Es un elemento básico de la ciencia ficción y algo con lo que mucha gente ha fantaseado en un momento u otro: la idea de enviar naves espaciales con colonos y trasplantar la semilla de la humanidad entre las estrellas. Entre descubrir nuevos mundos, convertirse en una especie interestelar y tal vez incluso encontrar civilizaciones extraterrestres, ¡el sueño de extenderse más allá del Sistema Solar es uno que no puede convertirse en realidad lo suficientemente pronto!
Durante décadas, los científicos han contemplado cómo la humanidad podría algún día alcanzar este noble objetivo. Y la gama de conceptos que han creado presenta una gran cantidad de pros y contras. Estos pros y contras se plantearon en un estudio reciente por Martin Braddock, miembro de la Sociedad Astronómica Mansfield y Sutton , un miembro de la Real Sociedad de Biología , y un miembro de la Real Sociedad Astronómica .
El estudio, titulado ' Conceptos para los viajes en el espacio profundo: desde los motores Warp y la hibernación hasta los barcos mundiales y la criogenia “, Apareció recientemente en la revista científicaTendencias actuales en ingeniería biomédica y biociencias(una publicación de Juniper Journals). Como indica Braddock en su estudio, la cuestión de cómo los seres humanos podrían explorar los sistemas estelares vecinos se ha vuelto más relevante en los últimos años gracias a los descubrimientos de exoplanetas.
Una lista de algunos de los exoplanetas potencialmente habitables recientemente descubiertos. Crédito: hpcf.upr.edu
Como revisamos en un artículo anterior, ' ¿Cuánto tiempo tomaría viajar a la estrella más cercana? “Existen numerosas formas teóricas y propuestas para viajar entre nuestro Sistema Solar y otras estrellas de la galaxia. Sin embargo, más allá de la tecnología involucrada y el tiempo que tomaría, también existen implicaciones biológicas y psicológicas para las tripulaciones humanas que deberían tenerse en cuenta de antemano.
Y gracias a la forma en que el interés público por la exploración espacial se ha renovado en los últimos años, los análisis de costo-beneficio de todos los métodos posibles se están volviendo cada vez más necesarios. Como dijo el Dr. Braddock a Universe Today por correo electrónico:
“Los viajes interestelares se han vuelto más relevantes debido al esfuerzo concertado para encontrar formas en todas las agencias espaciales para mantener la salud humana en viajes espaciales 'cortos' (2-3 años). Con las misiones a Marte razonablemente a la vista, la muerte de Stephen Hawking destacando una de sus muchas creencias de que deberíamos colonizar el espacio profundo y la determinación de Elon Musk de minimizar el desperdicio en los viajes espaciales, junto con visiones renacidas de accesorios 'atornillados' a la ISS (el Módulo expandible Bigelow ) evoca algunos conceptos imaginativos '.
En total, el Dr. Braddock considera cinco medios principales para montar misiones tripuladas a otros sistemas estelares en su estudio. Estos incluyen viajes superluminales (también conocidos como FTL), regímenes de hibernación o estasis, ingeniería de senescencia insignificante (también conocidos como antienvejecimiento), naves mundiales capaces de soportar múltiples generaciones de viajeros (también conocidas como naves de generación) y tecnologías de congelación ciogénica.
Concepto artístico de una nave espacial que utiliza un Alcubierre Warp Drive. Crédito: NASA
Para los viajes FTL, las ventajas son obvias y, aunque sigue siendo completamente teórico en este punto, hay conceptos que se están investigando en la actualidad. Un concepto FTL notable, conocido como el Alcubierre Warp Drive - actualmente está siendo investigado por múltiples organizaciones, que incluye el Fundación Número Cero y el Laboratorio avanzado de física de propulsión: Eagleworks (APPL: E) en el Centro Espacial Johnson de la NASA.
Para desglosarlo sucintamente, este método de viaje espacial implica estirar la estructura del espacio-tiempo en una onda que (en teoría) causaría que el espacio delante de una nave se contraiga y el espacio detrás de ella se expanda. La nave luego viajaría en esta región, conocida como una 'burbuja de deformación', a través del espacio. Dado que la nave no se mueve dentro de la burbuja, sino que se transporta a medida que la región se mueve, los efectos relativistas convencionales, como la dilatación del tiempo, no se aplicarían.
