Texto original: Matt Williams, Is Alpha Centauri the best place to look for aliens?, universetoday.com, 16 Apr, 2016 - Trad. cast. de Andrés Salvador
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| Proyecto Starshot, una iniciativa patrocinada por la Breakthrough Foundation, pretende ser el primer viaje interestelar de la humanidad. Crédito: breakthroughinitiatives.org |
por Matt Williams
Por generaciones, los seres humanos han fantaseado sobre la posibilidad de encontrar vida extraterrestre. Y con nuestros esfuerzos de investigación en marcha para descubrir nuevos y emocionantes planetas extrasolares (también conocidos como exoplanetas) en sistemas de estrellas distantes, la posibilidad de visitar realmente uno de estos mundos ha recibido un real disparo en el brazo. Desafortunadamente, dadas las distancias astronómicas involucradas, por no mencionar el costo de montaje de una expedición, hacerlo presenta numerosos retos significativos.
Sin embargo, el billonario ruso Yuri Milner y la Breakthrough Foundation – una organización internacional comprometida con la exploración y la investigación científica – está determinada a montar una misión interestelar a Alfa Centauri, nuestro vecino estelar más cercano, en los próximos años. Con el respaldo de patrocinadores de renombre tales como Mark Zuckerberg y Stephen Hawking, su última iniciativa (llamada “Project Starshot“) pretende enviar una pequeña nave espacial a el sistema Alfha Centauri para buscar planetas y signos de vida.
Consistente en una nanonave [=nanocraft] ultra ligera y una vela de luz [=lightsail], el concepto requiere un dispositivo [=array] láser basado en tierra para empujar la vela de luz hasta velocidades de cientos de kilómetros por hora, arrastrando la nanonave en el espacio profundo. Tal sistema permitiría a la pequeña nave espacial conducir una misión de sobrevuelo a Alfa Centauri en unos 20 años después de su lanzamiento, el cual podría entonces transmitir imágenes de posibles planetas, así como otros datos científicos tales como el análisis de campos magnéticos.
En esencia, Starshot busca aprovechar los recientes desarrollos tecnológicos para montar una misión interestelar que llegará a otra estrella dentro de una sola generación. Como hemos explicado en otro artículo (“How Long Would It Take To Travel To The Nearest Star?“) [=Cuánto tiempo tomaría viajar a la estrella más cercana?], usando la tecnología existente, tomaría entre 19,000 y 81,000 años para una nave espacial hacer el viaje incluso a la estrella más cercana, en función de si fueron usados cohetes químicos o motores de iones.
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| Concepción artística de una demostración de vela solar misión que va a utilizar el láser para la navegación. Crédito: NASA |
Por lo tanto, la junta asesora de la Fundación exploró todos los potenciales métodos para la creación de una nave que podría viajar a velocidades relativistas – hasta un 20% la velocidad de la luz – por lo que podría atravesar los 4.37 años luz de distancia en tan sólo 20 años. Se determinó que una pequeña nave, aproximadamente del tamaño de un imán de refrigerador y un peso entorno de unos pocos gramos, sería el mejor modelo para una nave espacial. Se determinó además que el mejor método de propulsión sería una vela de luz impulsado por láser, que no se ve obstaculizada por los límites de los métodos convencionales.
Con un láser masivo con base en tierra dirigido a la vela, el plan es acelerar la nanonave a su velocidad terminal antes de llegar a una distancia de aproximadamente un millón de kilómetros de la Tierra (que es el límite en el que el haz de láser se puede enfocar en la escala de metros de la vela). En total, la nanonave experimentará una aceleración de aproximadamente 60,000 g (sesenta mil veces la fuerza de gravedad de la Tierra, lo que equivale a poco menos de 600,000 m/s²).
Como señala el profesor Avi Loeb, Frank B. Baird, Jr. Professor of Science en la Harvard University y presidente del Consejo Asesor de la Fundación, explicó a Universe Today via correo electrónico:
"{S]olo uno ofrece un camino hacia delante: usar haces (láser) de luz para empujar una vela unida a un peso ligero (escala de gramos) inteligente (con una cámara, transmisor y propulsores). Este enfoque se beneficia de dos grandes avances tecnológicos que se realizaron recientemente: miniaturización de la electrónica (desarrollado por la industria de la telefonía celular) y la construcción de dispostivos de láseres que se combinan para hacer un muy poderoso y enfocado haz de luz (desarrollado por la industria de defensa). El viaje interestelar es un reto, pero en base a estos avances tecnológicos, creemos que hay un camino hacia adelante sin mostrar obstaculos [=show stoppers] obvios. El proyecto es ambicioso pero factible".
