10 soluciones propuestas para los problemas de los viajes interestelares

En este momento, los viajes interestelares y la colonización son bastante improbables. Las leyes básicas de la física sugieren que simplemente no se puede hacer, y para muchas personas, eso significa que nunca se hará. Esas personas no son divertidas. Otros son más idealistas, y buscan formas de romper las leyes de la física (o al menos encontrar una brecha) que nos permitan viajar a estrellas distantes y explorar mundos completamente nuevos.

10 Alcubierre Warp Drive

Cualquier cosa llamada "unidad de deformación" puede sonar como si estuviera más a gusto en Star Trek que en la nasa. Sin embargo, el Alcubierre Warp Drive es una idea de que están pateando como una posible solución (o al menos el comienzo de una solución) para superar las restricciones del universo cuando se trata de moverse más rápido que la luz.

Los conceptos básicos de la idea son bastante simples, y la NASA usa el ejemplo de una pasarela móvil para explicarlo. Mientras que una persona solo puede caminar tan rápido en una pasarela móvil, la velocidad combinada de la persona y la pasarela significan que llegan al final más rápido de lo que lo harían por sí mismos. La pasarela es la unidad de deformación, que se mueve a lo largo del espacio-tiempo dentro de una especie de burbuja de expansión. Frente a la unidad warp, se contrata el espacio-tiempo. Detrás, se expande. Esto debería, en teoría, permitir que la unidad mueva lo que sea que haya en él más rápido que la velocidad de la luz. Uno de los principios clave, el de expandir el espacio-tiempo, ya ha sido explorado como lo que permitió al universo expandirse tan rápido en los momentos posteriores al Big Bang. Por lo tanto, en teoría, hacerlo debería ser factible.

Más complicado es crear la unidad Warp en sí misma, lo que, según la NASA, requeriría un enorme bolsillo de energía negativa alrededor de la nave. No están seguros de si eso es posible o no. (Su respuesta final sobre el tema fue un rotundo: "No sé ... ¿quizás?") Además, la manipulación del espacio-tiempo te obliga a hacer preguntas aún más complicadas sobre el viaje en el tiempo, cómo alimentar la burbuja de energía negativa y cómo encenderla. y fuera.

La idea fue una creación del físico Miguel Alcubierre, quien también explicó las habilidades del drive warp como un poco como saltar sobre las olas en el espacio-tiempo en lugar de tomar el camino más largo. Técnicamente, no rompería las leyes de los viajes más rápidos que la luz, e incluso hizo los cálculos para apoyar la teoría.

9 La Internet interestelar

Ya es bastante malo cuando estás perdido en la Tierra y no puedes cargar Google Maps en tu teléfono inteligente. El viaje interestelar sería peor, presentando todo tipo de otros problemas de comunicación. Salir allí es solo el primer paso, y los científicos están analizando qué sucederá cuando nuestras sondas tripuladas y no tripuladas necesiten una forma de enviar un mensaje a la Tierra.

En 2008, la NASA realizó las primeras pruebas exitosas en una versión interestelar de Internet. El proyecto comenzó en 1998 como una asociación entre el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y Google. Diez años más tarde, tenían algo llamado el sistema de red tolerante a las interrupciones (DTN), que les permitía enviar imágenes a una nave espacial a 20 millones de millas de distancia.

La tecnología necesaria para poder manejar largos retrasos e interrupciones en las transmisiones, por lo que puede continuar en tránsito incluso cuando la señal se interrumpe por hasta 20 minutos. Puede atravesar, sortear o superar todo, desde erupciones solares y tormentas solares hasta molestos planetas que se interponen en el camino de la transmisión sin perder ninguna de la información que está enviando.

De acuerdo con Vint Cerf, uno de los fundadores de nuestro Internet terrestre y pionero de uno interestelar, el sistema DTN supera todos los problemas que tiene el protocolo tradicional TCIP / IP cuando se trata de las distancias involucradas en los viajes interplanetarios. Con TCIP / IP, hacer una búsqueda de Google en Marte probablemente tomaría tanto tiempo que los resultados habrían cambiado para cuando regresaran, y de todos modos, probablemente solo serían un montón de paquetes de información rotos. Con DTN, han agregado algo bastante salvaje: la capacidad de asignar diferentes nombres de dominio a diferentes planetas y elegir a qué planeta desea enrutar sus búsquedas de Internet y el tráfico.

