Científicos de cosmología experimental de la Universidad de California en Santa Bárbara están estudiando cómo hacer realidad el sueño del vuelo interestelar.
Dirigido por Philip Lubin, el equipo está trabajando para crear una misión interestelar que consista en una vela de energía dirigida y una nave espacial a escala de oblea.
Si todo va bien, esta nave espacial podrá alcanzar velocidades relativistas (una fracción de la velocidad de la luz) y alcanzar el sistema estelar más cercano, Próxima Centauri, durante nuestra vida.
Recientemente, el equipo de investigación logró un hito importante al probar con éxito un prototipo de su tecnología StarChip. Se trata de enviar prototipos a la estratosfera en globo para probar su funcionalidad y rendimiento.
El lanzamiento tuvo lugar el 12 de abril de 2019, en colaboración con la Academia Naval de Estados Unidos en Annapolis. El día coincide con el 58 aniversario del vuelo espacial orbital del cosmonauta ruso Yuri Gagarin, el primer ser humano en el espacio.
La prueba incluyó el lanzamiento de un prototipo de dispositivo en un globo a una altitud de 32.000 metros sobre Pensilvania.
"Esto es parte de la construcción del futuro del vuelo interestelar", dijo Lubin.
La idea del "chip interestelar" es simple. Utilizando chips miniaturizados, todos los componentes necesarios para una misión de detección pueden instalarse en una nave espacial del tamaño de una mano humana.
El conjunto de la vela se basa en el concepto de vela solar y está fabricado con materiales ligeros. Juntos forman una nave espacial que puede acelerar al 20% de la velocidad de la luz.
Para este vuelo, el equipo científico que lo creó sometió al "chip interestelar" a una serie de pruebas diseñadas para medir su rendimiento en el espacio y su capacidad para explorar otros mundos.
Además de ver cómo se deforma en la estratosfera de la Tierra (tres veces más arriba de lo que vuela un avión), el dispositivo prototipo también recopiló más de 4.000 imágenes de la Tierra.
Nic Rupert, ingeniero de desarrollo de Lubin Lab, dijo: "El chip Interstellar está diseñado para realizar muchas de las funciones de naves espaciales más grandes, como imágenes, transmisión de datos, incluidas comunicaciones láser, determinación de actitud, y la detección de campos magnéticos Gracias a los rápidos avances en microelectrónica, podemos reducir las naves espaciales a tamaños mucho más pequeños de lo que hemos hecho nunca con aplicaciones especializadas".
Aunque "Interstellar Chips" "El vuelo se realizó sin problemas, pero allí. Aún quedan enormes obstáculos técnicos por delante.
Los requisitos técnicos son enormes, considerando que la distancia involucrada es de 4,24 años luz (40 billones de kilómetros) y el hecho de que la nave espacial necesita alcanzar una fracción de la velocidad de la luz.
"Los dispositivos de propulsión química ordinarios, como los que nos llevaron a la Luna hace casi 50 años, tardarían casi 100.000 años en llegar al sistema estelar más cercano, como Próxima Centauri", dijo Lubin. Los sistemas de propulsión avanzados, como los motores de iones, sólo tienen una tecnología conocida capaz de alcanzar estrellas cercanas durante la vida humana, y es utilizar la luz misma como sistema de propulsión". >
Uno de los mayores desafíos en este momento es construir un láser con base en la Tierra. matriz capaz de acelerar la navegación láser.
Rupert dijo: "Si tienes un conjunto de láseres lo suficientemente grande, puedes usar velas láser para empujar obleas de chips para lograr nuestro objetivo del 20% de la velocidad de la luz. De esa manera, lo lograrás dentro de 20 años. Más o menos es hora de llegar a Alpha Centauri.
El Grupo de Cosmología Experimental de la Universidad de California en Santa Bárbara ha estado investigando y desarrollando este concepto desde 2009 como parte del Proyecto Starlight de Conceptos Avanzados de la NASA.
Desde 2016, han recibido un fuerte apoyo de Breakthrough Initiatives, un programa de exploración espacial sin fines de lucro fundado por Yuri Milner.
En lugar de crear una sola nave espacial, el equipo espera que su investigación conduzca a la creación de cientos o incluso miles de vehículos a escala de chips que puedan detectar exoplanetas en sistemas estelares cercanos.
Estas naves espaciales eliminarán la necesidad de propulsor y podrán completar sus viajes en décadas en lugar de cientos o miles de años.
Estas naves espaciales podrán revelar si durante nuestras vidas existe vida más allá de la Tierra.
Otro aspecto interesante del proyecto es enviar vida desde la Tierra a otros exoplanetas. Específicamente, se ha demostrado que dos especies son altamente resistentes a la radiación, capaces de hacer frente a las condiciones espaciales y capaces de congelarse y resucitar criogénicamente.
Este plan es similar al proyecto "Claudius Gros" propuesto por el Instituto de Física Teórica de la Universidad de Frankfurt en Alemania, que utiliza naves espaciales propulsadas por energía dirigida para viajar a otros sistemas estelares y sembrar cualquier " instantáneamente habitable” de exoplanetas.
En resumen, la vida se impulsará en planetas habitables.
David McCarthy, estudiante de posgrado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de California en San Diego, cree que llegar allí es un proceso muy iterativo.
Dijo: "La clave para construir estas cosas es saber qué queremos incluir en la próxima versión, en el próximo chip. Puedes comenzar con componentes disponibles en el mercado porque puedes hacerlo". Iteración rápida y económica."
Una vez completada esta prueba a gran altitud, el equipo de la Universidad de California en Santa Bárbara planea un primer vuelo suborbital el próximo año.
Al mismo tiempo, los avances en la óptica del silicio y la fotónica integrada a escala de oblea (gracias en parte a la investigación realizada por el departamento de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de California en Santa Bárbara) están haciendo que sea menos factible producir en masa estos Costo de una nave espacial pequeña.
Además de los viajes interestelares, la tecnología podría facilitar misiones de exploración rápidas y de bajo coste a Marte y otros lugares del sistema solar.
Lubin y sus investigadores también han pasado años explorando aplicaciones para la defensa planetaria contra cometas, reduciendo los desechos espaciales, mejorando los satélites en órbita terrestre o alimentando remotamente puestos avanzados del sistema solar distantes.
Cuando se trata de energía dirigida, las posibilidades para el futuro son realmente asombrosas.