Mientras que todos sabemos que el universo es un lugar enorme, también apreciamos como en todas las películas y libros de ciencia ficción, el viaje a lo largo del espacio guarda un mayor parecido a un simple paseo por el campo, que con el recorrido de un duro trayecto a lo largo de los siglos. Es por lo que esta semana mostramos algunas tecnologías que, en la ciencia ficción, hacen posible el viaje entre las estrellas. En concreto, hablaremos de sistemas que reducen la duración de los viajes, sin tener en cuenta métodos que hagan tolerable el trayecto, como puede ser la hibernación. De todas maneras, esta lista que muestro a continuación no pretende ser un listado de posibles tecnologías que realmente puedan hacer posible el viaje espacial, sino una colección de cómo este problema ha sido resuelto por la imaginación de algunos autores.
Propulsión por curvatura
La propulsión por curvatura es un sistema de desplazamiento que permite el desplazamiento efectivo de un cuerpo a velocidades superiores a las de la luz, sin violar las leyes de la relatividad. Su popularidad se debe a que es el fundamento teórico de los viajes espaciales en la serie de televisión Star Trek.
Desde un punto de vista científico, este tipo de motor fue teorizado por Miguel Alcubierre en 1994. El desplazamiento se realiza sin violar la relatividad, contrayendo el espacio por la parte anterior de la nave y expandiéndolo por la posterior. De esta manera la nave nunca supera realmente la velocidad de la luz, sino que el espacio se contonea a su alrededor. Esto no contradice la relatividad, ya que ésta establece un límite máximo al que un cuerpo puede desplazarse, pero no acota el ritmo al que puede contraerse el espacio-tiempo.
Para entenderlo mejor, puede verse a una nave propulsada por curvatura como un surfista sobre una ola. La ola, que en este caso sería la burbuja de curvatura, contrae el agua delante de ella y la expande por detrás. El surfista se está desplazando hacia la orilla, pero realmente desde su punto de vista, apenas se mueve, sino que es la superficie sobre la que se encuentra la que se desplaza, llevándolo a su destino.
Os dejo un vídeo (en inglés), donde se explica cómo se forma la burbuja y las implicaciones que puede conllevar conseguirla.
El problema que supone crear crear esta burbuja que conlleve la contracción y posterior expansión del espacio es la enorme cantidad de energía necesaria.
Lo curioso de este tema es que en septiembre de 2012 investigadores de la NASA descubrieron que el mero hecho de cambiar la forma de la burbuja podría reducir la energía necesaria para crearla y desencadenar este tipo de desplazamiento. Esta gente calcula que puede llegar a alcanzarse 10 veces la velocidad de la luz, lo cual permitiría la posibilidad de alcanzar Alpha Centauri (la estrella más próxima) en seis meses. ¿El coste de todo esto? 65 exajulios (la cantidad de energía que consume EEUU en un año). Es mucho, sí, pero somos capaces de producirla. Por ahora la investigación se centra en crear microburbujas de curvatura que sean detectables. Quién sabe, esto tal vez sea el comienzo del viaje estelar.
Hiperespacio
Popularizado por la "Guerra de las Galaxias", el viaje a través del hiperespacio permite alcanzar velocidades mayores a la de la luz, mediante el paso a otra dimensión espacial, cuyas leyes físicas no son las mismas que las del espacio corriente que habitamos.
En general, todas las obras que hacen uso de esta tecnología dividen el proceso de navegación en dos partes. La primera consiste en el hipermotor, el cual es capaz de pasar del espacio corriente al hiperespacio, navegar por éste y finalmente retornar a la dimensión espacial original. La segunda consiste en el ordenador de navegación, el cual es el encargado de determinar los puntos de entrada y salida del hiperespacio, así como la ruta a través de este último. El problema es que, por lo general, la influencia gravitacional de cuerpos masivos puede afectar al hiperespacio, necesitando elaborar más los cálculos y evitar esta influencia.
Esta teoría, si bien no es imposible, no hay prueba alguna de la existencia de otros espacios paralelos sujetos a leyes físicas distintas a las nuestras.
En general, todas las obras que hacen uso de esta tecnología dividen el proceso de navegación en dos partes. La primera consiste en el hipermotor, el cual es capaz de pasar del espacio corriente al hiperespacio, navegar por éste y finalmente retornar a la dimensión espacial original. La segunda consiste en el ordenador de navegación, el cual es el encargado de determinar los puntos de entrada y salida del hiperespacio, así como la ruta a través de este último. El problema es que, por lo general, la influencia gravitacional de cuerpos masivos puede afectar al hiperespacio, necesitando elaborar más los cálculos y evitar esta influencia.
Esta teoría, si bien no es imposible, no hay prueba alguna de la existencia de otros espacios paralelos sujetos a leyes físicas distintas a las nuestras.
Propulsión Holtzmann
A medio camino entre la burbuja de curvatura y la navegación a través del hiperespacio, se encuentra el sistema de propulsión Holtzmann. Ideado por Frank Herbert en las novelas de la saga Dune, basa su funcionamiento en el pliegue del espacio para alcanzar puntos remotos de manera instantánea.
El pliegue del espacio funciona de la siguiente manera. Imaginemos que el espacio es una una hoja de papel sobre la que dibujamos dos puntos muy alejados. Recorrerlos sobre la superficie del espacio supondría un tiempo enorme, puesto que se encuentran muy distantes y es imposible superar la velocidad de la luz.
La solución que emplea la propulsión Holtzmann es plegar la hoja de papel, de tal manera, que atravesándola se pase casi inmediatamente de un punto a otro del espacio real. Si la burbuja de curvatura plegaba una pequeña región del espacio para que mediante contracción y expansión hubiera un desplazamiento, el motor Holtzmann, más chulo que nadie, pliega el espacio entero.