Entonces, ¿qué hay de ir más allá de los planetas con los que ya estamos familiarizados? Científico americano sugiere que podría haber una manera, aunque sea una forma sumamente costosa y lenta, de crear una Internet que llegue hasta Alpha Centauri. Al lanzar una serie de sondas de von Neumann autorreplicantes (más adelante, más adelante), se puede crear una larga cadena de estaciones de retransmisión, que pueden enviar información a lo que esencialmente sería una cadena de cadenas interestelar. La señal perfeccionada en nuestro propio sistema rebotaría entre las sondas y finalmente regresaría a la Tierra o, según la dirección, a Alpha Centauri. Por supuesto, eso requerirá muchas pruebas, cada una de las cuales costará miles de millones para construir y lanzar. Por supuesto, dado que las sondas más distantes no alcanzarían su objetivo durante miles de años, tendríamos tiempo para ahorrar dinero y, presumiblemente, mejorar la tecnología, rebajando el precio.

8 Colonización del espacio embrionario

Uno de los grandes problemas con los viajes interestelares, y en última instancia, la colonización, es la gran cantidad de tiempo que nos llevará a cualquier parte, incluso con juguetes ingeniosos como los propulsores warp propuestos. La forma de llevar a un grupo de colonos a su destino presenta un nuevo conjunto de problemas, y uno de los planes propuestos para crear un grupo de colonos capaces es enviar barcos no tripulados, sino barcos de siembra con embriones. Una vez que la nave alcance una distancia apropiada de su destino, los embriones congelados comenzarán a crecer. Eventualmente, se convierten en niños que son criados en el barco, y cuando finalmente llegan a su destino, son capaces de establecer una nueva civilización.

Esto, por supuesto, tiene un conjunto de otros problemas, como quién o qué va a hacer la recaudación. Los robots podrían usarse para criar a los niños, lo que plantea algunas preguntas fascinantes sobre cómo serían los humanos criados completamente por robots. ¿Podrían los robots entender lo que un niño necesita para crecer y prosperar? ¿Podrían entender los castigos, las recompensas y las emociones humanas? Además, la idea general asume que descubrimos cómo preservar los embriones congelados intactos durante cientos de años y cómo cultivarlos en un entorno artificial. Sin embargo, lo hemos logrado con los tiburones, por lo que es posible que no estemos muy atrasados ​​en el gran esquema de las cosas.

Una solución propuesta que evitaría el llamado problema de la niñera robot es crear una combinación de un barco de semillas y un barco durmiente, donde los adultos se mantienen en una especie de animación suspendida, se despiertan cuando son necesarios para ayudar a criar a los niños Nacido de la nave de semillas. Una serie de años de crianza de los hijos salpicados con un retorno a la hibernación podría, en teoría, dar como resultado una población estable. Un lote de embriones cuidadosamente establecido garantizaría una diversidad genética suficiente para mantener a la población en una forma más o menos normal después de que se establezca una nueva colonia. Un lote adicional de embriones también se incluiría en el barco de semillas, que a su vez se usaría para impregnar a la primera generación de mujeres de la colonia, diversificando aún más el acervo genético.

7 naves espaciales auto-replicantes

Obviamente, todo lo que construyamos y enviemos al espacio tendrá sus problemas, y hacer que las cosas deban durar millones de kilómetros sin agotarse o romperse parece un obstáculo bastante imposible, pero la respuesta podría haberse encontrado en décadas. hace. En la década de 1940, el físico John von Neumann propuso una tecnología mecánica que podía replicarse, y aunque no aplicó la idea al viaje interestelar, los que lo seguían empezaron a parecer así. Las sondas resultantes de von Neumann podrían, en teoría, usarse para explorar vastos territorios interestelares. Según algunos investigadores, la idea de que somos los primeros en pensar en esta idea no solo es bastante pomposa de nosotros, sino que también es bastante improbable.

