Veinte años de viaje a 60.000 km/s: este es el plan para llegar a Próxima b

Nosotros estamos aquí, rodeando una estrella entre cientos de billones, en una galaxia entre cientos de billones, en un universo enorme que se expande cada vez más. En los detalles de nuestra vida cotidiana es fácil olvidar que vivimos en un lugar increíblemente grande y desconocido. En medio de esta inmensidad, ¿dónde está todo el mundo? Esa pregunta se hacía el físico Enrico Fermi. En un universo enorme y antiguo, la vida ha tenido mucho tiempo y espacio para empezar y hacerse inteligente, pero no tenemos más pruebas de ninguna otra forma de vida inteligente más allá de la nuestra. ¿De verdad estamos solos? ¿O hay alguien más ahí fuera?

Son preguntas que la humanidad se ha hecho antes cientos, miles de veces, y que un grupo de científicos, con una sólida financiación detrás está tratando de resolver. Cuando el pasado verano, un equipo internacional con participación española anunciaba el descubrimiento de Proxima b, un planeta extrasolar de características similares a la Tierra, hacía ya varios meses que se conocía el proyecto Breakthrough Starshot, una iniciativa financiada con 100 millones de dólares por los rusos Yuri y Julia Milner para acelerar el conocimiento y desarrollar la tecnología necesarias para llegar a Proxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol y que ilumina el nuevo planeta, y echar por allí un vistazo en busca de vida, o al menos de señales de su existencia pasada.

El descubrimiento de Proxima b, por tanto, vino que ni pintado ya que aumentó la expectación por la iniciativa y le dio un objetivo más concreto e interesante: visitar el primer mundo descubierto más allá del Sistema Solar. Esta semana, la revista 'Nature' publica los planes del proyecto Starshot para llevar a la humanidad más lejos de lo que ha estado nunca.

Nuestra estrella vecina se encuentra aproximadamente unas 2.000 veces más lejos de la Tierra de lo que ningún objeto fabricado por el hombre ha llegado jamás (te estamos mirando a ti, sonda Voyager, donde quiera que estés), y antes de pensar siquiera en un viaje tripulado, los científicos quieren enviar una sonda capaz de recoger información tanto del trayecto como de su destino para enviarla de vuelta y aprender más del planeta, la estrella y la zona del espacio donde se encuentran.

Para conseguirlo, calculan que la nave enviada tendría que alcanzar una velocidad de la quinta parte de la velocidad de la luz (60.000 kilómetros por segundo) y navegar durante millones de kilómetros esquivando basura espacial y asteroides de mayor o menor tamaño. Al llegar al sistema de Proxima Centauri, Alpha Centauri, la sonda enviada tendría que recoger todos los datos posibles en un vuelo a 60.000 kilómetros por segundo y enviarlos de vuelta a la Tierra a través de una distancia de 4 años luz.

Los miembros del proyecto Starshot han pensado en esto y han trazado un plan para llevar a cabo el hito tecnológico que esta misión supondrá, un plan que requerirá unos 10.000 millones de dólares y más de 20 años para llegar a Alpha Centauri.

El despegue y los rayos láser

El primer desafío en una misión de este tipo se presenta en el despegue: cómo acelerar la nave para alcanzar la velocidad necesaria para llegar a su destino. Los cohetes convencionales no sirven puesto que no pueden almacena suficiente combustible.

Así que la estrategia en este caso es otra: aprovechar la energía de la luz. La Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa ha demostrado que se pueden impulsar naves con velas solares, pero aquí la luz del Sol no será suficiente, así que los ingenieros del proyecto trabajan basándose en rayos láser. La idea es utilizar un cohete convencional para poner en órbita la sonda de prueba y que una serie de aparatos de rayos láser, con una potencia combinada de cien gigavatios, emita un haz láser que apunte hacia una pequeña vela durante siete minutos, tiempo suficiente para que alcance los 60.000 kilómetros por segundo.

Un cohete convencional pondrá en órbita la sonda y luego una serie de aparatos de rayos láser emitirá un rayo hacia la vela durante unos siete minutos

Claro que para conseguir esto, la tecnología láser tendría que avanzar todavía un buen trecho. Cien gigavatios es una potencia un millón de veces mayor de la que tienen los aparatos de rayos láser continuos más potentes hoy en día. Una solución posible sería combinar las emisiones de cientos de millones de rayos láser menos potentes en una formación que podría alcanzar un kilómetro de ancho, pero los rayos de todos estos emisores tendrían que acompasarse para que sus ondas se sumen y no se anulen entre sí. Y esto todavía requiere mucha investigación y desarrollo.

