La posible presencia de sondas espaciales de otra civilización en el sistema solar y cómo encontrarlas

En 1949, el célebre matemático y físico John von Neumann pronunció una serie de conferencias en la Universidad de Illinois, donde introdujo el concepto de constructor universal. La teoría fue desarrollada con mayor detalle en el libro de 1966, Theory of Self-Reproducing Automata (teoría de los autómatas autorreproductores), una recopilación de los escritos de von Neumann compilados y completados por un colega tras su fallecimiento. En los años posteriores, los científicos involucrados en la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI, por sus siglas en inglés) consideraron cómo las civilizaciones avanzadas podrían depender de sondas autorreplicantes para explorar la galaxia.

Como han demostrado numerosos estudios teóricos, las sondas autorreplicantes (lanzadas desde un único planeta) podrían proliferar y explorar toda la galaxia en el transcurso de unos pocos eones (miles de millones millones de años). Según una nueva investigación del profesor Alex Ellery de la Universidad de Carleton, estas sondas podrían haber visitado ya el Sistema Solar, y algunas podrían estar operando aquí en este mismo momento. Como sugiere en un artículo reciente, las futuras investigaciones de SETI deberían estar atentas a las tecnofirmas que estas sondas producirían.

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Alex Ellery es profesor de Ingeniería en el Centro de Investigación sobre Autorreplicación (CESER, por sus siglas en inglés) y en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Carleton. En el pasado, Ellery ha explorado el concepto de las sondas de Von Neumann y su potencial como método viable para la exploración interestelar por parte de civilizaciones avanzadas, así como las implicaciones que esto tiene para SETI. En este último artículo, revisa la justificación de tales sondas, sus implicaciones para la Paradoja de Fermi y cómo los requisitos de recursos determinarían su comportamiento, produciendo tecnofirmas discernibles en el proceso.

Experiencia en autorreplicación

Como investigador en CESER, Ellery está muy versado en el concepto de las sondas de Von Neumann y las innovaciones tecnológicas que participarán en su creación. En un estudio anterior, Ellery ha detallado cómo la impresión 3D, la autorreplicación y la robótica permitirán a los seres humanos construir sondas de Von Neumann antes de lo esperado. También realizó un estudio pormenorizado sobre cómo los ingenieros humanos podrían establecer límites al número de veces que cada sonda puede reproducirse a sí misma, garantizando así que no se descontrolen (según la Hipótesis Berserker).

En estos y otros artículos, Ellery también sostiene que la búsqueda de sondas de Von Neumann y las tecnofirmas que producirían es un enfoque que los investigadores de SETI deberían priorizar, en lugar de la práctica tradicional de escrutar el cielo nocturno en busca de señales de transmisiones radiofónicas. Estas búsquedas, ha indicado, deberían considerar el sistema solar como un buen punto de partida, lo que se hace eco de recomendaciones similares realizadas por el profesor Gregory L. Matloff en su artículo Von Neumann probes: rational propulsion interstellar transfer timing (Sondas Von Neumann: sincronización de la transferencia interestelar con propulsión racional).

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Ellery declaró a Universe Today en el momento de la publicación del artículo, que el sistema solar es enorme y en su mayor parte inexplorado, y que las sondas podrían ser muy pequeñas. Podría haber sondas en todas partes, asegura: en cráteres de la Luna, o al acecho en el Cinturón de Asteroides y el Cinturón de Kuiper. Únicamente en el Cinturón de Kuiper hay 100 millones de objetos, y sólo hemos examinado dos, uno de los cuales tenía una forma muy anómala.

De manera similar, Ellery considera cómo los investigadores de SETI y futuros exploradores podrían buscar pruebas de sondas extraterrestres mediante una búsqueda específica. El primer paso, sostiene, es considerar la justificación para enviar sondas autorreplicantes.

