El 14 de julio de 2015, el Nuevos horizontes La misión hizo historia cuando se convirtió en la primera nave espacial robótica en realizar un sobrevuelo de Plutón. El 31 de diciembre de 2018, volvió a hacer historia al ser la primera nave espacial en encontrarse con un Kuiper Belt Object (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). además, el Voyager 2 la sonda se unió recientemente a su sonda hermana (Voyager 1) en el espacio interestelar.
Dados estos logros, es comprensible que las propuestas para misiones interestelares se consideren nuevamente. Pero, ¿qué implicaría tal misión? ¿Vale la pena? Kelvin F. Long, cofundador de la Iniciativa para Estudios Interestelares (i4iS) y uno de los principales defensores del vuelo interestelar, publicó recientemente un documento que respalda la idea de enviar misiones robóticas a los sistemas estelares cercanos para realizar un reconocimiento in situ.
El documento, titulado "Sondas interestelares: los beneficios de la astronomía y la astrofísica", apareció recientemente en línea. El documento resume el material que Long presentará en el 47º Simposio de la IAA sobre futuras misiones de astronomía espacial y ciencias del sistema solar, que forma parte del 70º Congreso Internacional de Astronáutica, el 10 de octubre de 2019; específicamente, la sesión que trata sobre Estrategias y Planes de la Agencia Espacial.
Para comenzar, Long describe cómo la astronomía / astrofísica (particularmente donde los telescopios espaciales han estado involucrados) y la exploración espacial usando sondas robóticas han tenido un profundo impacto en nuestra especie. Como explicó a Space Magazine por correo electrónico:
“El esfuerzo astronómico ha abierto nuestros horizontes de conocimiento sobre el origen y la evolución del Sistema Solar, la galaxia y el Universo más amplio. Es una actividad que los humanos han realizado durante posiblemente decenas de miles de años mientras miramos hacia las estrellas, y alentaron nuestra curiosidad. Nunca pudimos tocar las estrellas, pero pudimos mirarlas, y la instrumentación nos dio el potencial de mirarlas aún más de cerca. Luego, el descubrimiento del espectro electromagnético nos ayudó a comprender el Universo de una manera que nunca antes habíamos hecho ".
En la actualidad, los esfuerzos de la humanidad para estudiar planetas y cuerpos celestes directamente se han limitado por completo al Sistema Solar. Las misiones robóticas más lejanas han viajado (el Voyager 1 y 2 las sondas espaciales) han estado en el borde exterior de la heliopausa, el límite entre nuestro Sistema Solar y el medio interestelar.
Todas estas misiones nos han enseñado mucho sobre la formación planetaria, la historia y la evolución de nuestro Sistema Solar, y sobre el planeta Tierra mismo. Y en las últimas décadas, el despliegue de misiones como Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, y el Satélite de Encuesta Exoplaneta en tránsito (TESS) han revelado miles de planetas más allá de nuestro Sistema Solar.
Naturalmente, esto ha llevado a un renovado interés en el montaje de misiones que podrían explorar planetas extrasolares directamente. De la misma manera que las misiones como MENSAJERO, Juno, Amanecery Nuevos horizontes Al haber explorado Mercurio, Júpiter, Ceres y Vesta y Plutón, respectivamente, estas misiones serían responsables de salvar la división interestelar y transmitir imágenes y datos de planetas distantes.
"[S] o la pregunta es si estamos contentos con solo mirarlos desde lejos o ¿nos gustaría ir allí?" dijo Long. “Las sondas espaciales ofrecen una clara ventaja sobre la teledetección de largo alcance, que es el potencial para investigaciones científicas directas in situ desde la órbita o incluso en la superficie. En un universo donde la Tierra e incluso nuestro sistema solar se reduce a un mero punto azul pálido entre el vacío, estaríamos locos si no lo intentáramos un día ”.
Pero, por supuesto, la perspectiva de explorar otros sistemas solares presenta algunas dificultades importantes, entre las cuales el costo es menor. Para ponerlo en perspectiva, el programa Apollo costó un estimado de $ 25.4 mil millones de dólares, lo que equivale a $ 143.7 mil millones cuando se ajusta por inflación. Por lo tanto, enviar una nave a otra estrella es como encontrarse con los billones.
Pero como explicó Long, todos estos desafíos se pueden resumir en dos categorías. El primero aborda el hecho de que carecemos de la madurez tecnológica necesaria:
“Al igual que todas las naves espaciales, una sonda espacial interestelar necesitaría energía, propulsión y otros sistemas para lograr su misión y alcanzar con éxito su objetivo y adquirir sus datos. Construir naves espaciales que puedan ir lo suficientemente rápido como para realizar el viaje a las estrellas más cercanas en un tiempo de vida humano razonable y también impulsar esos sistemas de propulsión, no es fácil y supera el rendimiento de cualquier tecnología que hayamos lanzado al espacio hasta la fecha en varios pedidos. de magnitud Sin embargo, los principios básicos sobre los cuales operarían esas máquinas, desde una perspectiva de física e ingeniería, son bien entendidos. Simplemente requiere un programa enfocado de esfuerzo para hacer esto posible ”.
Como abordamos en una publicación anterior, tomaría un tiempo increíblemente largo aventurarse incluso a la estrella más cercana. Usando la tecnología existente, se necesitaría una nave espacial de 19,000 a 81,000 años para llegar a Alpha Centauri. Incluso utilizando la propulsión nuclear (una tecnología factible pero aún no probada), aún tardaría 1000 años en llegar allí.