Investigadores de la Universidad de Edimburgo publicaron hallazgos en el Revista Internacional de Astrobiología, explorando no cómo podríamos usar esta tecnología floreciente para nuestra propia exploración, sino más bien la posibilidad de que alguien más haya estado haciendo exactamente eso. Sobre la base de cálculos previos que estimaban hasta qué punto la nave podría llegar usando diferentes tipos de viajes, los investigadores observaron cómo cambiaría la ecuación si se aplicara a naves y sondas autorreplicantes.

Basaron sus cálculos en sondas autorreplicativas que podrían usar escombros y otro material en el espacio para construir lo que llamaron sondas infantiles. Estas sondas de padres e hijos se multiplicarían en un número lo suficientemente grande como para poder cubrir la totalidad de nuestra galaxia en aproximadamente 10 millones de años, y eso es si solo viajaran a una velocidad de la luz de aproximadamente el 10 por ciento. A su vez, eso significa que es increíblemente probable que en algún momento nos hayan visitado algún tipo de sondas autorreplicantes. Ya que no creemos que lo hayamos, dicen que solo hay dos explicaciones: no somos lo suficientemente avanzados tecnológicamente para saber lo que estamos viendo, o estamos realmente solos en la galaxia.

6 Tirachinas de agujero negro

La idea de usar un planeta o la gravedad de la luna para hacer una especie de honda a su alrededor se ha usado más de una vez dentro de nuestro propio sistema solar, especialmente por el Voyager 2, que recibió un impulso adicional del primer Saturno y luego de Urano en su camino hacia el exterior. sistema. La idea implica maniobrar una nave para obtener un aumento (o disminución) de la velocidad a medida que navega a través del campo gravitatorio de un planeta. La idea básica también ha sido una de las favoritas en las obras de ciencia ficción.

El escritor Kip Thorne planteó la idea de que hacer algo similar podría ayudar a las embarcaciones a reducir uno de los grandes desafíos cuando se trata del consumo de combustible para viajes interestelares. Sin embargo, sugirió algo un poco más riesgoso, a saber, maniobrar alrededor de un conjunto de agujeros negros binarios. Solo se necesitaría una cantidad mínima de combustible para montar la órbita crítica de un agujero negro a otro. Cuando la nave en cuestión haya realizado varios circuitos entre los dos agujeros negros, su velocidad se acercaría a la velocidad de la luz con un consumo mínimo de combustible. Entonces, solo sería cuestión de apuntar correctamente y disparar un cohete en el instante correcto para iniciar un curso a través de las estrellas.

¿Es esta idea poco probable? Absolutamente. ¿Es algo increíble? Ciertamente. Thorne subraya que hay muchos problemas con su idea, como los cálculos precisos y la sincronización que se necesitarían para asegurarse de que no terminaría volando directamente a través de otra estrella, planeta u otro cuerpo interestelar colocado de manera incómoda. También existen preocupaciones como reducir la velocidad, detenerse y volver a casa, pero estamos bastante seguros de que si está dispuesto a hacer esto en primer lugar, es posible que no esté demasiado preocupado por volver a casa.

Ya se ha establecido un precedente para la idea. En el año 2000, los astrónomos observaron 13 supernovas a toda velocidad a lo largo de la galaxia a unos 5 millones de millas por hora. Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign descubrieron que las estrellas rebeldes fueron expulsadas de su galaxia por un par de agujeros negros atrapados en una órbita alrededor de la otra después de la destrucción y fusión de dos galaxias separadas.

5 lanzador Starseed

Cuando se trata de lanzar incluso sondas autorreplicantes, todavía existe el problema del consumo de combustible.Eso no ha impedido que las personas intenten encontrar nuevas ideas sobre cómo lanzar sondas a través de distancias interestelares, un proceso que requeriría megatones de energía con la tecnología que tenemos hoy en día.

Forrest Bishop, del Instituto de Ingeniería de Escala Atómica, afirmó haber creado un método para lanzar sondas interestelares que solo requiere una cantidad de energía equivalente a la batería de un automóvil. El lanzador de Starseed teórico tendría una longitud de unos 1.000 kilómetros (600 mi) y consistiría principalmente en cables. A pesar de su longitud, todo encajaría en una lanzadera cuando se almacenara y podría cargarse con una batería de 10 voltios.