Posibles motivaciones

Como indicó en su artículo, la razón más obvia para que una especie se dedique a la exploración interestelar es la supervivencia. Esto podría estar motivado por el deseo de vivir más allá de la fase de secuencia principal de su estrella, la amenaza de destrucción a manos de una civilización más avanzada, o el temor de que los avances tecnológicos amenacen finalmente la existencia de sus creadores. El investigador asegura que, en todos los casos, las sondas autorreplicantes ofrecen el medio más eficiente y plausible para garantizar la supervivencia de una civilización avanzada.

Las sondas extraterrestres estarían impulsadas por la supervivencia de su entorno local, ya sea la duración de vida de la estrella en secuencia principal, la actividad tectónica, etcétera, además del reconocimiento militar para evaluar amenazas y alianzas. Aunque muchos de nosotros estamos motivados por el deseo de conocimiento (del cual el reconocimiento militar es un tipo), la ciencia per se no es un gran motor. Tampoco lo es el instinto de exploración: normalmente, la codicia o la huida subyacen a la exploración. Colón quería encontrar una ruta hacia las riquezas de Catay, pero América se interpuso en el camino.

Además, prosigue demostrando que tales sondas no estarían limitadas por las mismas restricciones que los organismos biológicos. Esto es cierto en cuanto a la propulsión, ya que las sondas avanzadas podrían soportar una aceleración superior a 9,8 m² (la fuerza de la gravedad terrestre) y no requerirían métodos de propulsión exóticos. Adicionalmente, las sondas interestelares no necesitarían provisiones, sistemas de soporte vital biorregenerativos, ni tendrían que preocuparse por la eliminación de residuos. Todos los materiales que necesitarían podrían obtenerse por el camino.

Esto incluiría la extracción de recursos de sistemas estelares (como cinturones de asteroides o cuerpos rocoso-metálicos más pequeños) o de objetos hallados en el medio interestelar, incluidos asteroides, cometas y planetas errantes. Este deseo de exploración y evaluación de amenazas, combinado con la necesidad de recursos, conduciría a comportamientos predecibles que podrían ayudar a orientar la búsqueda de sondas interestelares.

Actividades de las sondas

A partir de la cuestión de las motivaciones, Ellery concluye que las actividades de las sondas interestelares autorreplicantes seguirían un patrón básico que puede desglosarse en seis pasos probables. En primer lugar, se centrarían en los omnipresentes asteroides y lunas de un sistema específico por sus materias primas fácilmente accesibles, que son necesarias para la construcción universal. En segundo lugar, a partir de estos materiales, construirían sondas de reconocimiento para inspeccionar exhaustivamente el sistema extrasolar en busca de recursos y entornos propicios para la vida.

En tercer lugar, seleccionarían y asegurarían ubicaciones ricas en recursos para establecer bases para las operaciones de autorreplicación. En cuarto lugar, comenzarían a replicar más copias de sí mismas, incluidas sondas de reconocimiento y centinelas. El quinto paso consistiría en la exploración detallada y a largo plazo del sistema extrasolar utilizando estas mismas sondas. El sexto y último paso contemplaría la ejecución por parte de las sondas de instrucciones de tareas específicas, que podrían incluir la construcción de cilindros de O'Neill para futuros colonos, sin interferir (esperemos) en planetas potencialmente portadores de vida.

Otra posible tarea, y muy controvertida, sería la siembra de planetas con organismos simples o más complejos (es decir, Panspermia Dirigida). Basándose en este desglose de actividades, las sondas autorreplicantes producirían tecnofirmas que futuras investigaciones podrían buscar.

Posibles firmas

Más allá de regresar a la Luna antes de finales de esta década y enviar misiones de exploración tripuladas a Marte en la próxima, existen numerosos planes para la comercialización de la órbita terrestre baja (LEO, por sus siglas en inglés), el espacio cislunar y más allá. Se espera que estos esfuerzos faciliten la Gran Migración al espacio, posiblemente conduciendo a asentamientos en otros cuerpos celestes e Islas en el Espacio (como el Cilindro de O'Neill y el Toroide de Stanford). Como explica Ellery, para que la exploración humana del Sistema Solar se consolide en industrialización comercial, debemos saber dónde encontrar los recursos que necesitamos para hacer realidad esa transición.