La responsabilidad de calcular cómo se realiza el tránsito a través de este espacio plegado (foldspace) recae sobre el navegante de la nave. Mientras que el espacio que percibimos es determinista a escala macroscópica y el caos es moderado a la hora de desplazarse por él, el espacio plegado es no determinista y caótico (lo peor, de lo peor, vamos). Por ello, la navegación requiere una serie de cálculos muy complejos. Si a esto le sumamos que en el universo de Dune, los ordenadores están prohibidos, la figura del navegante toma un papel vital en este tipo de viajes. El navegante es un ser presciente, capaz de predecir qué trayectorias a través del espacio plegado no desembocarán en un desastre. Esta capacidad para ver el futuro se la proporciona la especia melange, droga en torno a la cual giran todas las novelas de esta saga.
Aunque los detalles sobre el funcioanmiento de estos motores no aparece reflejado en ningún lugar, puede verse esta teoría a medio camino entre el motor por curvatura y la navegación a través del hiperespacio, ya que por una parte produce una distorsión en el espacio-tiempo y por otra requiere que se determine la ruta de antemano.
El pliegue del espacio funciona de la siguiente manera. Imaginemos que el espacio es una una hoja de papel sobre la que dibujamos dos puntos muy alejados. Recorrerlos sobre la superficie del espacio supondría un tiempo enorme, puesto que se encuentran muy distantes y es imposible superar la velocidad de la luz.
La solución que emplea la propulsión Holtzmann es plegar la hoja de papel, de tal manera, que atravesándola se pase casi inmediatamente de un punto a otro del espacio real. Si la burbuja de curvatura plegaba una pequeña región del espacio para que mediante contracción y expansión hubiera un desplazamiento, el motor Holtzmann, más chulo que nadie, pliega el espacio entero.
La responsabilidad de calcular cómo se realiza el tránsito a través de este espacio plegado (foldspace) recae sobre el navegante de la nave. Mientras que el espacio que percibimos es determinista a escala macroscópica y el caos es moderado a la hora de desplazarse por él, el espacio plegado es no determinista y caótico (lo peor, de lo peor, vamos). Por ello, la navegación requiere una serie de cálculos muy complejos. Si a esto le sumamos que en el universo de Dune, los ordenadores están prohibidos, la figura del navegante toma un papel vital en este tipo de viajes. El navegante es un ser presciente, capaz de predecir qué trayectorias a través del espacio plegado no desembocarán en un desastre. Esta capacidad para ver el futuro se la proporciona la especia melange, droga en torno a la cual giran todas las novelas de esta saga.
Aunque los detalles sobre el funcioanmiento de estos motores no aparece reflejado en ningún lugar, puede verse esta teoría a medio camino entre el motor por curvatura y la navegación a través del hiperespacio, ya que por una parte produce una distorsión en el espacio-tiempo y por otra requiere que se determine la ruta de antemano.
Estatorreactor Bussard
Para finalizar esta entrada me gustaría hablar del estatorreactor Bussard, método principal de propulsión en la novela Tau Zero, escrita por Poul Anderson. Mientras que en el resto de ejemplos anteriores las naves hacían trampa para desplazarse a mayor velocidad que la luz, esta técnica opera sin trampa alguna, no alcanzando jamás ese límite. Si alguien ha leído sobre cómo se desplaza la nave de la novela, la Leonora Christine, debe admitir que la resolución del problema es, cuanto menos, curiosa.
Para entender cómo funciona esta tecnología, definamos qué es un estatorreactor. Según la maravillosa Wikipedia un estatorreactor es "un tipo de motor de reacción que carece de compresores y turbinas, pues la compresión se efectúa debido a la alta velocidad a la que ha de funcionar. El aire ya comprimido se somete a un proceso de combustión en la cámara de combustión y una expansión en la tobera de escape"
El estatorreactor Bussard recibe el hidrógeno interestelar directamente del espacio, ayudándose de campos magnéticos. De esta manera la energía se extrae mediante la fusión del propio hidrógeno en el interior del motor. Así se resuelve el problema de obtener una gran cantidad de combustible, ya que en una primera fase puede emplearse un reactor convencional hasta acelerar a la velocidad suficiente para que el hidrógeno recogido contenga la suficiente energía como para hacer funcionar el reactor.
El planteamiento que propone el autor en la novela es que gracias a esta tecnología puede incrementarse la velocidad todo lo que se desee, ya que cuanto más rápido sea el desplazamiento, más fácil es conseguir hidrógeno acelerado con el que alimentar al reactor. De esta manera, una vez alcanzada una velocidad inicial, es posible conseguir la cantidad deseada de energía: si se desea ir más rápido sólo hay que coger más hidrógeno.
Lo interesante de esta técnica, y supone la principal diferencia respecto de todas las vistas anteriormente, es que en ningún momento se supera la velocidad de la luz, sino que se intenta alcanzarla. Desde el punto de vista de los tripulantes, se aprecia el efecto relativista, lo que conlleva a que el tiempo en el exterior de la nave pase mucho más rápido que en el interior. Desde el punto de vista de la navegación, se dificulta la visualización del espacio, lo cual dificulta enormemente la realización de maniobras contra objetos cuya trayectoria sea dificil de determinar. Si bien este tipo de reactor tiene inconvenientes, y no podría ser llevado a la práctica en el extremo que se lleva en la novela, versiones más moderadas del mismo si podrían ser trasladadas a la realidad.
Y después de haber soltado esta colección de frikadas, nos vemos la semana que viene. Si conocéis otros métodos de viaje, o simplemente quereís dar vuestra opinión, nos vemos en los comentarios.
Pepe "Puertas de Acero" Pérez
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