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| Impresión artística del planeta alrededor de Alfa Centauri B. Crédito: ESO |
Además de llevar a cabo el sueño de muchas generaciones (i.e., viajar a otro sistema estelar), Breakthrough Starshot espera generar importantes beneficios complementarios a la astronomía en el ínterin. Al igual que el Programa Apolo de los 1960s, el programa Breakthrough Starshot espera estimular el desarrollo de tecnologías que serán beneficiosas aquí en Tierra.
Estos incluyen la demostración de tecnología de prueba de concepto que permita la exploración del sistema solar, la detección y el estudio de los Near Earth Objects [=Objetos Cercanos a la Tierra] (NEOs), y los beneficios para la ciencia de los materiales que el desarrollo de la vela solar traerá. El desarrollo de dispositivos láser también tendrá importantes implicaciones para la ciencia de sistemas ópticos y los dispositivos de comunicación por láser utilizados en Starshot probablemente conducirá a una mejor comunicación con los aviones y satélites alrededor de la Tierra.
Como Pete Worden, el Director Ejecutivo del Project Breakthrough StarShot, dijo a Universe Today vía correo electrónico:
Basados sobre las mejores estimaciones de la Fundación, este proyecto podría lograr su objetivo de enviar su viajero interestelar dentro de un tiempo de pocas décadas. Y con unos 20 y tantos años de tiempo de transito, podríamos obtener información vital sobre el sistema estelar más cercano (incluyendo si tiene o no tiene exoplanetas que soportan vida) por los 2050s o 2060s.
Naturalmente, todavía hay varios obstáculos de ingeniería que habría que superar antes que Starshot pueda llegar a ser una realidad. Por ejemplo, impulsar una nave espacial de la escala de gramos hasta el 20% de la velocidad de la luz requerirá un haz de láser que pudiera generar alrededor de 100 Gigawatts de energía en el transcurso de unos pocos minutos. El proyecto tiene la intención de construir este dispositivo láser sobre el suelo, simplemente porque eso sería mucho más barato que la construcción de uno en el espacio.
Esto, a su vez, crea el reto del desenfoque-óptico debido a la turbulencia atmosférica. El uso de óptica adaptativa (que miden los efectos atmosféricos y la corrección para ellos) se cree que es capaz de compensar por ello. Tal método ha sido probado en la escala de los telescopios más grandes (10 metros de diámetro), pero tendría que ser probado en una escala de 1 km antes que pueda ser considerado factible.
Lo que es más, hay un montón de dudas en cuanto al objetivo previsto de la misión, por no mencionar la posibilidad que la misión tenga éxito. Por ejemplo, mientras Alfa Centauri puede ser la estrella más cercana, por lo que es la elección natural para la exploración interestelar, hay pocas razones para sospechar que vamos a encontrar exoplanetas allí.
Años atrás, los astrónomos anunciaron la detección de un posible planeta circundando Alfa Centauri B con un período orbital de 3.24 días – que fue nombrado Alfa Cen Bb. Sin embargo, exámenes subsecuentes revelaron que la detección de este exoplaneta fue el resultado de la función de ventana (tiempo de muestreo) de los datos originales. Si esperamos encontrar exoplanetas, entonces podríamos necesitar mirar más lejos – como Epsilon Eridani, a sólo 10.5 años luz de distancia (que se traduciría en un tiempo de viaje de 55 años para la nanonave propuesta).
Y, como Paul Gilster de Centauri Dreams señala, el concepto presenta numerosos retos que requerirán avances técnicos que no existen en la actualidad. Por ejemplo, más allá de la cuestión de la potencia del láser y la óptica adaptativa, hay problemas con el propio concepto de la vela que pueden resultar difíciles. Esencialmente, esto se reduce a la necesidad de un balance necesario entre los láseres de gran alcance y una vela que sea capaz de soportar ellos:
Al final, la única razón para enviar una sonda a Alfa Centauri es debido a su proximidad. Y el montaje de la misión rquerirá que Breakthrough Foundation y sus soportes encuentren soluciones nuevas e innovadoras a los obstáculos que enfrentan. Pero dado que las oportunidades para la investigación y la exploración seguirán siendo abundantes, los plazos razonables involucrados, y la probabilidad de éxito, la misión ciertamente parece ser factible.