El segundo problema importante, según Long, es la falta de voluntad política. En la actualidad, el planeta Tierra enfrenta múltiples problemas, el mayor de los cuales son la sobrepoblación, la pobreza y el cambio climático. Estos problemas, combinados, esencialmente significan que la humanidad tendrá que ocuparse de las necesidades de miles de millones de personas más y, al mismo tiempo, lidiar con la disminución de los recursos.
"Dados los problemas en competencia en la Tierra, se considera que hoy no existe justificación para aprobar el gasto de tales misiones", dijo Long. “Obviamente, el descubrimiento de un exoplaneta con biología potencialmente interesante puede cambiar esto. Existe la posibilidad de que el sector privado intente tales misiones, pero es probable que en el futuro, ya que la mayoría de los esfuerzos privados se centran en la Luna y Marte ".
La única excepción a esto, explica Long, son las iniciativas innovadoras " Proyecto Starshot, cuyo objetivo es enviar una sonda a escala de gramo a Proxima Centauri en solo 20 años. Esto sería posible usando una vela ligera, que sería acelerada por láser a velocidades relativistas de hasta 60,000 km / s (37,282 mps), o 20% de la velocidad de la luz.
Un concepto de misión similar se conoce como Proyecto libélula, un concepto desarrollado por un equipo internacional de científicos por Tobias Häfner. Curiosamente, esta propuesta nació del mismo estudio de diseño conceptual que inspiró Starshot- que fue alojado por Initiative for Interstellar Studies (i4iS) en 2013.
Me gusta Starshot, la Libélula El concepto requiere una vela ligera impulsada por láser que remolcaría una nave espacial a velocidades relativistas. Sin embargo, Libélula la nave espacial sería significativamente más pesada que una sonda a escala de gramo, lo que permitiría incluir más instrumentos científicos. La nave espacial también sería ralentizada por una vela magnética a su llegada.
Si bien es probable que se desarrollen misiones como estas en los alrededores de $ 100 mil millones, Long ciertamente siente que esto está en el ámbito de la asequibilidad dados los posibles beneficios. Hablando de pagos, una misión interestelar tendría mucho, todo lo cual sería esclarecedor y emocionante. Como dijo Long:
“La oportunidad de realizar observaciones de cerca de otros sistemas estelares nos daría una mejor comprensión de cómo se formó nuestro propio Sistema Solar y también de la naturaleza de las estrellas, galaxias y fenómenos exóticos como los agujeros negros, la materia oscura y la energía oscura. También podría darnos mejores predicciones sobre el potencial de los sistemas que evolucionan la vida ".
También existe la posibilidad de que las sondas espaciales que realizan viajes interestelares a velocidades relativistas descubran una nueva física. En la actualidad, los científicos entienden el Universo en términos de mecánica cuántica (el comportamiento de la materia en el nivel subatómico) y la Relatividad General (materia en la escala más grande: sistemas estelares, galaxias, supercúmulos, etc.).
Hasta la fecha, todos los intentos de encontrar una Gran Teoría Unificada (GUT) - aka. una Teoría de todo (TOE), que fusionaría estas dos escuelas de pensamiento han fallado. Long afirma que las misiones científicas a otros sistemas estelares podrían proporcionar una nueva síntesis, lo que nos ayudaría a aprender mucho más sobre cómo funciona el Universo en su conjunto.
Pero, por supuesto, no hablar de pagos estaría completo sin mencionar el más grande de todos: ¡encontrar vida! Incluso si fuera solo una colonia de microbios, las implicaciones científicas serían inmensas. En cuanto a las implicaciones de encontrar una especie inteligente, las implicaciones serían inconmensurables. También resolvería la pregunta intemporal de si la humanidad está sola en el Universo.
"Encontrar una vida inteligente sería un cambio de juego, ya que si estuviéramos en contacto con una especie así y compartiéramos nuestro conocimiento, esto tendría un profundo efecto en nuestras ciencias pero también en nuestras filosofías personales", dijo Long. "Esto es importante cuando se considera la antigua cuestión de los orígenes humanos".
Pero, por supuesto, deben pasar muchas cosas antes de que se puedan contemplar tales misiones. Para empezar, los requisitos tecnológicos, incluso para un concepto técnicamente factible como Starshot, deben abordarse con suficiente antelación. Al igual que todos los riesgos potenciales asociados con el vuelo interestelar a velocidades relativistas.
Pero, sobre todo, necesitaremos saber de antemano dónde enviar estas misiones para maximizar el retorno científico de nuestra inversión. Aquí es donde la astronomía y la astrofísica tradicionales desempeñarán un papel importante. Como Long explicó:
Antes de lanzar cualquier misión en otros sistemas estelares, será necesario caracterizar primero el valor científico de visitar esos sistemas de antemano, lo que requerirá plataformas de observación astronómica de largo alcance. Luego, una vez que se hayan lanzado las sondas, también ayudarán a calibrar nuestras mediciones de la escala de distancia cósmica, lo que también ayudará a mejorar nuestros instrumentos astronómicos. Está claro, por lo tanto, que cualquier especie que aspire a iluminarse sobre el Universo y su lugar en él, debe abarcar ambas formas de investigación, ya que se mejoran mutuamente.
Pueden pasar muchas décadas antes de que la humanidad esté preparada para dedicar el tiempo, la energía y los recursos a una misión interestelar. O puede ser simplemente una cuestión de años antes de que las propuestas existentes resuelvan todos los problemas técnicos y logísticos. De cualquier manera, cuando se monta una misión interestelar, será un evento trascendental y extremadamente histórico.
Y cuando comience a enviar datos desde los sistemas estelares más cercanos, será un evento sin precedentes en la historia. Además de los avances tecnológicos necesarios, todo lo que se necesita es la voluntad para hacer realidad las inversiones cruciales.
