En abril del año pasado, El multimillonario Yuri Milner anunció la Iniciativa Breakthrough Starshot. Planea invertir 100 millones de dólares en el desarrollo de una vela ultraligera que puede acelerarse al 20 por ciento de la velocidad de la luz para alcanzar el sistema estelar Alpha Centauri en 20 años. El problema de cómo frenar este proyectil una vez que alcanza su objetivo sigue siendo un desafío. René Heller del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga y su colega Michael Hippke proponen utilizar la radiación y la gravedad de las estrellas Alpha Centauri para desacelerar la nave. Luego, incluso podría ser redirigido a la estrella enana roja Proxima Centauri y su planeta Proxima b similar a la Tierra.

En la reciente película de ciencia ficción Pasajeros , una enorme nave espacial vuela a la mitad de la velocidad de la luz en un viaje de 120 años hacia el lejano planeta Homestead II, donde sus 5000 pasajeros se instalarán en un nuevo hogar. Este sueño es imposible de realizar en el estado actual de la tecnología. "Con la tecnología actual, incluso una pequeña sonda tendría que viajar casi 100, 000 años para llegar a su destino, "Dice René Heller.

A pesar de los desafíos técnicos, Heller y su colega Michael Hippke se preguntaron:"¿Cómo se podría optimizar el rendimiento científico de este tipo de misión?" Una sonda tan rápida cubriría la distancia de la Tierra a la Luna en solo seis segundos. Por lo tanto, se precipitaría más allá de las estrellas y planetas del sistema Alpha Centauri en un instante.

La solución es que la vela de la sonda se vuelva a desplegar a su llegada para que la nave espacial se desacelere de manera óptima por la radiación entrante de las estrellas en el sistema Alpha Centauri. René Heller, un astrofísico un astrofísico que trabaja en los preparativos para la próxima misión Exoplaneta PLATO, encontró un espíritu agradable en el especialista en TI Michael Hippke, quien configuró las simulaciones por computadora.

Los dos científicos basaron sus cálculos en una sonda espacial que pesaba menos de 100 gramos en total, que está montado en un 100, Vela de 000 metros cuadrados, equivalente al área de 14 canchas de fútbol. Durante el acercamiento a Alpha Centauri, la fuerza de frenado aumentaría. Cuanto mayor sea la fuerza de frenado, cuanto más eficazmente se pueda reducir la velocidad de la nave espacial a su llegada. Viceversa, la misma física podría usarse para acelerar la vela al salir del sistema solar, usando el sol como un cañón de fotones.

La pequeña nave espacial primero necesitaría acercarse a la estrella Alpha Centauri A tan cerca como a unos cuatro millones de kilómetros, correspondiente a cinco radios estelares, a una velocidad máxima de 13, 800 kilómetros por segundo (4,6 por ciento de la velocidad de la luz). A velocidades aún mayores, la sonda simplemente sobrepasaría la estrella.

Durante su encuentro estelar, la sonda no solo sería repelida por la radiación estelar, pero también sería atraído por el campo gravitacional de la estrella. Este efecto podría usarse para desviarlo alrededor de la estrella. Estas maniobras de oscilación se han realizado en numerosas ocasiones mediante sondas espaciales en nuestro sistema solar. "En nuestro escenario de misión nominal, la sonda tardaría un poco menos de 100 años, o aproximadamente el doble del tiempo que han estado viajando las sondas Voyager. Y estas máquinas de la década de 1970 todavía están operativas, "dice Michael Hippke.

Teóricamente el autónomo, La vela ligera activa propuesta por Heller y Hippke podría establecerse en una órbita limitada alrededor de Alpha Centauri A y posiblemente explorar sus planetas. Sin embargo, los dos científicos están pensando aún más. Alpha Centauri es un sistema de estrellas triples. Las dos estrellas binarias A y B giran alrededor de su centro de masa común en una órbita relativamente cercana, mientras que la tercera estrella, Proxima Centauri, está a 0,22 años luz de distancia, más de 12, 500 veces la distancia entre el Sol y la Tierra.

La vela podría configurarse para que la presión estelar de la estrella A frene y desvíe la sonda hacia Alpha Centauri B, adonde llegaría en unos pocos días. Luego, la vela se desaceleraría nuevamente y se catapultó hacia Proxima Centauri, adonde llegaría después de otros 46 años, unos 140 años después de su lanzamiento desde la Tierra.

Proxima Centauri causó sensación en agosto de 2016 cuando los astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) descubrieron un exoplaneta compañero que es tan masivo como la Tierra y que orbita la estrella en su llamada zona habitable. Esto hace que sea teóricamente posible que exista agua líquida en su superficie, siendo el agua un requisito previo clave para la vida en la Tierra.

"Este hallazgo nos llevó a pensar en la posibilidad de detener una vela de luz interestelar de alta velocidad en Proxima Centauri y su planeta, "dice René Heller. El investigador de Max Planck y su colega proponen otro cambio en la estrategia del proyecto Starshot:en lugar de un enorme láser hambriento de energía, La radiación del Sol podría usarse para acelerar una nanoprobe más allá del sistema solar. "Tendría que acercarse al Sol dentro de unos cinco radios solares para adquirir el impulso necesario, "Dice Heller.

Los dos astrónomos ahora están discutiendo su concepto con los miembros de la Iniciativa Breakthrough Starshot, a quien deben la inspiración para su estudio. "Nuestro nuevo concepto de misión podría generar un alto rendimiento científico, pero solo los nietos de nuestros nietos lo recibirían. Starshot, por otra parte, funciona en una escala de tiempo de décadas y podría realizarse en una generación. Así que podríamos haber identificado un largo plazo, concepto de seguimiento de Starshot, "Dice Heller.

Aunque el nuevo escenario se basa en un estudio matemático y simulaciones por computadora, el hardware propuesto de la vela ya se está desarrollando en laboratorios hoy:"La vela podría estar hecha de grafeno, una película de carbono extremadamente delgada y ligera pero megaresistente, ", Dice René Heller. La película tendría que estar cubierta por una cubierta altamente reflectante para soportar las duras condiciones del espacio profundo y el calor cerca de la estrella de destino.

Los sistemas ópticos y electrónicos tendrían que ser diminutos. Pero si eliminara todos los componentes innecesarios de un teléfono inteligente moderno, "sólo quedarían unos pocos gramos de tecnología funcional". Es más, la nave espacial liviana tendría que navegar de forma independiente y transmitir sus datos a la Tierra por láser. Para hacerlo necesitaría energía, que podría aprovechar de la radiación estelar.

Breakthrough Starshot, por lo tanto, plantea desafíos desalentadores que hasta ahora solo se han resuelto teóricamente. Sin embargo, "muchas grandes visiones en la historia de la humanidad tuvieron que luchar con obstáculos aparentemente insuperables, "Dice Heller." Pronto podríamos estar entrando en una era en la que los humanos pueden dejar su propio sistema estelar para explorar exoplanetas utilizando misiones de sobrevuelo ".