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Dentro de unos años, los astronautas pisarán la superficie de la Luna por primera vez desde la era Apolo. Además del programa Artemis, el legendario regreso de la NASA a la Luna, también hay una serie de misiones previstas en las que participan la Agencia Espacial Europea (ESA), JAXA, China y Rusia. Para la década de 2030, la NASA y China esperan enviar misiones tripuladas a Marte, que culminarán con la creación de una base permanente en la superficie.
Sin embargo, en lo que respecta a las misiones interestelares, no hay planes de misiones tripuladas sobre la mesa. Aunque hay propuestas para enviar misiones robóticas, el envío de astronautas a estrellas y exoplanetas cercanos simplemente no es factible todavía. Sin embargo, según una nueva investigación dirigida por la Universidad de California, en un futuro próximo podrían llevarse a cabo misiones interestelares que tendrían a los tardígrados (también conocidos como "osos de agua") como tripulación.
El estudio, titulado "The First Interstellar Astronauts Will Not Be Human" (Los primeros astronautas interestelares no serán humanos), ha sido realizado por investigadores de la UC Santa Barbara, el Centro de Salud de la UCLA, la Universidad de Florida y la Ruhr-University Bochum. Se publicará en el número de enero de 2022 de Acta Astronautica. Para su estudio, el equipo consideró cómo el programa Starlight de la NASA podría permitir estudios biológicos interestelares utilizando microorganismos tolerantes a la radiación capaces de criptobiosis.
El programa Starlight, también conocido como Propulsión de Energía Dirigida para la Exploración Interestelar (DEEP-IN) y Estudios Interestelares de Energía Dirigida (DIES) fue fundado en 2009 a través del Consorcio de Subvenciones Espaciales de la NASA con financiación de los Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA (NIAC). Junto con el Grupo de Cosmología Experimental de la UCSB, este programa investiga cómo podría utilizarse la energía dirigida para propulsar pequeñas naves espaciales a velocidades relativistas.
En los últimos años, se ha investigado ampliamente la idea de utilizar velas de luz y propulsión de energía dirigida (DEP) para misiones interestelares. Entre ellas, Breakthrough Starshot, un proyecto para realizar una misión interestelar a Alfa Centauri dentro de 20 años en el que participan expertos de muchos campos. Uno de ellos es el astrofísico Philip Lubin, director del Grupo de Cosmología Experimental y coautor de este estudio. Otro es el Proyecto Libélula, un concepto surgido del mismo estudio que condujo a Starshot.
También está el Proyecto Génesis, una ambiciosa propuesta para combinar las velas de luz con "fábricas de genes robóticas" para sembrar vida en exoplanetas "transitoriamente habitables". En todos los casos, el principal atractivo de las velas ligeras es el hecho de que no necesitan propulsor, lo que las hace especialmente ligeras y fáciles de acelerar a velocidades relativistas. Stephen Lantin, estudiante de doctorado de la Universidad de Florida, es un investigador graduado en tecnología espacial de la NASA y el autor principal de este estudio. Como dijo a Universe Today por correo electrónico
"En la actualidad, la mayor parte de la tecnología de propulsión espacial se basa en el propulsor de a bordo, ya sea para la propulsión química o para los motores de iones. Sin embargo, el propulsor a bordo es finito, lo que limita la velocidad máxima de una nave espacial. Por ello, una nave puede tardar décadas o más en llegar al espacio interestelar. En cambio, el impulso impartido a las velas láser sólo está limitado por la energía suministrada a un láser, que está separado de la nave espacial".
El Tardígrado puede ser la criatura más dura de la naturaleza, capaz de sobrevivir a temperaturas extremas, a la deshidratación, a la inanición e incluso al vacío del espacio. Crédito: Katexic Publications (CC2.0)
Estos atributos hacen que las velas láser sean una opción especialmente atractiva para explorar exoplanetas, sobre todo en Alfa Centauri, el sistema estelar más cercano al Sol. Durante años, los astrónomos han luchado por determinar si las dos estrellas principales del sistema (Alfa Centauri A + B) tienen algún planeta propio. Además, Próxima Centauri (la trinaria de Alfa Centauri) alberga los dos exoplanetas más cercanos a la Tierra, uno de los cuales orbita con la zona habitable de la estrella (Próxima b).
