físico John von Neumann propuso una tecnología mecánica que sería reproducida, y aunque su idea no tenía nada que ver con los viajes interestelares, inevitablemente todo llegó a eso.
Como resultado, las sondas de von Neumann podrían usarse, en teoría, para explorar vastos territorios interestelares. Según algunos investigadores, la idea de que todo esto nos vino primero a la mente no solo es pomposa, sino también poco probable.
Científicos de la Universidad de Edimburgo publicaron un artículo en el International Journal of Astrobiology, en el que investigaron no solo la posibilidad de crear una tecnología de este tipo para sus propias necesidades, sino también la probabilidad de que alguien ya lo hubiera hecho. Con base en cálculos anteriores que mostraban hasta dónde puede llegar un aparato usando diferentes modos de movimiento, los científicos estudiaron cómo cambiaría esta ecuación cuando se aplicara a vehículos y sondas autorreplicantes.
Los cálculos de los científicos se basaron en sondas autorreplicantes que podrían usar escombros y otros materiales espaciales para construir sondas menores. Las sondas padre e hijo se multiplicarían tan rápidamente que cubrirían toda la galaxia en solo 10 millones de años, siempre que se movieran al 10% de la velocidad de la luz.
Sin embargo, esto significaría que en algún momento deberíamos haber sido visitados por algunas de esas sondas. Como no los hemos visto, podemos encontrar una explicación conveniente: o no estamos lo suficientemente avanzados tecnológicamente para saber dónde buscar, o estamos realmente solos en la galaxia.
Tirachinas con un agujero negro
La idea de usar la gravedad de un planeta o luna para un disparo, como desde una honda, se puso en servicio en nuestro sistema solar más de una o dos veces, principalmente por la Voyager 2, que recibió un empujón adicional primero de Saturno y luego de Urano en su camino fuera del sistema. …
La idea consiste en maniobrar la nave, lo que le permitirá aumentar (o disminuir) su velocidad a medida que avanza por el campo gravitacional del planeta. A los escritores de ciencia ficción les gusta especialmente esta idea.
El escritor Kip Thorne presentó una idea: tal maniobra podría ayudar al dispositivo a resolver uno de los mayores problemas de los viajes interestelares: el consumo de combustible. Y sugirió una maniobra más arriesgada: la aceleración con agujeros negros binarios. Se necesitará un minuto para quemar combustible para pasar la órbita crítica de un agujero negro a otro.
Después de hacer varias revoluciones alrededor de los agujeros negros, el dispositivo adquirirá una velocidad cercana a la de la luz. Todo lo que queda es apuntar bien y activar el empuje del cohete para trazar un rumbo hacia las estrellas.
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¿Improbable? Si. ¿Asombroso? Seguro. Thorne enfatiza que hay muchos problemas con tal idea, por ejemplo, cálculos precisos de trayectorias y tiempo, que no permitirán enviar el aparato directamente al planeta, estrella u otro cuerpo más cercano. También hay preguntas sobre el regreso a casa, pero si se decide por tal maniobra, definitivamente no planea regresar.
Ya se ha formado un precedente para tal idea. En 2000, los astrónomos descubrieron 13 supernovas volando por la galaxia a una increíble velocidad de 9 millones de kilómetros por hora. Científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champagne han descubierto que estas estrellas rebeldes fueron expulsadas de la galaxia por un par de agujeros negros, que terminaron encerrados en un par en el proceso de destrucción y fusión de dos galaxias separadas.
Lanzador de semillas estelares
Cuando se trata de lanzar sondas incluso autorreplicantes, existe un problema con el consumo de combustible.
Esto no impide que la gente busque nuevas ideas sobre cómo lanzar sondas a distancias interestelares. Este proceso requeriría megatones de energía si utilizáramos la tecnología que tenemos hoy.
Forrest Bishop, del Instituto de Ingeniería Atómica, dijo que había creado un método para lanzar sondas interestelares que requerirían una cantidad de energía aproximadamente equivalente a la de una batería de automóvil.