Como indica el Dr. Brannock, las ventajas de un sistema de propulsión de este tipo incluyen la posibilidad de lograr un viaje FTL 'aparente' sin violar las leyes de la relatividad. Además, una nave que viaja en una burbuja de deformación no tendría que preocuparse por chocar con los desechos espaciales, y no habría límite superior para la velocidad máxima alcanzable. Desafortunadamente, las desventajas de este método de viaje son igualmente obvias.
Estos incluyen el hecho de que actualmente no hay métodos conocidos para crear una burbuja de deformación en una región del espacio que aún no la contiene. Además, se requerirían energías extremadamente altas para crear este efecto, y no existe una forma conocida de que una nave salga de una burbuja de deformación una vez que ha entrado. En resumen, FTL es un concepto puramente teórico por el momento y no hay indicios de que pase de la teoría a la práctica en un futuro próximo.
“La primera [estrategia] es el viaje FTL, pero las otras estrategias aceptan que el viaje FTL es muy teórico y que una opción es extender la vida humana o participar en viajes multigeneracionales”, dijo el Dr. Braddock. 'Esto último podría lograrse en el futuro, dada la voluntad de diseñar una nave lo suficientemente grande y el desarrollo de la tecnología de propulsión para lograr 0.1 x c'.
En otras palabras, es poco probable que los conceptos más plausibles para los viajes espaciales interestelares alcancen velocidades de más del diez por ciento de la velocidad de la luz.–aproximadamente 29,979,245.8 m / s (~ 107,925,285 km / h; 67,061,663 mph). Esto sigue siendo unmuytarea difícil considerando que la misión más rápida hasta la fecha fue la Helios 2 misión, que alcanzó una velocidad máxima de más de 66.000 m / s (240.000 km / h; 150.000 mph). Aún así, esto proporciona un marco más realista para trabajar.
Dónde hibernación y estasis En lo que respecta a los regimientos, las ventajas (y desventajas) son más inmediatas. Para empezar, la tecnología es realizable y se ha estudiado exhaustivamente en escalas de tiempo más cortas tanto para humanos como para animales. En el último caso, los ciclos de hibernación natural proporcionan la evidencia más convincente de que la hibernación puede durar meses sin incidentes.
Las desventajas, sin embargo, se reducen a todas las incógnitas. Por ejemplo, existen riesgos probables de atrofia tisular como resultado de períodos prolongados de tiempo pasado en un entorno de microgravedad. Esto podría mitigarse mediante la gravedad artificial u otros medios (como la electroestimulación de los músculos), pero se necesita una investigación clínica considerable antes de intentarlo. Esto plantea una gran cantidad de problemas éticos, ya que tales pruebas plantearían sus propios riesgos.
Estrategias para la senescencia insignificante diseñada (SENS) son otra vía, que ofrece el potencial para que los seres humanos contrarresten los efectos de los vuelos espaciales de larga duración al revertir el proceso de envejecimiento. Además de garantizar que la misma generación que abordó el barco sea la que llegue a su destino, esta técnica también tiene el potencial de impulsar la investigación de la terapia con células madre aquí en la Tierra.
Sin embargo, en el contexto de un vuelo espacial de larga duración, es probable que se necesiten múltiples tratamientos (o tratamientos continuos durante todo el proceso de viaje) para lograr un rejuvenecimiento completo. También se necesitaría una cantidad considerable de investigación de antemano para probar el proceso y abordar los componentes individuales del envejecimiento, lo que una vez más conduce a una serie de problemas éticos.
Luego están las naves del mundo (también conocidas como naves de generación), donde se utilizarían naves espaciales autónomas y autosuficientes lo suficientemente grandes como para acomodar a varias generaciones de viajeros espaciales. Estas naves dependerían de la propulsión convencional y, por lo tanto, tardarían siglos (o milenios) en alcanzar otro sistema estelar. Las ventajas inmediatas de este concepto es que cumpliría dos objetivos principales de la exploración espacial, que serían mantener una colonia humana en el espacio y permitir el viaje a un exoplaneta potencialmente habitable.