Parte del plan consistió en lanzar sondas que son poco más que microgramos en masa, que contienen solo la información más básica necesaria para construir otras sondas en el espacio. Grupos de lanzadores podrían lanzar grupos de hasta miles de millones de estas sondas. Bishop dijo que su plan es más fácil porque las sondas autorreplicantes pueden unirse entre sí después del lanzamiento. Si bien tenía planes para que el lanzador mismo fuera impulsado por bobinas superconductoras de levitación magnética, creando una fuerza opuesta que proporciona el poder, dijo que todavía hay algunas cosas que deben resolverse antes de que pueda construirse prácticamente, como la forma en que las sondas podrían enfrentar peligros como la radiación interestelar y los escombros.

4 plantas de ingeniería para vivir en el espacio

Una vez que llegamos a donde vamos (o una vez que nos encaminamos), debe haber algún tipo de método para cultivar alimentos y regenerar oxígeno. El físico Freeman Dyson tiene algunas ideas bastante interesantes sobre cómo podemos hacerlo exactamente.

En 1972, Dyson dio su conferencia bastante infame en el Birkbeck College de Londres. Allí, él sugirió que con un poco de manipulación genética, se podrían desarrollar árboles que podrían no solo crecer, sino también prosperar en superficies tan inhóspitas como un cometa. Reprograme el árbol para que refleje la luz ultravioleta y sea más eficiente para retener el agua, y no solo los árboles echarán raíces y crecerán, sino que crecerán a tamaños inimaginables en la Tierra. En una entrevista, sugirió que podría haber árboles negros en el futuro, tanto en el espacio como en la Tierra. Los árboles y las hojas a base de silicio serían mucho más eficientes, y la eficiencia es la clave para la supervivencia continua. Dyson hizo hincapié en que esto ciertamente no sería un proceso nocturno y que probablemente se llevaría bien en los próximos dos siglos antes de que tengamos la tecnología y el conocimiento para manipular las plantas de esa manera.

Su idea podría no ser demasiado descabellada. El Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA es una división completa dedicada a resolver los problemas del futuro, y una de las cosas en las que están trabajando es el cultivo de plantas adecuadas para el paisaje de Marte. Incluso las plantas cultivadas en un invernadero o edificio similar en Marte estarían sometidas a extremos, y los investigadores están trabajando con la idea de combinar plantas con extremófilos, pequeños organismos microscópicos que sobreviven en los lugares más duros de la Tierra. Desde plantas de tomate de gran altitud que tienen una resistencia incorporada a la luz ultravioleta hasta bacterias que sobreviven en las partes más frías, cálidas y profundas del mundo, es posible que ya tengamos los componentes básicos para crear jardines marcianos. Solo necesitamos descubrir cómo juntarlos a todos.

3 Utilización de recursos in situ

Vivir fuera de la tierra podría ser lo moderno y nuevo en la Tierra, pero cuando se trata de misiones de un mes en el espacio, será una necesidad. La NASA actualmente está explorando lo que ellos llaman la utilización de recursos in situ, o ISRU. Después de todo, solo hay mucho espacio en un barco, y establecer sistemas para usar los materiales que se encuentran en el espacio y en otros planetas será una necesidad para cualquier plan o viaje de colonización a largo plazo, especialmente cuando esos viajes significan ir a lugares donde Las misiones de reabastecimiento están simplemente fuera de discusión. Los primeros intentos para demostrar cómo funcionaría el uso de los recursos tuvieron lugar en las laderas de los volcanes de Hawai y en las simulaciones de las misiones polares a la Luna, que involucran intentos de extraer elementos como componentes de combustible de las cenizas y otros terrenos naturales.

En agosto de 2014, la NASA hizo un anuncio masivo cuando reveló qué nuevos juguetes equiparían el próximo vehículo de Marte, programado para su lanzamiento en 2020. Incluido en el nuevo arsenal de rover está MOXIE, el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte. Como sugiere su nombre, MOXIE será capaz de tomar la nociva atmósfera de Marte (que es aproximadamente un 96 por ciento de dióxido de carbono) y separarla en oxígeno y monóxido de carbono. Será capaz de producir aproximadamente 22 gramos de oxígeno por hora que esté funcionando. La NASA también espera que MOXIE demuestre algo más: una operación continua sin una disminución en la productividad o la eficiencia. Están sugiriendo que MOXIE no solo es un paso importante hacia las misiones extraterrestres a largo plazo, sino que también es el primero de muchos conversores potenciales que podrían actuar de manera similar para aislar diferentes gases y otros recursos.

