Este sistema de propulsión puede acelerar el futuro de los viajes interestelares.
Por Caroline Delbert
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Naeblys//Getty Images
La estrella más cercana a la Tierra, Próxima Centauri (PC), todavía está aproximadamente 8000 veces más lejos de nosotros que Plutón.
Propulsar una sonda a PC requerirá una velocidad de crucero mucho mayor que la que podemos alcanzar actualmente para obtener datos útiles.
La solución podría ser un haz de protones, hecho a prueba de difracción mediante algoritmos complejos.
Este año, la icónica sonda Voyager 1 fue noticia, primero por perder contacto y luego porque ese contacto se restableció como resultado de reparaciones cuidadosas e increíblemente a larga distancia. Desde fuera (y, por supuesto, tal vez desde dentro), esto parece un milagro. Después de todo, la Voyager 1 está a aproximadamente 24.400 millones de kilómetros de la Tierra. Eso es más de cinco veces la distancia entre la Tierra y Neptuno. Es casi insondablemente distante.
Pero sigue estando unas 1.600 veces más cerca de nosotros que la estrella no solar más cercana, Próxima Centauri (PC). Podría ser que el sistema PC sea el mejor candidato para que la humanidad pueda habitar un segundo planeta, lo que lo ha convertido en objeto de interés durante décadas. Pero a 40 billones de kilómetros de distancia, está más que un poco fuera de nuestro alcance actual. Después de todo, la Voyager tardó 50 años en llegar tan lejos como está.
Por lo tanto, para poder explorar Próxima Centauri y su puñado de exoplanetas, necesitamos un nuevo paradigma de propulsión de naves. Y como una sonda es muy pequeña (la Voyager pesa alrededor de 1500 libras, en comparación con los 4,5 millones de libras del transbordador espacial en el momento del despegue), podría ser una buena manera de experimentar con ideas de propulsión interplanetaria e interestelar.
En 2018, el grupo experimental NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) de la NASA publicó un informe del científico Chris Limbach sobre un sistema de propulsión por haz de protones. El haz de protones propuesto se llama PROCSIMA: Photon-paRticle Optically Coupled Soliton Interstellar Mission Accelerator (Acelerador de misión interestelar de solitones acoplados ópticamente con fotones).
Un haz puede parecer una locura en comparación con la batería nuclear que alimenta a la Voyager 1, que suena bastante rutinaria. Por supuesto, cuando se estaban construyendo las naves Voyager en los años 70, eso también era bastante «descabellado», pero funcionaba. Y aunque todavía es una teoría, el rayo también tiene beneficios muy arraigados en la vida real. “Los conceptos de rayos son únicos en el sentido de que su capacidad de propulsión se deriva principalmente de la separación de los subsistemas de potencia y propulsión de la propia nave espacial”, escribió Limbach, “liberando así la dinámica de propulsión de la ecuación del cohete”.
En otras palabras, todo el trabajo de propulsión se realiza en la Tierra, donde se basa el rayo de protones. Como resultado, los cálculos en torno a la propia nave espacial de la sonda se vuelven menos complejos. Piense en la sonda como si fuera una pelota de béisbol. En una pelota de béisbol, su cuerpo que balancea el bate es el sistema de propulsión. Eso es muy diferente de una pelota de béisbol que solo sostiene en su mano hasta que puede volar en la misma trayectoria, pero por su propia energía, que es la idea detrás de la mayoría de los sistemas de propulsión. (Esa es una pelota de béisbol complicada que ganaría la feria de ciencias con seguridad).
Todo esto, explica Limbach en el artículo, es bastante viejo. Pero algo ha impedido que la gente use rayos terrestres. Sí, ahorran complejidad, pero los rayos, por naturaleza, terminan difractándose (funcionalmente, el equivalente de un rayo de luz a disolverse) a lo largo de largas distancias hasta que ya no son efectivos. Eso significa que la sonda solo podría recibir energía durante una cierta distancia antes de que pudiera valerse por sí misma.
El avance de Limbach en el artículo, explica, es una forma de mantener ese rayo ajustado, incluso a lo largo de billones de millas. Y aunque Star Trek y otras películas de ciencia ficción a veces representan el espacio exterior como abarrotado de objetos cercanos, la verdad es que nuestro espacio local está bastante vacío, con un camino claro desde aquí hasta Próxima Centauri.
El artículo de Limbach es una exploración y revisión del conocimiento existente, con sus ideas originales destinadas a generar un debate sobre los próximos pasos hacia haces de partículas autoguiados (y no difractantes). No carecen de su propia alta complejidad, explica, pero trasladar esa complejidad a la Tierra significa que nadie considerará milagroso que el sistema se repare durante el viaje de la sonda.
“Estos estudios no revelaron ningún problema”, concluye Limbach, solo ideas prometedoras que necesitan más exploración. Y a medida que pensemos cada vez más en viajar al espacio exterior, tal vez ese trabajo vuelva a parecer más urgente.