Además, una nave de generación se basaría en conceptos de propulsión que actualmente son factibles, y una tripulación de miles multiplicaría las posibilidades de colonizar con éxito otro planeta. Por supuesto, el costo de construir y mantener naves espaciales tan grandes sería prohibitivo. También existen los desafíos morales y éticos de enviar tripulaciones humanas al espacio profundo durante períodos de tiempo tan prolongados.
Por ejemplo, ¿hay alguna garantía de que la tripulación no se volverá loca y se matará entre sí? Y por último, está el hecho de que, mientras tanto, se desarrollarían naves más nuevas y más avanzadas en la Tierra. Esto significa que una nave más rápida, que partirá de la Tierra más tarde, podría adelantar a una nave de generación antes de que alcance otro sistema estelar. ¿Por qué gastar tanto en un barco cuando es probable que se vuelva obsoleto antes incluso de llegar a su destino?
Un concepto para un barco multigeneracional que está siendo diseñado por TU Delft Starship Team (DSTART), con el apoyo de la ESA. Créditos y Copyright: Nils Faber & Angelo Vermeulen
Por último, está la criogenia, un concepto que se ha explorado ampliamente en las últimas décadas como un posible medio para prolongar la vida y viajar por el espacio. En muchos sentidos, este concepto es una extensión de la tecnología de hibernación, pero se beneficia de varios avances recientes. La ventaja inmediata de este método es que da cuenta de todas las limitaciones actuales impuestas por la tecnología y un Universo relativista.
Básicamente, no importa si FTL (o velocidades superiores a 0,10c) son posibles o la duración del viaje, ya que la tripulación estará dormida y perfectamente conservada durante todo el tiempo. Además de eso, ya sabemos que la tecnología funciona, como lo demuestran los avances recientes en los que los tejidos de los órganos e incluso los organismos completos se calentaron y vitrificaron después de ser congelados criogénicamente.
Sin embargo, los riesgos también son mayores que con la hibernación. Por ejemplo, aún no se conocen los efectos a largo plazo de la congelación criogénica sobre la fisiología y el sistema nervioso central de animales y humanos de orden superior. Esto significa que se necesitarían pruebas exhaustivas y ensayos en humanos antes de intentarlo, lo que una vez más plantea una serie de desafíos éticos.
Al final, hay muchas incógnitas asociadas con todos y cada uno de los métodos potenciales de viaje interestelar. De manera similar, se necesita mucha más investigación y desarrollo antes de que podamos decir con seguridad cuál de ellos es el más factible. Mientras tanto, el Dr. Braddock admite que es mucho más probable que cualquier viaje interestelar involucre exploradores robóticos que utilicen tecnología de telepresencia para mostrarnos otros mundos, aunque estos no poseen el mismo atractivo.
El Proyecto Starshot, una iniciativa patrocinada por la Breakthrough Foundation, está destinado a ser el primer viaje interestelar de la humanidad. Crédito: breakthroughinitiatives.org
'Es casi seguro, y esto retoma el concepto inicial de las sondas de replicación de von Neumann (¡menos la replicación!)', Dijo. “Cube Sats o similares pueden lograr este objetivo, pero es probable que no capten la imaginación del público tanto como los viajes espaciales humanos. Creo que Sir Martin Rees ha sugerido el concepto de un dispositivo de tipo IA semihumano ... también algo alejado '.
Actualmente, solo hay una misión propuesta para enviar una nave espacial interestelar a un sistema estelar cercano. Esto sería Breakthrough Starshot , una propuesta para enviar una nanotecnología impulsada por velas láser a Alpha Centauri en solo 20 años. Después de ser acelerada a 4,4704,000 m / s (160,934,400 km / h; 100 millones de mph) 20% de la velocidad de la luz, esta nave realizaría un sobrevuelo de Alpha Centauri y también podría transmitir imágenes a casa de Proxima b .
Más allá de eso, todas las misiones que implican aventurarse al exterior del Sistema Solar consisten en sondas y orbitadores robóticos y todas las misiones tripuladas propuestas están dirigidas a enviar astronautas de regreso a la Luna y luego a Marte. Aún así, la humanidad recién está comenzando con la exploración espacial y ciertamente necesitamos terminar de explorar nuestro propio Sistema Solar antes de que podamos contemplar explorar más allá de él.
Al final, se necesitará mucho tiempo y paciencia antes de que podamos empezar a aventurarnos más allá del Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort para ver qué hay ahí fuera.
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