En primer lugar, Ellery considera los recursos asteroidales, que probablemente sean tan abundantes en sistemas solares extrasolares como lo son en el nuestro. Más allá del Principio Copernicano, que establece que la Tierra y nuestro Sistema Solar son típicos de la norma, también existe considerable evidencia que respalda esta idea. Esto incluye estudios de partículas de polvo interplanetario presolares, que se ha observado que contienen nitruros metálicos, carburos, óxidos, silicatos y aleaciones de hierro-níquel: los componentes básicos de planetas, planetesimales y asteroides.

Además, los planetesimales extrasolares observados acrecentándose sobre enanas blancas dentro de un radio de 650 años luz (200 pársecs) de la Tierra estaban compuestos predominantemente de oxígeno, magnesio, silicio y hierro, con concentraciones menores de volátiles como carbono, azufre y nitrógeno, similares a los asteroides y lunas de nuestro Sistema Solar. Además de los asteroides, las sondas autorreplicantes probablemente se sentirían atraídas por la Luna y cuerpos rocosos similares debido a su composición (sílice, níquel-hierro y otros metales), que se debe en parte a impactos de asteroides ocurridos durante varios miles de millones de años.

En última instancia, Ellery concluye que el procesamiento asteroidal sería difícil de distinguir de los procesos naturales y que la Luna sería una base ideal para que las sondas autorreplicantes centraran sus operaciones de fabricación. Además, sugiere que probablemente reactores nucleares alimentarían estas operaciones, ya que son una fuente de energía altamente eficiente en combustible que proporciona una densidad energética prácticamente ilimitada. Esto podría incluir modelos Magnox, un tipo de reactor refrigerado por gas que utiliza uranio natural, grafito y dióxido de carbono como refrigerante de intercambio térmico.

Estos, concluye, podrían construirse utilizando recursos lunares, y los reactores habrían dejado firmas de proporciones isotópicas de Torio-232, Neodimio-144 o Bario-137. "Sugerimos además que, en comercio económico anticipatorio de recursos, una sonda autorreplicante podría haber dejado artefactos enterrados con recursos asteroidales en la Luna", escribe el investigador. "Tales obsequios serían detectables y accesibles únicamente una vez que se haya alcanzado un umbral de sofisticación tecnológica". Todo esto hace de la Luna el lugar ideal para comenzar a buscar posibles indicaciones de tecnofirmas asociadas.

Estas búsquedas podrían aprovechar los planes de la NASA y otras agencias espaciales de crear "un programa sostenido de exploración y desarrollo lunares". Como resume el investigador, las tecnofirmas medibles estarán en la Luna: proporciones isotópicas inusuales de uranio o torio en la superficie y anomalías magnéticas subsuperficiales. Si comenzamos a colonizar la Luna, buscaremos recursos para utilizar, específicamente níquel, cobalto y volframio, que son transportados por asteroides al subsuelo lunar. Considero que si hemos sido visitados, un obsequio a cambio de la extracción de nuestros recursos puede estar oculto entre esos metales asteroidales. El obsequio podría ser una máquina constructora universal que sería de utilidad inmediata y futura para cualquier civilización que colonice su sistema solar antes de empresas interestelares.

En un futuro próximo, se prevé que la exploración humana del sistema solar dará paso al desarrollo comercial y al establecimiento de asentamientos permanentes en el espacio, así como en otros planetas y cuerpos celestes. Antes de establecer puntos de apoyo más allá de la Tierra y la LEO, quizá deberíamos considerar explorar algo más que recursos y emplazamientos de construcción. Una búsqueda específica de tecnofirmas podría revelar algo mucho mayor, como pruebas de que la humanidad no está sola en el Universo. De manera similar, el Sistema Solar ha sido en gran medida pasado por alto en lo que respecta a los esfuerzos de SETI en general y a las búsquedas de tecnosfirmas en particular.