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| Crédito: Universidad de California - Santa Bárbara |
Los profesores de la Universidad de California en Santa Bárbara Philip Lubin y Joel Rothman y sus colegas contemplan el lanzamiento de pequeñas formas de vida criptobióticas al espacio interestelar.
"Creo que nuestro destino es seguir explorando", dijo el profesor Rothman, investigador del Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de la Universidad de California en Santa Bárbara.
"Fíjese en la historia de la especie humana. Exploramos a niveles cada vez más pequeños hasta llegar a niveles subatómicos y también exploramos a escalas cada vez más grandes."
"Ese impulso hacia la exploración incesante está en el núcleo de lo que somos como especie".
El mayor reto para los viajes interestelares a escala humana es la enorme distancia entre la Tierra y las estrellas más cercanas.
Las misiones Voyager de la NASA han demostrado que podemos enviar objetos a través de los 19.300 millones de km (12.000 millones de millas) que se necesitan para salir de la burbuja que rodea nuestro Sistema Solar, la heliosfera.
Pero las sondas del tamaño de un coche, que viajan a velocidades de más de 56.000 kmh (35.000 mph), tardaron 40 años en llegar hasta allí y su distancia desde la Tierra es solo una pequeña fracción de la que hay hasta la siguiente estrella. Si se dirigieran a la estrella más cercana, tardarían más de 80.000 años en alcanzarla.
Este reto es uno de los principales objetivos del trabajo del equipo, en el que reimaginan la tecnología que se necesitaría para llegar al próximo Sistema Solar en términos humanos.
La propulsión química tradicional a bordo está descartada; no puede proporcionar suficiente energía para mover la nave con la suficiente rapidez, y su peso y los sistemas actuales necesarios para propulsar la nave no son viables para las velocidades relativistas que la nave necesita alcanzar.
Se necesitan nuevas tecnologías de propulsión, y aquí es donde entra en juego el programa de investigación de energía dirigida de la Universidad de California en Santa Bárbara, que utiliza la luz como "propulsor".
"Esto no se ha hecho nunca antes, empujar objetos macroscópicos a velocidades cercanas a la de la luz", dijo el profesor Lubin, investigador del Departamento de Física de la Universidad de California en Santa Bárbara.
"La masa es una barrera tan grande, de hecho, que descarta cualquier misión humana en un futuro previsible".
En consecuencia, el equipo recurrió a los robots y a la fotónica. Pequeñas sondas con instrumentos a bordo que detecten, recojan y transmitan datos a la Tierra serán impulsadas hasta un 20-30% de la velocidad de la luz por la propia luz utilizando un conjunto de láseres situados en la Tierra, o posiblemente en la Luna.
"No salimos de casa con él. El sistema de propulsión principal se queda 'en casa' mientras las naves espaciales salen 'disparadas' a velocidades relativistas", explica el profesor Lubin.
"El láser de propulsión principal se enciende durante un breve periodo de tiempo y luego se prepara la siguiente sonda para ser lanzada".
A medida que el programa evoluciona, las naves espaciales se hacen más grandes y con mayor capacidad.
La tecnología principal también puede utilizarse en un modo modificado para propulsar naves espaciales mucho más grandes dentro de nuestro Sistema Solar a velocidades más lentas, permitiendo potencialmente misiones humanas a Marte en tan solo un mes, con parada incluida. Esta es otra forma de propagar la vida, pero en nuestro Sistema Solar.
A estas velocidades relativistas -aproximadamente 161 millones de kmh (100 millones de mph)- la wafercraft llegaría al siguiente sistema solar, Próxima Centauri, en unos 20 años.
Llegar a ese nivel de tecnología requerirá una innovación y una mejora continuas tanto de la oblea espacial como de la fotónica.
El proyecto básico para desarrollar una hoja de ruta que permita alcanzar el vuelo relativista mediante la propulsión de energía dirigida cuenta con el apoyo de la NASA y de fundaciones privadas como el programa Starlight y de las iniciativas Breakthrough como el programa Starshot.
"Cuando me enteré de que la masa de estas naves podía alcanzar niveles de un gramo o más, quedó claro que podrían albergar animales vivos", dijo el profesor Rothman.
"Nos dimos cuenta de que los Caenorhabditis elegans podrían ser los primeros terrícolas en viajar entre las estrellas. Estos gusanos redondos intensamente estudiados pueden ser pequeños y sencillos, pero son criaturas experimentalmente realizadas."
"La investigación sobre este pequeño animal ha llevado a seis investigadores a ganar el premio Nobel hasta ahora".
Los Caenorhabditis elegans son ya veteranos de los viajes espaciales, como objeto de experimentos realizados en la Estación Espacial Internacional y a bordo del transbordador espacial, sobreviviendo incluso a la trágica desintegración del transbordador Columbia.
Entre sus poderes especiales, que comparten con otros potenciales viajeros interestelares que los autores estudian, los tardígrados pueden ser colocados en animación suspendida en la que se detiene prácticamente toda la función metabólica.
Se podrían colocar miles de estas diminutas criaturas en una oblea, ponerlas en animación suspendida y volar en ese estado hasta llegar al destino deseado.
A continuación, se les podría despertar en su diminuta nave estelar y controlar con precisión cualquier efecto detectable del viaje interestelar en su biología, con las observaciones transmitidas a la Tierra por comunicación fotónica.
"Podemos preguntar cómo recuerdan el comportamiento entrenado cuando están volando lejos de su origen terrestre a casi la velocidad de la luz, y examinar su metabolismo, fisiología, función neurológica, reproducción y envejecimiento", dijo el profesor Rothman.
"La mayoría de los experimentos que pueden realizarse con estos animales en un laboratorio pueden llevarse a cabo a bordo de las StarChips mientras vuelan a toda velocidad por el cosmos".
"Los efectos de esas largas odiseas en la biología animal podrían permitir a los científicos extrapolarlos a los posibles efectos en los seres humanos".
"Podríamos empezar a pensar en el diseño de los transportadores interestelares, sean los que sean, de forma que pudieran mejorar los problemas que se detectan en estos diminutos animales".
Fuentes, créditos y referencias:
Stephen Lantin et al, Interstellar space biology via Project Starlight, Acta Astronautica (2021). DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.10.009
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