¿Los humanos construirán naves estelares alguna vez?

"¿Viviremos alguna vez entre las estrellas?"

Esta es la gran pregunta de Rachel Armstrong, y está decidida a responderla. Como profesor de arquitectura experimental en la Universidad de Newcastle en el Reino Unido, Armstrong ha estado pensando en la construcción de cero-g para toda su carrera y, especialmente, desde que se unió a Icarus Interstellar, un proyecto internacional diseñado para promover y facilitar el vuelo interestelar en el siglo XXI. "Tiene que ver con ir más allá de nuestros límites y ser más de lo que somos ahora", dice ella. “La pregunta de la nave espacial realmente es sobre la naturaleza de la humanidad. Y eso es diferente de preguntar si puede construir una nave espacial ".

El poder o no puede estar sujeto a cambios, pero lo sería o no sería un producto de la humanidad misma: nuestro razonamiento, nuestras prioridades. El contexto de la cuestión de la nave espacial es el crecimiento de la población, el deterioro ambiental, la investigación científica y el impulso para explorar. Comparado con todo eso, definir el tema de la investigación es fácil: una nave estelar, según Armstrong, es una embarcación que se puede usar para transportar vida orgánica a mundos más allá de nuestro sistema solar. Hay dos características principales que separan una nave espacial de otros tipos de naves espaciales: la capacidad de mantener la vida a bordo durante un largo período de tiempo y la capacidad de llevar esa vida a otras lunas y planetas.

La vida en el espacio es algo que podemos hacer. Eso es lo que ofrece la ISS. Lo que la ISS no puede hacer es moverse sobre distancias galácticas. La propulsión es, cuando se trata de naves estelares, el problema. Los científicos estiman que para llegar a otro sistema estelar dentro de 100 años, una nave espacial tendría que estar viajando a aproximadamente el 10 por ciento de la velocidad de la luz. Sin una unidad de deformación, las cosas son difíciles.

De todas las tecnologías actuales o propuestas, Armstrong cree que las velas solares son las más realistas. Una vela solar utiliza básicamente la presión de radiación emitida por las estrellas como fuerza propulsora. La presión de radiación en este caso empujaría contra grandes espejos ultra delgados unidos a la nave como una vela, moviéndola hacia adelante a velocidades muy altas. Este es un tipo de propulsión (comparativamente) asequible. De hecho, es tan barato que es la base para el proyecto LightSail, financiado por los ciudadanos de la Sociedad Planetaria, que realizó un vuelo de prueba en junio de 2015. No es necesario transportar y almacenar ningún tipo de propelente a bordo.

"Realmente podemos empezar a construir eso", dice Armstrong.

Pero hay inconvenientes. Si fragmentos inesperados de polvo espacial y escombros golpean el delgado material de la vela, todo puede dañarse irreparablemente en segundos. Armstrong dice que una exploración robótica de la sonda en busca de este tipo de basura espacial podría ayudar a proporcionar alguna advertencia temprana, pero la vela todavía tendría que ejecutar maniobras evasivas. Si no hay sistemas de propulsión de respaldo a bordo, los astronautas estarían completamente a merced de las presiones de radiación y los vientos solares, que son menos que predecibles.

Hay otras tecnologías de propulsión más radicales que probablemente tendrían más sentido para los tipos más grandes de naves estelares. La energía nuclear tiene más sentido. Ya podemos hacer la fisión nuclear (así es como alimentamos los reactores nucleares aquí en la Tierra), pero la fusión nuclear sería mucho más eficiente. Muchos otros tipos de tecnologías conceptuales se basan en la tecnología de fusión, como el uso de láseres y haces de electrones para impulsar un barco hacia adelante. Lamentablemente, no parece que estemos más cerca de hacer realidad la fusión que hace una década.

El otro gran obstáculo para el diseño de naves espaciales es la habitabilidad. Una cosa es enviar personas al espacio y otra para mantenerlos con vida. Armstrong afirma que esto último se puede hacer, pero solo con tierra.

"Si vamos a sobrevivir, vamos a necesitar tierra", dice ella. "Ahí es donde está la materia orgánica".

El suelo es necesario para el crecimiento de la planta, que es necesario para producir oxígeno, frutas y verduras. Diferentes tipos de plantas también podrían proporcionar una tonelada de diferentes materiales orgánicos útiles en una amplia variedad de circunstancias. Desafortunadamente, esta investigación es difícil de seguir. El Tratado internacional sobre el espacio exterior de 1967 limita los experimentos con microorganismos en ambientes extremos. Suponiendo que el tratado fuera modificado, los científicos tendrían que encontrar una manera de utilizar procesos químicos dinámicos para transformar zonas altamente localizadas. Esto requeriría “súper suelos”.

"Podemos diseñar tejidos complejos que abren la vida que van más allá de la idea de agua y aire mezclados en ciertas proporciones", dice Armstrong. "Si introdujéramos estratégicamente diferentes tipos de organismos e incluso tejidos tecnológicos, podríamos encontrar que los suelos pueden hacer mucho más de lo que hacen de manera natural".

La biología sintética podría incluso ayudarnos a crear plantas de bioingeniería que podrían desempeñar un papel fundamental en el entorno de una nave estelar. Estas plantas podrían fabricarse para producir oxígeno en cantidades más grandes, vivir de menos recursos, filtrar sistemas acuáticos para reciclar agua potable, producir frutas y verduras a tasas más rápidas, etc.

Pero un hábitat sostenible no solo significa proporcionar los recursos para ayudar a crecer la vida. Armstrong ha dedicado mucho tiempo a explorar 'tecnologías vivas', en las que los materiales metabólicos actúan como "una interfaz química o un lenguaje mediante el cual estructuras artificiales como la arquitectura pueden conectarse con sistemas naturales". Estos materiales básicamente poseen características metabólicas que les permiten Transformarse en diferentes estados a través de procesos energéticos. Armstrong está más interesado en comprender cómo los materiales metabólicos podrían participar en la creación de un paisaje ecológico junto con materiales estructurales más convencionales.

Un ejemplo es el de las "gotas de aceite de protocélulas" que pueden moverse alrededor de un entorno y experimentar comportamientos complejos basados ​​en condiciones cambiantes. Esto podría significar volverse más y menos sensible a la luz; respondiendo a vibraciones y temblores; alterando las composiciones cambiantes del aire al arrojar diferentes tipos de productos de desecho; o incluso auto-reparación después de ser dañado. Esa última habilidad podría ser especialmente útil para crear una capa de casco de nave espacial que ayude a minimizar el daño infligido por otros objetos invisibles que se dañan en el espacio, como pequeñas rocas o trozos de hielo.

Estos obstáculos hacen improbable que cumplamos con la fecha límite autoimpuesta por Armstrong de 2100. Incluso si las limitaciones tecnológicas no fueran un problema, las fuerzas económicas y políticas indudablemente retrasarían el proceso. Aún así, Armstrong tiene la esperanza de que con un mayor interés en volver a la Luna y llevar a los humanos a Marte, pronto podríamos establecer una estación de investigación dedicada exclusivamente a considerar cómo construir una nave espacial.

"Nos tomamos muy en serio la creación de una civilización interplanetaria", dice Armstrong.

“Aunque suena a ciencia ficción, pensar en las naves estelares nos invita a pensar estratégicamente sobre la forma en que hacemos las cosas a largo plazo, para las generaciones futuras. No sabemos qué sucederá a continuación, pero debemos ir a lo desconocido ".