Los esfuerzos anteriores de la Breakthrough Foundation incluyen Breakthrough Listen, el mayor programa de investigación científica dirigida a detectar transmisiones de estrellas distantes. Éstos incluyen el monitoreo de transmisiones de radio y transmisiones láser ópticas uzando instrumentos avanzados que son significativamente más sensibles que cualquier cosa actualmente en uso, combinado con software avanzado y análisis de datos. El programa tendrá una duración de 10 años y un costo estimado de $100 millones, la inspección de 1,000,000 de las estrellas más cercanas a la Tierra y las 100 galaxias más cercanas a la Vía Láctea.
También está Breakthrough Message, una competición de $1 millones [de dólares] destinado a fomentar un debate global sobre la ética y los posibles métodos de comunicación con los posibles seres inteligentes más allá de la Tierra. El concurso está abierto, y el premio será otorgado a cualquier persona que es capaz de diseñar un mensaje (en formato digital) que mejor represente a la Tierra y la humanidad a otras civilizaciones.
Y asegúrese de disfrutar de este vídeo de la Breakthrough Foundation que ilustra el concepto de la misión:
Como Pete Worden, el Director Ejecutivo del Project Breakthrough StarShot, dijo a Universe Today vía correo electrónico:
"Los objetivos del proyecto son desarrollar y demostrar las tecnologías, particularmente con respecto a la tecnología de haz láser de alta potencia y naves de vela de luz de la clase-gramo que podría permitir a la humanidad el enviar estas naves al sistema de estrella más cercano, Alfa Centauri dentro de una generación. Esperamos movilizar la experticie del mundo para hacer esto posible. El programa será un programa internacional abierto. Yuri Milner ha proporcionado nuestra financiación inicial. El renombrado físico Stephen Hawking y el fundador de Facebook Mark Zuckerberg, se han unido a Yuri Milner como la junta gobernante del proyecto".
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| Concepto del artista para el concepto de vela láser Directed Energy Propulsion for Interstellar Exploration (DEEP-IN) . Crédito: UCSB Experimental Cosmology Group |
Basados sobre las mejores estimaciones de la Fundación, este proyecto podría lograr su objetivo de enviar su viajero interestelar dentro de un tiempo de pocas décadas. Y con unos 20 y tantos años de tiempo de transito, podríamos obtener información vital sobre el sistema estelar más cercano (incluyendo si tiene o no tiene exoplanetas que soportan vida) por los 2050s o 2060s.
Naturalmente, todavía hay varios obstáculos de ingeniería que habría que superar antes que Starshot pueda llegar a ser una realidad. Por ejemplo, impulsar una nave espacial de la escala de gramos hasta el 20% de la velocidad de la luz requerirá un haz de láser que pudiera generar alrededor de 100 Gigawatts de energía en el transcurso de unos pocos minutos. El proyecto tiene la intención de construir este dispositivo láser sobre el suelo, simplemente porque eso sería mucho más barato que la construcción de uno en el espacio.
Esto, a su vez, crea el reto del desenfoque-óptico debido a la turbulencia atmosférica. El uso de óptica adaptativa (que miden los efectos atmosféricos y la corrección para ellos) se cree que es capaz de compensar por ello. Tal método ha sido probado en la escala de los telescopios más grandes (10 metros de diámetro), pero tendría que ser probado en una escala de 1 km antes que pueda ser considerado factible.
Lo que es más, hay un montón de dudas en cuanto al objetivo previsto de la misión, por no mencionar la posibilidad que la misión tenga éxito. Por ejemplo, mientras Alfa Centauri puede ser la estrella más cercana, por lo que es la elección natural para la exploración interestelar, hay pocas razones para sospechar que vamos a encontrar exoplanetas allí.
