En la película china de ciencia ficción The Wandering Earth, lanzado recientemente en Netflix, la humanidad intenta cambiar la órbita de la Tierra utilizando enormes propulsores para escapar del sol en expansión y evitar una colisión con Júpiter.

El escenario puede que algún día se haga realidad. En cinco mil millones de años, el sol se quedará sin combustible y se expandirá, muy probablemente envolviendo la Tierra. Una amenaza más inmediata es un apocalipsis del calentamiento global. Mover la Tierra a una órbita más amplia podría ser una solución, y es posible en teoría.

Pero, ¿cómo podríamos hacerlo y cuáles son los desafíos de ingeniería? Por el valor del argumento, supongamos que nuestro objetivo es mover la Tierra desde su órbita actual a una órbita 50% más alejada del sol, similar a Marte.

Hemos estado ideando técnicas para mover cuerpos pequeños, asteroides, desde su órbita durante muchos años, principalmente para proteger nuestro planeta de los impactos. Algunos se basan en un impulsivo, y a menudo destructivo, acción:una explosión nuclear cerca o en la superficie del asteroide, o un "impactador cinético", por ejemplo, una nave espacial que choca con el asteroide a gran velocidad. Estos claramente no son aplicables a la Tierra debido a su naturaleza destructiva.

Otras técnicas, en cambio, implican un uso muy suave, empuje continuo durante mucho tiempo, proporcionada por un remolcador atracado en la superficie del asteroide, o una nave espacial flotando cerca de él (empujando a través de la gravedad u otros métodos). Pero esto sería imposible para la Tierra ya que su masa es enorme comparada incluso con la de los asteroides más grandes.

Propulsores eléctricos

De hecho, ya hemos estado moviendo la Tierra desde su órbita. Cada vez que una sonda sale de la Tierra hacia otro planeta, imparte un pequeño impulso a la Tierra en la dirección opuesta, similar al retroceso de una pistola. Afortunadamente para nosotros, pero desafortunadamente con el propósito de mover la Tierra, este efecto es increíblemente pequeño.

El Falcon Heavy de SpaceX es el vehículo de lanzamiento más capaz en la actualidad. Necesitaríamos 300 mil millones de millones de lanzamientos a plena capacidad para lograr el cambio de órbita a Marte. El material que compone todos estos cohetes equivaldría al 85% de la Tierra, dejando solo el 15% de la Tierra en la órbita de Marte.

Un propulsor eléctrico es una forma mucho más eficiente de acelerar la masa, en particular las unidades de iones, que funcionan disparando una corriente de partículas cargadas que impulsan el recipiente hacia adelante. Podríamos apuntar y disparar un propulsor eléctrico en la dirección de seguimiento de la órbita de la Tierra.

El propulsor de gran tamaño debe ser 1, 000 kilómetros sobre el nivel del mar, más allá de la atmósfera terrestre, pero todavía sólidamente unido a la Tierra con una viga rígida, para transmitir la fuerza de empuje. Con un haz de iones disparado a 40 kilómetros por segundo en la dirección correcta, todavía necesitaríamos expulsar el equivalente al 13% de la masa de la Tierra en iones para mover el 87% restante.

Navegando en luz

Como la luz lleva impulso, pero no misa, también podemos alimentar continuamente un haz de luz enfocado, como un láser. La energía requerida se obtendría del sol, y no se consumiría masa terrestre. Incluso utilizando la enorme planta láser de 100 GW prevista por el proyecto Breakthrough Starshot, que tiene como objetivo propulsar naves espaciales fuera del sistema solar para explorar estrellas vecinas, Todavía se necesitarían tres mil millones de millones de años de uso continuo para lograr el cambio orbital.

Pero la luz también puede reflejarse directamente desde el sol a la Tierra utilizando una vela solar estacionada junto a la Tierra. Los investigadores han demostrado que se necesitaría un disco reflectante 19 veces más grande que el diámetro de la Tierra para lograr el cambio orbital en una escala de tiempo de mil millones de años.

Billar interplanetario

Una técnica bien conocida para dos cuerpos en órbita para intercambiar impulso y cambiar su velocidad es con un pasaje cercano, o tirachinas gravitacional. Este tipo de maniobra ha sido ampliamente utilizado por sondas interplanetarias. Por ejemplo, la nave espacial Rosetta que visitó el cometa 67P en 2014-2016, durante su viaje de diez años al cometa pasó dos veces cerca de la Tierra, en 2005 y 2007.

Como resultado, el campo de gravedad de la Tierra impartió una aceleración sustancial a Rosetta, que habría sido inalcanzable utilizando únicamente propulsores. Como consecuencia, la Tierra recibió un impulso opuesto e igual, aunque esto no tuvo ningún efecto medible debido a la masa de la Tierra.

Pero, ¿y si pudiéramos realizar un tirachinas? usando algo mucho más masivo que una nave espacial? Los asteroides ciertamente pueden ser redirigidos por la Tierra, y aunque el efecto mutuo en la órbita de la Tierra será mínimo, esta acción puede repetirse numerosas veces para lograr finalmente un cambio considerable en la órbita de la Tierra.

Algunas regiones del sistema solar son densas con cuerpos pequeños como asteroides y cometas, la masa de muchos de los cuales es lo suficientemente pequeña como para moverse con tecnología realista, pero aún órdenes de magnitud más grandes de lo que se puede lanzar de manera realista desde la Tierra.

Con un diseño de trayectoria preciso, es posible explotar el llamado "apalancamiento Δv":un cuerpo pequeño puede salir de su órbita y, como resultado, pasar por la Tierra, proporcionando un impulso mucho mayor a nuestro planeta. Esto puede parecer emocionante pero se ha estimado que necesitaríamos un millón de pases cercanos de asteroides, cada uno espaciado unos pocos miles de años, para mantenerse al día con la expansión del sol.

El veredicto

De todas las opciones disponibles, usar múltiples tirachinas de asteroides parece lo más factible en este momento. Pero en el futuro explotar la luz podría ser la clave, si aprendemos a construir estructuras espaciales gigantes o matrices láser superpoderosas. Estos también podrían usarse para la exploración espacial.

Pero si bien es teóricamente posible, y que algún día sea técnicamente factible, en realidad, podría ser más fácil trasladar nuestra especie a nuestro vecino planetario de al lado, Marte, que puede sobrevivir a la destrucción del sol. Tenemos, después de todo, ya aterrizó y recorrió su superficie varias veces.

Después de considerar lo difícil que sería mover la Tierra, colonizando Marte, haciéndolo habitable y moviendo la población de la Tierra allí con el tiempo, puede que no suene tan difícil después de todo.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.