La nave y su vela de luz

La sonda que diseña este equipo se parece muy poco a lo que estamos acostumbrados: un pequeño sistema con sensores, cámaras, transmisores y baterías implementado en un chip de apenas un centímetro en el centro de una vela cuadrada, de unos cuatro metros de ancho, y un solo gramo de peso porque la ligereza es crucial: cuanto menos pese, menos costará impulsarlo.

Para aprovechar esa energía y no sufrir daños por los rayos láser, el material del que esté hecha esa vela tendrá que reflejar gran parte de la luz que reciba. Ya existen algunos materiales que podrían servir, pero de momento son escasos y muy caros. Hay que aumentar la producción, así como estudiar su respuesta ante la incidencia de luz muy intensa, como el rayo láser descrito, que puede causar efectos ópticos imprevistos.

También necesitará una extraordinaria resistencia para soportar la aceleración a la que será sometida, que será decenas de miles de veces superior a la que podría experimentar aquí en la Tierra a causa de la gravedad y el rozamiento. Proyectiles militares han demostrado poder resistir esa fuerza, pero durante tiempos inferiores a un segundo, y no durante los minutos que serán necesarios en esta misión.

Ante la dificultad técnica de la misión, el proyecto Starshot contempla repartir las apuestas entre varios corredores, y aprovechar que, una vez la tecnología esté madura, construir estas naves será sencillo y barato para construir un gran número de ellas y enviar varias cada día. Así aumentarán las posibilidades de que alguna de ellas complete la misión. La primera fase del proyecto sin embargo se centrará en construir un prototipo viable que pueda acelerar hasta los 1.000 kilómetros por segundo. Se estima que solo esto costará entre 500 y 1.000 millones de dólares.

El viaje y sus obstáculos

Pasados unos minutos, los rayos láser se apagarán. En ese momento, la nave habrá alcanzado los 60.000 kilómetros por segundo y recorrido un par de millones de kilómetros, unas cinco veces la distancia que nos separa de la luna. A partir de ahí, y durante unos 20 años, el viaje debería ser tranquilo. El mayor riesgo son los choques con partículas de polvo espacial, átomos de hidrógeno y otras partículas en suspensión, así como la radiación cósmica que puede afectar a los componentes electrónicos.

Para proteger los sistemas de navegación, la parte central de la nave iría cubierta por un escudo metálico de un milímetro de grosor. Y por si esta defensa no fuese suficiente, la nave llevará su propio sistema de navegación y posicionamiento, impulsado por un generador equipado con una batería nuclear y que incluyan sistemas de inteligencia artificial, aunque sean rudimentarios, que puedan monitorizar la posición de las estrellas y ajustar el rumbo de la sonda sobre la marcha utilizando propulsores de protones.

La travesía por Alpha Centauri

Si todo va según el plan, en algún momento cercano a 2060, el miniordenador a bordo de las naves despertará y se dará cuenta de que se acerca a Proxima Centauri, y se preparará para su vuelto a través de ese sistema. La prioridad número uno será sacar una foto de Proxima b a una distancia similar a la que separa la Tierra del Sol, que permitiría apreciar si el planeta tiene agua y es verde como el nuestro, o más bien polvoriento como Marte.

El espectrómetro a bordo servirá para determinar de qué elementos está compuesta su atmósfera, si es que tiene uno. Los científicos buscarán cualquier rastro de oxígeno, metano y otros elementos asociados con la presencia de vida tal y como la conocemos. También de cualquier señal que indique la existencia de un campo magnético.

El problema es que, una vez en el sistema de Proxima Centauri, no habrá forma de frenar la nave, así que lo atravesará en un periodo estimado de dos horas. Eso en sí mismo ya es un desafío técnico: ¿cómo diseñar una cámara que tome fotos a 60.000 kilómetros por segundo? Tanto la cámara a bordo de la nave como los sistemas informáticos aquí en Tierra que reciban sus imágenes tendrán que ser capaces de procesar la información y corregir la distorsión que produzca el movimiento.

Y entonces, casi al final, llega el que los miembros del proyecto reconocen que es uno de los principales desafíos aun por terminar de resolver: cómo transmitirá la nave la información para que sea detectada por los astrónomos utilizando un rayo láser de 1 vatio de potencia de forma que aun sea perceptible en Tierra tras viajar por el espacio más de 4 años, que es lo que tardará la señal en llegar hasta nosotros. Aunque la batería nuclear alimente los sistemas para hacer la señal todo lo brillante posible, y aunque la vela de la sonda actúe como antena para potenciarla, seguirá siendo una luz tenue a través del espacio.