Es un elemento básico de la ciencia ficción, y algo con lo que muchas personas han 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 e incluso encontrar civilizaciones extraterrestres, el sueño de extenderse más allá del Sistema Solar es uno que no puede hacerse realidad muy pronto!
Durante décadas, los científicos han contemplado cómo la humanidad podría algún día alcanzar esta noble meta. Y la gama de conceptos que han presentado presenta muchos pros y contras. Estos pros y contras se plantearon en un estudio reciente de Martin Braddock, miembro de la Sociedad Astronómica de Mansfield y Sutton, miembro de la Royal Society of Biology y miembro de la Royal Astronomical Society.
El estudio, titulado "Conceptos para viajes al espacio profundo: desde distorsiones e hibernación a naves mundiales y criogenia", apareció recientemente en la revista científica Tendencias actuales en ingeniería biomédica y biociencias (una publicación de Juniper Journals). Como Braddock indica 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.
Como revisamos en un artículo anterior, "¿Cuánto tiempo tomaría viajar a la estrella más cercana?", Existen numerosas formas propuestas y teóricas de viajar entre nuestro Sistema Solar y otras estrellas en la galaxia. Sin embargo, más allá de la tecnología involucrada, y el tiempo que tomaría, también hay implicaciones biológicas y psicológicas para las tripulaciones humanas que deberían tenerse en cuenta de antemano.
Y gracias a la forma en que se ha renovado el interés público en la exploración espacial en los últimos años, los análisis de costo-beneficio de todos los métodos posibles se están volviendo cada vez más necesarios. Como el Dr. Braddock le dijo a Space Magazine 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 de Marte a la vista, la muerte de Stephen Hawking destaca una de sus muchas creencias de que debemos 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 EEI (el Bigelow expandible módulo) 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 regímenes de viaje súper luminal (también conocido como / FTL), hibernación o estasis, ingeniería de senescencia insignificante (también conocida como antienvejecimiento), barcos del mundo capaces de soportar múltiples generaciones de viajeros (también conocidos como barcos de generación) y tecnologías de congelación ciógena.
Para el viaje FTL, las ventajas son obvias, y aunque sigue siendo completamente teórico en este punto, hay conceptos que se están investigando hoy. Un concepto notable de FTL, conocido como Alcubierre Warp Drive, está siendo investigado por varias organizaciones, que incluyen la Fundación Tau Zero y el Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada: Eagleworks (APPL: E) en el Centro Espacial Johnson de la NASA.
Para descomponerlo sucintamente, este método de viaje espacial implica estirar la estructura del espacio-tiempo en una ola que (en teoría) haría que el espacio por delante de una nave se contraiga y el espacio detrás de él se expanda. La nave cabalgaría por esta región, conocida como "burbuja de distorsión", a través del espacio. Como 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 dicho sistema de propulsión incluyen la posibilidad de lograr un viaje FTL "aparente" sin violar las leyes de la relatividad. Además, una nave que viajaba en una burbuja de deformación no tendría que preocuparse por colisionar con los desechos espaciales, y no habría un 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 contiene una. Además, se requerirían energías extremadamente altas para crear este efecto, y no hay 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 pasará de la teoría a la práctica en el futuro cercano.
"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 de múltiples generaciones", dijo el Dr. Braddock. "Esto último podría lograrse en el futuro, dada la voluntad de diseñar una embarcación lo suficientemente grande y el desarrollo de la tecnología de propulsión para alcanzar 0.1 x c".
En otras palabras, no es probable que los conceptos más plausibles para el viaje espacial interestelar 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 un muy alto orden considerando que la misión más rápida hasta la fecha fue el 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.
En cuanto a los regimientos de hibernación y estasis, las ventajas (y desventajas) son más inmediatas. Para empezar, la tecnología es realizable y ha sido ampliamente estudiada en escalas de tiempo más cortas tanto para humanos como para animales. En este último caso, los ciclos de hibernación naturales 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 los riesgos probables de atrofia tisular como resultado de largos períodos de tiempo 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 que esto pueda intentarse. Esto plantea una gran cantidad de problemas éticos, ya que tales pruebas plantearían sus propios riesgos.
Las estrategias para la senescencia insignificante de ingeniería (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 sería la que llegaría 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 los vuelos espaciales de larga duración, probablemente serían necesarios múltiples tratamientos (o continuos durante todo el proceso de viaje) para lograr un rejuvenecimiento completo. También se necesitaría una considerable cantidad de investigación de antemano para probar el proceso y abordar los componentes individuales del envejecimiento, lo que nuevamente conduce a una serie de problemas éticos.
Luego están las naves del mundo (también conocidas como naves de generación), donde se utilizarían naves espaciales autosuficientes 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 llegar a otro sistema estelar. Las ventajas inmediatas de este concepto es que cumpliría dos objetivos principales de la exploración espacial, que sería mantener una colonia humana en el espacio y permitir viajar a un exoplaneta potencialmente habitable.
Además, una nave de generación dependería de los 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 largos.
Por ejemplo, ¿hay alguna garantía de que la tripulación no se volvería loca y se mataría entre sí? Y por último, está el hecho de que mientras tanto se desarrollarían naves más nuevas y avanzadas en la Tierra. Esto significa que una nave más rápida, que partiría de la Tierra más tarde, podría adelantar a una nave de generación antes de llegar a otro sistema estelar. ¿Por qué gastar tanto en un barco cuando es probable que quede obsoleto antes de que llegue a su destino?
Por último, existe la criogenia, un concepto que se ha explorado ampliamente en las últimas décadas como un posible medio para la extensión de la vida y los viajes espaciales. En muchos sentidos, este concepto es una extensión de la tecnología de hibernación, pero se beneficia de una serie de avances recientes. La ventaja inmediata de este método es que explica todas las limitaciones actuales impuestas por la tecnología y un universo relativista.
Básicamente, no importa si FTL (o velocidades superiores a 0,10 C) son posibles o cuánto tiempo tomará un viaje ya que la tripulación estará dormida y perfectamente conservada durante el tiempo que dure. Además de eso, ya sabemos que la tecnología funciona, como lo demuestran los avances recientes en los que los tejidos de órganos e incluso organismos completos se calentaron y vitrificaron después de congelarse 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 en 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 posibles métodos de viaje interestelar. Del mismo modo, 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 usen tecnología de telepresencia para mostrarnos otros mundos, aunque estos no poseen el mismo atractivo.
"Casi con certeza, 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 probablemente no atraerán 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 a cierta distancia ".
Actualmente, solo hay una misión propuesta para enviar una nave espacial interestelar a un sistema estelar cercano. Este sería Breakthrough Starshot, una propuesta para enviar una nanocraft láser a Alpha Centauri en solo 20 años. Después de acelerarse a 4,4704,000 m / s (160,934,400 km / h; 100 millones de mph) el 20% de la velocidad de la luz, esta nave realizaría un sobrevuelo de Alpha Centauri y también podría transmitir imágenes caseras de Proxima b.
Más allá de eso, todas las misiones que implican aventurarse al Sistema Solar exterior consisten en sondas y orbitadores robóticos y todas las misiones tripuladas propuestas están dirigidas a enviar astronautas de regreso a la Luna y 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 poder contemplar explorar más allá de él.
Al final, se necesitará mucho tiempo y paciencia antes de que podamos comenzar a aventurarnos más allá del Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort para ver qué hay ahí fuera.