Sin embargo, tal y como demuestran Lantin y sus colegas, una misión "lightsail" también tiene el potencial de realizar estudios biológicos en el espacio profundo que podrían probar los efectos de la radiación y las condiciones extremas del medio interestelar (ISM) en los seres vivos. Dijo Lantin:
"Como se tarda menos en llegar al espacio interestelar utilizando velas láser, una vez que la tecnología madure (gracias al impulso de la industria en otros sectores), se podrán enviar por primera vez al espacio interestelar nuevas cargas útiles, en particular cargas biológicas vivas. Esto permite responder a nuevas preguntas de investigación. ¿Cómo se comportan los organismos vivos en el entorno de radiación único presente en el espacio interestelar?"
Como ejemplo, el equipo consideró a los tardígrados ("osos de agua"), que se han convertido en el centro de muchas investigaciones espaciales últimamente. Estas resistentes criaturas son diminutas, miden 0,5 mm (0,020 pulgadas) de largo y tienen ocho pies con garras y ventosas. Suelen encontrarse en el musgo y los líquenes, donde se alimentan de células vegetales, algas y pequeños invertebrados, pero pueden encontrarse en cualquier biosfera del planeta, desde las cimas de las montañas y las capas de hielo hasta las selvas tropicales y las fosas marinas.
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| Enjambre de naves espaciales de vela láser saliendo del sistema solar. Crédito: Adrian Mann |
Lo que los hace especialmente interesantes para la investigación espacial es su resistencia a las temperaturas extremas, las presiones extremas, la radiación, la deshidratación, la inanición e incluso el casi vacío del espacio. Hasta la fecha, se han realizado varias pruebas en las que los tardígrados fueron trasladados al espacio y expuestos a calor y frío extremos, radiación solar e incluso al vacío del espacio. En todos los casos, los tardígrados soportaron condiciones que habrían matado a otros organismos e incluso lograron producir una progenie sana.
Como tales, serían candidatos ideales para probar cómo el viaje a través del ISM afecta a las criaturas vivas, lo que tendrá implicaciones considerables para las misiones en el espacio profundo y (algún día quizás) los viajes interestelares con naves espaciales tripuladas. Incluso existe la posibilidad de investigar si las bacterias y las formas de vida simples pueden sobrevivir al viaje a través del espacio interestelar para sembrar nuevos mundos con vida. "Más allá de la investigación biológica, ¿podemos dar más credibilidad a otra hipótesis de panspermia?", añadió Linton.
Naturalmente, hay una serie de retos que aún deben superarse antes de poder montar una misión de este tipo. "Los principales retos son que depende de la maduración de la tecnología láser y que requerirá (durante períodos cortos) de megavatios a gigavatios de energía", dijo Linton. "Como la tecnología aún está madurando, las misiones interestelares que emplean velas láser no están del todo listas para su lanzamiento; están en el horizonte, pero cada día estamos más cerca".
La expresión "cada vez más cerca" se aplica a casi todas las propuestas audaces y ambiciosas de exploración espacial actuales. Ya se trate de misiones tripuladas a la Luna y Marte, o de llegar a las estrellas más cercanas en el transcurso de nuestras vidas, los planes que han estado en fase de investigación y desarrollo durante décadas se están volviendo finalmente factibles. A mediados de siglo, el sueño de volar rápidamente por el espacio interestelar (y tal vez ver un exoplaneta de cerca) podría hacerse finalmente realidad.
Fuentes, créditos y referencias:
Stephen Lantin, Sophie Mendell, Ghassan Akkad, Alexander N. Cohen, Xander Apicella, Emma McCoy, Eliana Beltran-Pardo, Michael Waltemathe, Prasanna Srinivasan, Pradeep M. Joshi, Joel H. Rothman, Philip Lubin, "Interstellar space biology via Project Starlight",
Acta Astronautica, doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.10.009
Créditos a Universe Today