La nave espacial que puede llevarnos a otra estrella en solo 21 años

Los cohetes químicos son muy ruidosos y no pueden llevarnos demasiado lejos. Si queremos llegar a otro sistema estelar, necesitaremos algo mejor: ya sea un combustible con gran densidad energética para mejorar la eficiencia de los cohetes químicos o una forma de impulsar naves espaciales utilizando haces de energía, como una vela de luz fotónica. Un nuevo artículo ha analizado los pros y los contras de estas velas solares. Los investigadores han descubierto la mejor configuración para transportar una pequeña carga útil a otra estrella a lo largo de una vida humana y ha descrito qué materiales serían los ideales para este tipo de misión.

Los viajes interestelares, o viajes entre estrellas, representan uno de nuestros retos más ambiciosos. Si bien la tecnología actual nos limita a la exploración del sistema solar, el sueño de alcanzar sistemas estelares distantes impulsa la innovación científica y la imaginación. Tales viajes requerirían sistemas de propulsión avanzados, como motores de fusión nuclear, velas solares o conceptos teóricos como motores de curvatura y agujeros de gusano.

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Las inmensas distancias entre las estrellas presentan enormes desafíos en términos de tiempo, energía y gestión de recursos. Protegerse de la radiación, el soporte vital y los efectos psicológicos del aislamiento se encuentran también entre los retos de este tipo de viajes, pero aun así, la posibilidad de realizarlos sigue inspirando a los científicos.

La luz como propulsor

Un nuevo artículo escrito por un equipo dirigido por Jadon Y. Lin, de la Universidad de Sydney explora una posible tecnología que puede llevarnos a las estrellas, aunque más que a nosotros, a nuestra tecnología. Los investigadores exploran los principios de la tecnología de velas luminosas y cómo la aplicación de fotones de luz podría impulsar naves espaciales a inmensas distancias. Comenzando con el resultado deseado, el equipo utiliza un método computacional que trabaja hacia atrás para obtener la mejor solución para lograrlo.

¿Cuál es el problema? Viajando incluso distancias relativamente cortas entre las estrellas, como Próxima Centauri, a “solo” 4,2 años luz de distancia, una nave espacial necesitaría viajar a más del 10% de la velocidad de la luz para llegar allí durante una vida humana. Eso es aproximadamente 30.000 kilómetros por segundo, cuando nuestra sonda más rápida solo ha alcanzado 194 kilómetros por segundo.

Pero necesitaríamos ir más rápido. Según la ecuación del cohete Tsiolkovsky, la propulsión química para acelerar un solo protón a esa velocidad requeriría más combustible que todo el universo observable. Eso significa que cualquier nave espacial que apunte a velocidades tan enormes necesita una fuente externa de impulso y energía. Aquí entraría la tecnología de velas solares que, según los investigadores, podría impulsar una sonda a Próxima Centauri en solo 21 años.

Los materiales de la vela solar

Lo fundamental para construir una vela solar funcional para viajes interestelares es de encontrar los materiales y métodos de fabricación adecuados para la propia vela. Hay algunas opciones prometedoras disponibles, como la sílice, el nitruro de silicio y el disulfuro de molibdeno, aunque aún no se han probado todas sus propiedades en membranas ultrafinas.

El equipo concluye que el disulfuro de molibdeno es actualmente el mejor candidato, pero se necesitan más pruebas. Centrándonos en el diseño, las formas tradicionales de las velas muestran potencial, pero el artículo concluye que son superadas por diseños nanoestructurados como las rejillas de difracción, que optimizan la propulsión, el control térmico y la estabilidad.

Aunque la NASA ya está trabajando en este sistema, la realidad es que las velas de luz interestelares podrían tardar décadas en convertirse en realidad. La tecnología aún no ha llegado a su punto máximo, no solo en la ciencia de los materiales, sino que también se necesitan avances en áreas como las metalentes —dispositivos ópticos avanzados que utilizan materiales nanoestructurados para manipular la luz a una escala inferior a la longitud de onda— y los láseres de alta potencia. Ya hemos visto velas ligeras utilizadas con éxito en el espacio, pero, a medida que crece el interés y avanza la tecnología, estamos más cerca de convertirlos en realidad.