El lanzador de semillas estelares teórico tendrá aproximadamente 1.000 kilómetros de longitud y consistirá principalmente de alambre y alambre. A pesar de su longitud, todo esto podría caber en un buque de carga y cargarse con una batería de 10 voltios.
Parte del plan incluye el lanzamiento de sondas, que son un poco más grandes que un microgramo de masa y contienen solo la información básica necesaria para la construcción adicional de sondas en el espacio. Se pueden lanzar miles de millones de estas sondas en una serie de lanzamientos.
El punto principal del plan es que las sondas autorreplicantes podrán unirse entre sí después del lanzamiento. El propio lanzador estará equipado con bobinas de levitación magnética superconductoras que crean una fuerza inversa que proporciona empuje.
Bishop dice que algunos detalles del plan necesitan trabajo, como contrarrestar la radiación interestelar y los escombros con sondas, pero en general, la construcción puede comenzar.
Plantas especiales para la vida espacial
Una vez que llegamos a algún lugar, necesitamos formas de cultivar alimentos y regenerar oxígeno. Al físico Freeman Dyson se le ocurrieron algunas ideas interesantes sobre cómo se podría hacer esto.
En 1972, Dyson dio su famosa conferencia en Birkbeck College, Londres. Al mismo tiempo, sugirió que con la ayuda de alguna manipulación genética, sería posible crear árboles que no solo puedan crecer, sino que también prosperen en una superficie inhóspita, por ejemplo, los cometas.
Reprograme el árbol para que refleje la luz ultravioleta y conserve el agua de manera más eficiente, y el árbol no solo echará raíces y crecerá, sino que crecerá a tamaños impensables para los estándares de la tierra. En una entrevista, Dyson sugirió que en el futuro pueden aparecer árboles negros, tanto en el espacio como en la Tierra.
Los árboles a base de silicio serían más eficientes y la eficiencia es la clave para la supervivencia a largo plazo. Dyson enfatiza que este proceso no será minucioso; tal vez en doscientos años finalmente descubramos cómo hacer que los árboles crezcan en el espacio.
La idea de Dyson no es tan absurda. El Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA es un departamento completo dedicado a resolver los problemas del futuro, incluida la tarea de cultivar plantas estables en la superficie de Marte. Incluso las plantas de invernadero en Marte crecerán en condiciones extremas, y los científicos están buscando opciones para unir plantas con extremófilos, pequeños organismos microscópicos que sobreviven en algunas de las condiciones más brutales de la Tierra.
Desde los tomates alpinos, que tienen una resistencia incorporada a la luz ultravioleta, hasta las bacterias que sobreviven en los rincones más fríos, calientes y profundos del mundo, un día podríamos reconstruir un jardín marciano. Todo lo que queda es descubrir cómo juntar todos estos ladrillos.
Utilización de recursos locales
Vivir del suelo puede ser una tendencia novedosa en la Tierra, pero cuando se trata de misiones mensuales en el espacio, se vuelve necesario. La NASA está investigando actualmente, entre otras cosas, la utilización de recursos locales (ISRU).
No hay mucho espacio en la nave espacial, y los sistemas de construcción para usar materiales que se encuentran en el espacio y en otros planetas serán necesarios para cualquier colonización o viaje a largo plazo, especialmente cuando el destino se convierte en un lugar donde será muy difícil conseguir suministros, combustible, alimentos. etc.
Los primeros intentos de demostrar las posibilidades de utilizar los recursos locales se realizaron en las laderas de los volcanes hawaianos y durante las misiones polares. La lista de tareas incluye elementos como la extracción de componentes de combustible de cenizas y otros terrenos naturalmente accesibles.
En agosto de 2014, la NASA hizo un poderoso anuncio al revelar nuevos juguetes que viajarán a Marte con el próximo rover, que se lanzará en 2020. Entre las herramientas del arsenal del nuevo rover se encuentra MOXIE, un experimento sobre la utilización local de recursos en forma de oxígeno marciano.