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| Un dispositivo de láser por fases, tal vez en el alto desierto de Chile, impulsa las velas en su viaje. Crédito: Breakthrough Initiatives |
Años atrás, los astrónomos anunciaron la detección de un posible planeta circundando Alfa Centauri B con un período orbital de 3.24 días – que fue nombrado Alfa Cen Bb. Sin embargo, exámenes subsecuentes revelaron que la detección de este exoplaneta fue el resultado de la función de ventana (tiempo de muestreo) de los datos originales. Si esperamos encontrar exoplanetas, entonces podríamos necesitar mirar más lejos – como Epsilon Eridani, a sólo 10.5 años luz de distancia (que se traduciría en un tiempo de viaje de 55 años para la nanonave propuesta).
Y, como Paul Gilster de Centauri Dreams señala, el concepto presenta numerosos retos que requerirán avances técnicos que no existen en la actualidad. Por ejemplo, más allá de la cuestión de la potencia del láser y la óptica adaptativa, hay problemas con el propio concepto de la vela que pueden resultar difíciles. Esencialmente, esto se reduce a la necesidad de un balance necesario entre los láseres de gran alcance y una vela que sea capaz de soportar ellos:
"Por otra parte, tenemos que diseñar una vela que va a 'montar' el haz en lugar de ser soplado fuera de él, y una que será tan altamente reflectante que va a absorber menos de 1/100,000a de la energía aplicada a la misma. Estos son problemas que Robert Forward enfrentó con su diseño Starwisp, una una vela "tela de araña" de un kilómetro de ancho impulsada por microondas, con sensores repartidos por toda la misma vela. Fue Geoffrey Landis que llegaría amostrar que como se ha descrito, Starwisp probablemente se evaporaría bajo el potente haz de luz destinado a conducirlo a Alfa Centauri, causando una ráfaga de replanteamiento de los materiales y el diseño de la vela. Pero dejar el combustible en el hogar es una técnica poderosa, y los avances en la tecnología nos pueden dar el tipo de materiales que pueden resistir el torrente de fotones."En dirección al diseño solicitado por Breakthrough Starshot – un delgado, disco redondo que es aproximadamente del tamaño de una mesa de picnic en diámetro, y que tendría su entera suite electrónica en el centro – Gilster ve problemas adicionales. "También tenemos un problema en ese concepto," dice, "porque Jim Benford ha señalado que una vela plana no es un buen 'monta-haz' – y que probablemente tendremos que mirar el tipo de diseños de vela curvada que tanto Jim y su hermano Gregory Benford han estudiado en trabajo de laboratorio en el Jet Propulsion Laboratory."
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| Las ubicaciones relativas de algunas estrellas famosas, en relación con el sol. Crédito: Andrew Z Colvin |
Al final, la única razón para enviar una sonda a Alfa Centauri es debido a su proximidad. Y el montaje de la misión rquerirá que Breakthrough Foundation y sus soportes encuentren soluciones nuevas e innovadoras a los obstáculos que enfrentan. Pero dado que las oportunidades para la investigación y la exploración seguirán siendo abundantes, los plazos razonables involucrados, y la probabilidad de éxito, la misión ciertamente parece ser factible.
Los esfuerzos anteriores de la Breakthrough Foundation incluyen Breakthrough Listen, el mayor programa de investigación científica dirigida a detectar transmisiones de estrellas distantes. Éstos incluyen el monitoreo de transmisiones de radio y transmisiones láser ópticas uzando instrumentos avanzados que son significativamente más sensibles que cualquier cosa actualmente en uso, combinado con software avanzado y análisis de datos. El programa tendrá una duración de 10 años y un costo estimado de $100 millones, la inspección de 1,000,000 de las estrellas más cercanas a la Tierra y las 100 galaxias más cercanas a la Vía Láctea.
También está Breakthrough Message, una competición de $1 millones [de dólares] destinado a fomentar un debate global sobre la ética y los posibles métodos de comunicación con los posibles seres inteligentes más allá de la Tierra. El concurso está abierto, y el premio será otorgado a cualquier persona que es capaz de diseñar un mensaje (en formato digital) que mejor represente a la Tierra y la humanidad a otras civilizaciones.
Y asegúrese de disfrutar de este vídeo de la Breakthrough Foundation que ilustra el concepto de la misión:
Lectura adicional: Breakthrough Initiatives
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (Sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor.
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (Sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor.
Fuente Matt Williams, Is Alpha Centauri the best place to look for aliens?, universetoday.com, 16 Apr, 2016 - Trad. cast. de Andrés Salvador
