Más allá del Sistema Solar: lo que viajará la nave interestelar hasta los confines del Universo

La historia de nuestro planeta indica que, de vez en cuando, las erupciones volcánicas, caen de asteroides los pandemiascuales causas extinciones masivas. Si en el futuro existe la necesidad de “evacuar la Tierra”, será fundamental que exista una nave espacial interestelar que alcance al menos el 20% de la velocidad de la luz y le permita escapar más allá del Sistema Solar.

Este barco aún no existe. Pero la humanidad ha estado imaginando soluciones para conquistar nuevos mundos: desde el diseño de Stephen Hawking incluso las especulaciones más descabelladas de los ingenieros aeroespaciales.

La historia interestelar de nuestros informes de especies cinco barcos – no tripulado – que cruzó los límites de nuestro vecindario espacial: Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y 2 y New Horizons.

La Voyager 1 fue lanzada el 5 de septiembre de 1977. Hoy pasa por la constelación de Ophiuchus y es la sonda que más distancia logró viajar.

Sin embargo, para llegar a Alpha Centauri, el sistema de estrellas triples más cercano al nuestro, que está a 4,37 años luz de distancia, la Voyager (viajando al 0,005% de la velocidad de la luz) necesitaría 76.000 años con la velocidad actual de 18 kilómetros por segundo o alrededor de 540 millones de kilómetros por año. Un plazo muy largo.

El proyecto Starshot Breakthrough

La idea de Stephen Hawking de explorar el Universo


Para una tripulación humana, el cálculo de los teóricos espaciales es que la nave espacial debe viajar al menos el 20% de la velocidad de la luz (unos 60.000 kilómetros por segundo), lo que representa un cruce de dos décadas para llegar a Proxima Centauri, que es 4.24 años luz de distancia.

Para viajar a través de las estrellas y golpear una roca habitable, necesitará investigar nuevos métodos de propulsión interestelar. La propulsión de antimateria, eléctrica, iónica o de plasma, la captura de hidrógeno del medio interestelar y la implosión láser y las fusiones por haz de electrones se encuentran entre las opciones con mayor potencial técnico.

La búsqueda debe incluir tres pasos. El primero, considerado exploración, elegirá el exoplaneta más adecuado para establecerse. A continuación, se enviará una nave robótica con rovers y sismógrafos a habitabilidad. Finalmente, será el colonización tripulada.

El proyecto de Stephen Hawking, Breakthrough Starshot, que podría cubrir la primera fase, propone la creación de sondas robóticas en miniatura y construir una estación base con un rayo láser de 1 gigavatio, de modo que acelera hasta un 20% de la velocidad de la luz.

Estas microaviones pueden alcanzar Marte en menos de una hora para Plutón en tres días, supere a la Voyager en un mes y alcance Alfa Centauri en poco más de 20 años. El concepto se basó en más de 80 estudios científicos sobre viajes interestelares.

Vuelos interestelares

Un documental examina las posibilidades que tiene la humanidad de escapar de la Tierra.


Planchas espaciales

El barco más ambicioso diseñado por una mente humana, el ramjet bussard, data de 1960 y es obra del físico nuclear Robert Bussard. La idea es utilizar un cohete de fusión que utilice el hidrógeno, el elemento más abundante del Universo, como combustible inagotable para su motor.

Para obtener su impulso, podría recolectar moléculas de hidrógeno libres que flotan en el espacio interestelar y almacenarlas en un colector gigante. También puede organizar una rejilla láser magnética para atraer átomos de hidrógeno, reduciendo en gran medida su tamaño. De acuerdo Carl sagan, tal motor sería del tamaño de un satélite o un planeta pequeño.

los Fusión nuclear es la reacción más poderosa a disposición de la materia ordinaria. Con base en esta evidencia, a fines de la década de 1970, la Sociedad Interplanetaria Británica comenzó a ensamblar un cohete nuclear no tripulado llamado Daedalus para viajes interestelares.

La nave espacial sería capaz de acelerar una carga de 450 toneladas al 12% de la velocidad de la luz (unos 36.000 km / s). Es decir, puede llegar a Alfa Centauri en unos 36 años. El problema con esta nave a reacción es que pesaría alrededor de 54 mil toneladas y tendría que ser montado en el espacio.

Dédalo. La nave espacial sería capaz de acelerar una carga de 450 toneladas al 12% de la velocidad de la luz (unos 36.000 km / s).

Dédalo. La nave espacial sería capaz de acelerar una carga de 450 toneladas al 12% de la velocidad de la luz (unos 36.000 km / s).

En 2018, el ingeniero Harold White soñó con un motor de pulsos de microondas, el EmDrive, que en papel no funcionaba. En base a esto, el ingeniero David Burns del Marshall Space Flight Center de la NASA presentó un nuevo concepto que, en teoría, genera movimiento sin necesidad de combustible. Es sobre motor helicoidal.

Este motor se basa en el principio de equivalencia de masa y energía del Teoría de la relatividad general del Albert Einstein, que establece que la masa de un objeto aumenta con su velocidad.

Lo que propone es crear un acelerador de partículas que realice un movimiento helicoidal para que las partículas aumenten su masa provocando aceleración, y se detenga cuando estén en el lado opuesto del sistema para recuperar la masa y volver al punto original.

Un modelo de arca interestelar. Imagen: FDZ Desing

Un modelo de arca interestelar. Imagen: FDZ Desing

El problema es que este sistema viola la tercera ley de Newton, el principio de acción y reacción, por el cual todo cuerpo que ejerce una fuerza sobre otro experimenta una fuerza de igual intensidad sobre sí mismo, pero en la dirección opuesta.

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Si todos los planes anteriores fallan, se llama al último tanque de reserva cofres interestelares, naves autosuficientes que pueden transportar miles de humanos en busca de un nuevo horizonte si el Tierra se vuelve inhabitable por cambio climático o una guerra nuclear o biológica.

Estos “barcos de generación” están construidos para un viaje de varios siglos, donde una futura generación de descendientes llegaría a su destino. Es un recurso común en las novelas de ciencia ficción, como Aurora de Kim Stanley Robinson.

Ilustración de cómo sería un barco generacional que podría viajar durante varios siglos para encontrar un lugar.

Ilustración de cómo sería un barco generacional que podría viajar durante varios siglos para encontrar un lugar.

En 2019, el Dr. Frederic Marin, del Observatorio Astronómico de Estrasburgo, realizó una serie de estudios muy detallados sobre los desafíos de enviar una nave espacial de múltiples generaciones a otro sistema estelar. Utilizando un software de inteligencia artificial llamado Patrimonio, estimó que, para evitar trastornos genéticos y otros efectos negativos asociados con los matrimonios mixtos, el número máximo de miembros de la tripulación debe ser 98.

“Cuanto más pesado sea el satélite, más caro será lanzarlo al espacio. Por lo tanto, cuanto más grande o más pesado sea el barco, más complicado y costoso será el sistema de propulsión. De hecho, el tamaño limitará muchos parámetros. En el caso de una vasija de generación, la cantidad de alimento que podemos producir está directamente relacionada con la superficie de su interior. Esta zona, a su vez, está relacionada con el tamaño de la población a bordo. El tamaño, la producción de alimentos y la población están relacionados ”, dijo el especialista.

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