2 2 traje

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La reproducción en el espacio es un problema en varios niveles diferentes, especialmente en entornos sin gravedad artificial. En 2009, los experimentos japoneses en embriones de ratón demostraron que a pesar de que los entornos de gravedad cero no obstaculizan la fertilización, los embriones que se desarrollan fuera de la fuerza gravitacional natural de la Tierra (o algún equivalente) no se desarrollan normalmente. Cuando las células deben dividirse y especializarse, hay problemas. Esto no quiere decir que no se pueda hacer, sin embargo, ya que algunos de los embriones desarrollados en el espacio se implantaron con éxito en ratones hembras y nacieron normalmente.

Esto también plantea otra pregunta: ¿Cómo funciona la crianza de bebés en un entorno de gravedad cero? Las leyes de la física, específicamente el hecho de que cada acción tiene una reacción igual y opuesta, hacen que la mecánica sea más que un poco vaga. Sin embargo, la escritora, actriz e inventora Vanna Bonta ha pensado seriamente en ello.

El resultado es el 2suit, y es exactamente lo que crees que es: un traje espacial diseñado para tener dos personas con cremallera en el interior para facilitar la creación de bebés espaciales. En realidad, también ha sido probado. En 2008, se usó en el vómito Comet (aunque de forma poco romántica). Si bien Bonta sugiere que las lunas de miel en el espacio podrían convertirse en algo real gracias a su invento, también dice que tiene otras aplicaciones prácticas, como conservar el calor corporal durante una emergencia.

1 Proyecto Longshot

El Proyecto Longshot fue un plan tal vez cínicamente diseñado por un equipo de la Academia Naval de los EE. UU. Y la NASA como parte de un proyecto conjunto a fines de los años ochenta. El plan tenía el objetivo final de lanzar en algún momento alrededor del siglo XXI, y habría sido una sonda no tripulada destinada a Alpha Centauri. Habría tardado unos 100 años en alcanzar su objetivo. Antes de que pudiera incluso lanzarse, había algunos componentes clave que debían desarrollarse antes de que pudiera despegar.

Entre los láseres de comunicaciones, un reactor de fisión de larga vida útil y una unidad de microexplosión de fusión, había muchas cosas que debían unirse. La sonda se diseñaría para pensar y funcionar de manera independiente, ya que era casi imposible enviar comunicaciones a través de distancias interestelares con la suficiente rapidez para que la información aún fuera relevante cuando se recibiera. Todo tendría que ser increíblemente duradero, ya que iban a pasar 100 años antes de que llegara a su destino.

Longshot iba a viajar a Alpha Centauri con varios objetivos diferentes. Principalmente, iba a recolectar datos astronómicos que habrían permitido el cálculo preciso de las distancias a miles de millones, si no trillones, de otras estrellas. Ejecutar su planta nuclear hasta que la reacción, y por lo tanto la misión, se detuvo, Longshot fue un plan bastante ambicioso que nunca despegó.

Sin embargo, eso no significa que la idea se haya ido por completo. En 2013, el Proyecto Longshot II estaba despegando figurativamente en forma de un proyecto estudiantil de Icarus Interstellar. Las décadas de avances tecnológicos que han ocurrido desde que el programa original de Longshot se puede aplicar a la nueva versión, y el programa recibirá una revisión completa. Entre los avances realizados en el programa se incluyen la reducción del tiempo de vuelo proyectado a la mitad, el recálculo de los costos de combustible y el rediseño de Longshot de arriba a abajo.

El proyecto final será una mirada interesante a cómo cambia un problema insuperable con la incorporación de nueva tecnología y nueva información. Las leyes de la física siguen siendo las mismas, pero 25 años después, Longshot tiene el potencial de verse bastante diferente, y esa es una noción intrigante para el futuro del viaje interestelar.