Primer diseño del propulsor que nos llevará a las estrellas

«Hoy –dijo Hawking durante la presentación– nos comprometemos con el siguiente gran salto en el cosmos, porque somos humanos y nuestra naturaleza es volar».

Las diminutas naves, poco más que una cámara y un sistema de comunicaciones, irían equipadas, sin embargo, con velas solares, que se desplegarían tras ser colocadas en la órbita terrestre por un cohete lanzador convencional. Después, un potente rayo láser enviado hacia ellas desde la superficie de nuestro planeta las aceleraría en cuestión de minutos hasta los 60.000 km por segundo, un 20% de la velocidad de la luz, de forma que el viaje podría completarse en apenas 20 años. Una escala temporal aceptable y muy alejada de los miles de años que se necesitarían para que una sonda convencional cubriera la misma distancia.

Para hacernos una idea de la magnitud del viaje, basta recordar que la Luna está a apenas 1,3 segundos luz de la Tierra o que Venus se encuentra a 2,41 minutos luz de nosotros. El Sol está a 'solo' ocho minutos luz de distancia, e incluso la Voyager 1, la nave terrestre que ha llegado más lejos y que acaba de abandonar el Sistema Solar tras más de cuarenta años de viaje (fue lanzada en diciembre de 1977), ni siquiera ha recorrido 24 horas luz. Si la Voyager 1 tuviera que ir a Alfa Centauri, tardaría cerca de 17.000 años en llegar a su actual velocidad, que es de unos 61.200 km por hora (17 km por segundo). Una mínima fracción de los 300.000 km por segundo a los que viaja la luz.

Tres años después, a finales de junio de 2019, el proyecto Starshot dio su primer paso concreto llevando al espacio una serie de prototipos de las micronaves, llamados Sprites, que entraron con éxito en órbita. De apenas 3,5 x 3,5 cm y cuatro gramos de peso, las diminutas sondas (las naves espaciales más pequeñas nunca construidas), demostraron ser perfectamente capaces de cumplir su misión. Aunque para eso, claro, faltaba lo más importante: ser capaces de llevarlas hasta su lejano destino.

Para eso, el proyecto Starshot establecía la necesidad de construir unas instalaciones terrestres capaces de generar un haz de láser con la potencia necesaria. Hablamos de toda una batería de emisores láser, que deberán disparar individualmente sus rayos para que todos se combinen después en un único haz lo suficientemente poderoso. En total, será necesario generar 100 gigavatios de potencia durante dos minutos, el tiempo requerido para acelerar las mini sondas hasta el 20% de la velocidad de la luz. Y eso equivale, a cien veces la cantidad de energía generada por una central nuclear media.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU), acaba de hacer precisamente eso: diseñar un sistema de propulsión capaz de convertir en realidad el proyecto Starshot. Aunque para ello será necesario combinar la potencia de cien millones de láseres.

En un artículo recién publicado en ' Journal of the Optical Society of America B ', Chathura Bandutunga y sus colegas aseguran, en efecto, que su sistema podría ser la pieza que faltaba para que el proyecto sea viable.

«Para cubrir las vastas distancias entre Alpha Centauri y nuestro propio sistema solar –sostiene el investigador– debemos pensar de forma distinta y forjar un nueva clase de viajes espaciales interestelares». En su artículo, los investigadores describen su diseño: una enorme serie de millones de láseres tierra, actuando juntos como uno solo para iluminar las velas de las micronaves espaciales y enviarlas a toda velocidad hasta Alfa Centauri.

La perfecta coordinación de los láseres, explica por su parte Robert Ward, coautor del artículo, es la clave: «El programa Breakthrough Starshot estima que la potencia óptica total requerida es de aproximadamente 100 GW, aproximadamente 100 veces la capacidad de la central más grande del mundo en la actualidad. Para lograr esto, estimamos que la cantidad de láseres necesarios es de aproximadamente 100 millones».

Para Paul Sibley, otro de los miembros del equipo, uno de los principales desafíos a los que se enfrentaron los investigadores fue el de cómo medir con exactitud la desviación de cada láser. «Usamos una señal digital aleatoria para codificar las medidas de cada láser y codificar cada una por separado en el procesamiento de señales digitales –dice el investigador–. Esto nos permitió seleccionar solo las medidas que necesitábamos de un vasto revoltijo de información. Luego, pudimos dividir el problema en pequeñas matrices y unirlas en secciones».

El diseño del propulsor, además, no solo requiere una enorme cantidad de láseres en tierra, sino también uno en el espacio, colocado en un satélite y que hará de 'láser guía' para los instalados en tierra. Al medir los sutiles cambios en la atmósfera y enviar esa información, ese láser servirá para ir corrigiendo la trayectoria de los láseres terrestres para que todos ellos converjan en el punto exacto y aceleren las naves.

«Una vez estén en camino –especula Bandutunga– las velas volarán a través del vacío espacial durante veinte años antes de llegar a su destino. Después, durante su sobrevuelo de Alfa Centauri, las naves registrarán imágenes y harán mediciones científicas que se transmitirán a la Tierra».

«El siguiente paso –explica el investigador– será empezar a probar algunos de los componentes básicos en un entorno controlado de laboratorio». El primer viaje interestelar de la Humanidad, pues, está ahora un paso más cerca.