Ciencia.-Nueva propulsión para ir al exoplaneta en zona habitable más cercano

Un nuevo tipo de propulsión que combina un haz de partículas con un láser ha sido propuesta para acometer una misión espacial a Próxima Centauri b, un planeta en zona habitable de su estrella a 4 años luz.

Los sistemas de propulsión convencionales no funcionarían para llevar una nave a Próxima b. Los cohetes convencionales están descartados, ya que su combustible es demasiado pesado y se quema demasiado rápido para que una sonda alcance la velocidad que necesitaría para llegar a Próxima b. Las velas solares convencionales también fallan porque una vez que están lo suficientemente lejos del sol, solo se les aplica un empuje mínimo.

Otras soluciones no convencionales podrían funcionar, como la propulsión nuclear o los motores iónicos. Sin embargo, decaen víctimas de la ecuación de los cohetes: como tienen que llevar su combustible, tienen que llevar más masa para ir más rápido, eliminando así gran parte de ese beneficio.

Eso deja la propulsión por haz, que básicamente crea un haz gigante en el espacio que continúa empujando a una nave espacial con un colector en ella, que puede seguir empujando todo el tiempo que la nave espacial está en camino a su destino. Por lo general, hay dos tipos de haces utilizados en estos sistemas: haces de partículas y haces de luz. Sin embargo, cada uno tiene un punto débil: la difracción.

Tanto los haces de luz como de partículas tienden a dispersarse en grandes distancias, lo que los hace mucho menos efectivos para enfocar un solo objeto pequeño que puede estar a años luz de distancia. Incluso los láseres, si se les permite apuntar lejos, eventualmente se dispersan en luz inutilizable. Sin embargo, hay una forma de evitar esto.

Recientemente, la investigación óptica ha desarrollado una forma de combinar haces de partículas y láser que prácticamente elimina la difracción y la propagación del haz cuando ambos se utilizan simultáneamente. Esto permitiría que un sistema de propulsión con haz continúe concentrando su haz exactamente en el lugar correcto sin perder lentamente su fuerza de empuje a medida que la sonda se aleja.

El doctor Christopher Limbach, profesor de Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Michigan, utilizó esta tecnología subyacente para desarrollar lo que llama PROCSIMA, un novedoso método de propulsión que utiliza un sistema de propulsión coherente combinado de partículas y haz de láser, informa Universe Today.

43 AÑOS DE VIAJE AL 10 POR CIENTO DE LA VELOCIDAD DE LA LUZ

Los cálculos del Dr. Limbach y su colaborador, el Dr. Ken Hara, profesor de Aeronáutica y Astronáutica en Stanford, muestran que es posible, al menos en teoría, crear un haz coherente que pueda durar efectivamente hasta Proxima b mientras que solo se difracte hasta unos 10 m.

Según sus cálculos, una sonda de 5 g como la que está desarrollando el proyecto Breakthrough Initiatives podría ser impulsada hasta el 10% de la velocidad de la luz, lo que le permitiría llegar a Proxima b en 43 años.

Alternativamente, también calcularon que una sonda mucho más grande de alrededor de 1 kg podría llegar al sistema en unos 57 años. Eso permitiría una carga útil mucho más emocionante, incluso si la sonda atravesara el sistema de Próxima Centauri a una fracción significativa de la velocidad de la luz.

Aún queda trabajo por hacer, incluido el desarrollo de cosas como fuentes de partículas atómicas frías y la mejora de la funcionalidad de los sistemas de rayos.