La nave interestelar que es 100 veces más rápida que las de propulsión nuclear

Poder llegar con rapidez a lugares lejanos en el espacio ha sido el principal objetivo de la investigación sobre propulsores durante mucho tiempo. Los cohetes, nuestro medio más común para hacerlo, son excelentes para proporcionar mucha fuerza, pero son extraordinariamente ineficientes. Otras opciones, como la propulsión eléctrica y la navegación solar, son eficientes, pero ofrecen cantidades insignificantes de fuerza, aunque durante mucho tiempo.Por eso, los científicos han soñado desde hace décadas con un tercer método de propulsión, uno que pudiera proporcionar suficiente fuerza durante el tiempo necesario para llevar a cabo una misión tripulada a otra estrella en una sola vida humana. En teoría, podría lograrse utilizando una de las sustancias más raras del universo: la antimateria.

Un nuevo artículo de Sawsan Ammar Omira y Abdel Hamid I. Mourad de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos analiza las posibilidades de desarrollar un propulsor espacial utilizando antimateria y lo que hace que sea tan difícil de crear. La antimateria se descubrió inicialmente en 1932, cuando el físico Carl David Anderson observó positrones (la forma de antimateria de un electrón) en rayos cósmicos al pasarlos a través de una cámara de niebla. Ganó el Premio Nobel de Física en 1936 por su descubrimiento. Fueron necesarios 20 años para crearlo artificialmente por primera vez.

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Desde entonces, la antimateria ha sido manoseada y estimulada de tantas maneras como los científicos han podido imaginar, pero eso causa aquello por lo que la antimateria es más famosa: la autoaniquilación. Cuando un protón de antimateria entra en contacto con protones o neutrones de la materia normal, se aniquilan entre sí y liberan una combinación de energía (normalmente en forma de rayos gamma) y también partículas de alta energía y corta vida, conocidas como pion y kaon, que viajan a velocidades relativistas (un porcentaje significativo de la velocidad de la luz).

Entonces, en teoría, una nave podría contener suficiente antimateria para crear intencionalmente esta explosión de aniquilación, usando las partículas relativistas como una forma de empuje y potencialmente usando los rayos gamma como fuente de energía. La cantidad total de energía liberada por un gramo de antiprotones que se aniquila es 1,8×1014, 11 órdenes de magnitud más energía que el combustible para cohetes e incluso 100 veces mayor densidad de energía que un reactor de fisión o fusión nuclear. Como dice el artículo, “lo ideal sería que un gramo de antihidrógeno alimentara 23 transbordadores espaciales”.

No podemos domar a la antimateria

Todo esto plantea la pregunta: ¿por qué no tenemos todavía estos impresionantes sistemas de propulsión? La respuesta simple es que es complicado trabajar con la antimateria. Dado que se autoaniquilará con cualquier cosa que toque, debe suspenderse en un campo de contención electromagnético avanzado. El tiempo más largo que han logrado retenerlos los científicos es de aproximadamente 16 minutos. Lo lograron en el CERN en 2016, e incluso eso fue solo del orden de unos pocos átomos, no los gramos o kilogramos necesarios para sustentar un sistema de propulsión interestelar.

Además, se necesitan cantidades absurdas de energía para crear antimateria, lo que la hace prohibitivamente costosa. El Antiproton Decelerator, un enorme acelerador de partículas del CERN, produce unos diez nanogramos de antiprotones al año a un coste de varios millones de dólares. Extrapolando eso, producir un gramo de antimateria requeriría algo así como 25 millones de kWh de energía, suficiente para alimentar una pequeña ciudad durante un año. También costaría más de 4 millones de dólares a las tarifas eléctricas medias, lo que la convertiría en una de las sustancias más caras del planeta.

Queda tiempo para ver uno volar

Dado este gasto y la enorme escala de la infraestructura necesaria para hacerlo, la investigación sobre antimateria es relativamente limitada. Se producen alrededor de 100 a 125 artículos por año sobre el tema, un aumento espectacular desde los 25 que se publicaban en 2000. Sin embargo, eso se compara con alrededor de 1000 artículos por año sobre grandes modelos de lenguaje, una de las formas más populares de algoritmos que impulsan el actual auge de la inteligencia artificial. En otras palabras, el gasto general y el horizonte relativo a largo plazo sobre cualquier retorno de la inversión limitan la cantidad de financiación y, por tanto, los avances en la creación y el almacenamiento de antimateria.

Eso significa que probablemente pasará bastante tiempo antes de que veamos una nave de antimateria. Incluso podríamos necesitar crear algunas tecnologías preliminares de producción de energía, como la fusión, que podrían reducir significativamente el costo de la energía e incluso permitir la investigación que eventualmente nos llevaría allí. Sin embargo, la posibilidad de viajar a velocidades casi relativistas y potencialmente llevar humanos reales a otra estrella en una sola vida es un objetivo ambicioso que los entusiastas del espacio y la exploración de todo el mundo seguirán persiguiendo, sin importar cuánto tiempo lleve.