La nave que puede llegar a otro sistema solar en 20 años

El sueño de viajar a otro sistema estelar por primera vez en la historia está hoy más cerca que nunca: investigadores de la Iniciativa Breakthrough Starshot han encontrado la manera de construir una nave espacial capaz de viajar a una quinta parte de la velocidad de la luz para llegar a Alfa Centauri en solo 20 años.

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Jesús Díaz

Su descubrimiento significa que muchos de los que estamos leyendo ahora estas líneas podríamos llegar a ver cómo la humanidad llega a otro sistema solar antes del final de nuestras vidas. Ése es precisamente el objetivo de esta iniciativa: conseguir que la humanidad pueda explorar una estrella en un tiempo razonable en vez de emplear los miles de años que se necesitarían con los actuales motores químicos y la asistencia de la gravedad de los planetas de nuestros sistema..

Cómo funciona

Para conseguirlo, Starshot debe conseguir el viaje estelar a velocidades relativistas. Es decir, a un porcentaje razonable de la velocidad de la luz. Y hacerlo con tecnología posible actualmente, no con motores de iones ni teóricos ‘warp drives’ imposibles en estos momentos. Y además hacerlo con poco dinero, sin tener que invertir miles de millones de dólares.

El objetivo de Starshot es viajar a una quinta parte de esa velocidad utilizando una matriz de láseres — situados en una estación terrestre — para impulsar una vela solar de grosor microscópico y solo tres metros de diámetro. Como un barco de vela espacial, esta vela arrastraría sensores de tamaño microscópico a Alfa Centauri, el sistema estelar más cercano a la Tierra, situado a “solo” 4,37 años luz. O lo que es lo mismo, 41,3 billones de kilómetros. A un quinto de la velocidad de la luz, la nave Starshot llegaría a su destino en unos 20 años. Una vez allí, su hipotética señal llegaría de vuelta a nuestro planeta en algo menos de cuatro años y medio.

El proyecto — que cuenta entre sus filas con el ex-director del legendario NASA Ames Research Center Pete Worden, el director del Instituto para la Teoría y la Computación del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian Avi Loeb y varias luminarias de CalTech y otras universidades norteamericanas de prestigio — está avanzando a buen ritmo pero es solo ahora cuando han dado con la solución para hacer que esta vela funcione. Un equipo de investigadores de la iniciativa — liderado por Igor Bargatin, de la Universidad de Pensilvania — acaba de publicar los resultados de sus investigación en dos investigaciones publicadas en el diario científico Nano Letters. Los dos estudios resuelven dos problemas fundamentales.

Las dos claves fundamentales

Como apunta Sci.news, el primer estudio describe la forma que realmente tienen que tener estas velas solares. Al contrario que las ideas que teníamos hasta hace poco tiempo, las velas no serían planas sino todo lo contrario. Deberían hincharse como las velas de un velero para poder evitar que se rompan, con una curva tan profunda como su anchura. Solo así, afirma el estudio, podría resistir la hiperaceleración a la que se verá sometida. Según otro de los autores del estudio — Matthew Campbell de la Universidad de Pensilvania — “los fotones láser llenarán la vela igual que el aire hincha una bola de playa”.

Es una idea que, como dice Bargatin, no se había considerado pero que, después de las simulaciones, parece de cajón.”La idea de una vela [solar] ligera ha existido durante algún tiempo, pero acabamos de descubrir cómo asegurarnos de que ese diseño sobreviva al viaje", afirma Bargatin. La intuición, contínua, es que una vela tensa y plana se rompería igual que como en un barco velero. "Es un concepto relativamente fácil de comprender, pero tuvimos que realizar operaciones matemáticas muy complejas para mostrar realmente cómo se comportarían estos materiales a esta escala".

La segunda clave es la disipación del calor de los rayos láser que empujarán la vela para acelerar la nave. Los materiales de la vela — que estará fabricada con láminas de óxido de aluminio y disulfuro de molibdeno — no aguantarían la acumulación de energía provocada por los láseres por sí solos. Según el Dr. Aaswath Raman — co-autor del estudio e investigador de la Universidad de California, Los Ángeles — “si las velas absorben incluso una pequeña fracción de la luz láser incidente, se calentarán a temperaturas muy altas". Esto haría que se desintegrasen por lo que se necesita “maximizar su capacidad de irradiar calor, que es el único modo de transferencia de calor disponible en el espacio".

La solución está en la tecnología nanoscópica. Solo aumentando la superficie efectiva de la vela usando grabado de texturas nanoscópicas se podrá conseguir que la vela se enfríe de forma efectiva, permitiendo el viaje a velocidad relativista sin que termine hecha trizas.

Esperemos que, después de estos descubrimientos, no tarden en llegar los prototipos y efectivamente veamos un proyecto así en el espacio en menos de cinco años.