MOXIE recogerá la atmósfera irrespirable de Marte (96% de dióxido de carbono) y la dividirá en oxígeno y monóxido de carbono. El dispositivo podrá producir 22 gramos de oxígeno por cada hora de funcionamiento.
La NASA también espera que MOXIE pueda demostrar algo más: un rendimiento constante sin comprometer la productividad o la eficiencia. MOXIE no solo podría ser un paso importante hacia misiones extraterrestres a largo plazo, sino que también podría allanar el camino para muchos convertidores potenciales de gases nocivos en gases útiles.
2 traje
La reproducción en el espacio puede volverse problemática en muchos niveles diferentes, especialmente en entornos de microgravedad. En 2009, los experimentos japoneses con embriones de ratón mostraron que incluso cuando la fertilización ocurre bajo una gravedad distinta de cero, los embriones que se desarrollan fuera de la gravedad habitual de la Tierra (o su equivalente) no se desarrollan normalmente.
Los problemas surgen cuando las células tienen que dividirse y realizar acciones especiales. Esto no significa que no se produzca la fecundación: los embriones de ratón, concebidos en el espacio e incrustados en ratones hembra terrestres, han crecido con éxito y han nacido sin problemas.
También plantea otra pregunta: ¿cómo funciona exactamente la producción infantil en microgravedad? Las leyes de la física, especialmente el hecho de que cada acción tiene una reacción igual y opuesta, hace que su mecánica sea un poco ridícula. Vanna Bonta, escritora, actriz e inventora, decidió tomarse este tema en serio.
Y creó 2suit: un traje en el que dos personas pueden refugiarse y comenzar a producir niños. Incluso lo revisaron. En 2008, 2suit se probó en el llamado Vomit Comet (un avión que hace giros bruscos y crea condiciones diminutas de gravedad cero).
Aunque Bonta sugiere que las lunas de miel en el espacio podrían hacerse realidad con su invento, el traje también tiene usos más prácticos, como mantener el calor corporal en una emergencia.
Proyecto Longshot
El proyecto Longshot fue desarrollado conjuntamente por un equipo de la Academia Naval de los Estados Unidos y la NASA a fines de la década de 1980. El objetivo final del plan era lanzar algo a principios del siglo XXI, a saber, una sonda no tripulada que viajaría a Alpha Centauri.
Le tomaría 100 años alcanzar su objetivo. Pero antes de que entre en funcionamiento, necesitará algunos componentes clave que también deberán desarrollarse.
Además de los láseres de comunicación, los reactores de fisión nuclear duraderos y un motor de cohete de fusión láser inercial, había otros elementos.
La sonda tenía que ganar un pensamiento y una función independientes, ya que sería casi imposible comunicarse a distancias interestelares lo suficientemente rápido como para que la información siguiera siendo relevante una vez que llegara al destino. También tenía que ser increíblemente duradera, ya que la sonda llegaría a su destino en 100 años.
Longshot iba a ser enviado a Alpha Centauri con diferentes tareas. Básicamente, tenía que recopilar datos astronómicos que permitieran cálculos precisos de distancias a miles de millones, si no billones, de otras estrellas. Pero si el reactor nuclear que alimenta el aparato se agota, la misión también se detendrá. Longshot fue un plan ambicioso que nunca despegó.
Pero esto no significa que la idea haya muerto de raíz. En 2013, el proyecto Longshot II despegó literalmente con la forma del proyecto estudiantil Icarus Interstellar. Han pasado décadas de avances tecnológicos desde que se introdujo el programa Longshot original, se pueden aplicar a la nueva versión y el programa en su conjunto ha recibido una revisión importante. Se revisaron los costos de combustible, la misión se redujo a la mitad y todo el diseño de Longshot se revisó de la cabeza a los pies.
El borrador final será un indicador interesante de cómo un problema irresoluble está cambiando con la incorporación de nuevas tecnologías e información. Las leyes de la física siguen siendo las mismas, pero 25 años después, Longshot tiene la oportunidad de encontrar un segundo aire y mostrarnos cómo debería ser el futuro viaje interestelar.
