Científicos dan respuesta a cómo alcanzar Alpha Centauri a gran velocidad sin pasarse

En abril del año pasado, el multimillonario Yuri Milner anunció la iniciativa Beraktrough Starshot. Planea invertir 100 millones de dólares en el desarrollo de una vela ultraligera que puede acelerar hasta el 20 por ciento de la velocidad de la luz para alcanzar el sistema de estrellas Alpha Centauri en sólo 20 años.

El problema de cómo frenar este proyectil una vez que alcanza su meta sigue siendo un desafío. René Heller, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Göttingen y su colega Michael Hippke se proponen utilizar la radiación y la gravedad de las estrellas del siste,a Alpha Centauri para desacelerar la nave. Podría incluso ser reencaminada a la estrella enana roja Proxima Centauri y su planeta Proxima b, que se especula si es habitable.

Al 20 por ciento de la velocidad de la luz, tal sonda cubriría la distancia de la Tierra a la Luna en sólo seis segundos. Por lo tanto, traspasaría en un instante las estrellas y los planetas del sistema Alpha Centauri.

La solución es que la vela de la sonda sea redistribuida a su llegada para que la nave espacial sea desacelerada óptimamente por la radiación entrante de las estrellas en el sistema Alpha Centauri. René Heller, un astrofísico que trabaja en los preparativos para la próxima misión de exoplanetas PLATO, contactó al respecto con el especialista en tecnología Michael Hippke, quien diseñó las simulaciones por ordenador.

Los dos científicos basaron sus cálculos en una sonda espacial que pesa menos de 100 gramos en total, que está montada en una vela de 100.000 metros cuadrados, equivalente al área de 14 campos de fútbol. Durante el acercamiento a Alpha Centauri, la fuerza de frenado aumentaría.

Cuanto más fuerte sea la fuerza de frenado, más efectivamente puede reducirse la velocidad de la nave espacial a su llegada. Y viceversa, la misma física podría utilizarse para acelerar la vela a la salida del sistema solar, utilizando el sol como un cañón de fotones.

La diminuta nave espacial tendría que aproximarse a la estrella Alpha Centauri A tan cerca como a cuatro millones de kilómetros, lo que corresponde 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 sólo sería repelida por la radiación estelar, sino que también sería atraída por el campo gravitatorio de la estrella. Este efecto podría ser usado para desviarla alrededor de la estrella. Estas oscilaciones por maniobras han sido realizadas en numerosas ocasiones por 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 de tiempo que las sondas Voyager han estado viajando, y estas máquinas de los años 70 todavía están operativas", dice Michael Hippke.

Teóricamente, la vela ligera autónoma y activa propuesta por Heller e Hippke podría establecerse en una órbita ligada 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 triple estrella. Las dos estrellas binarias A y B giran alrededor de su centro común de masa 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 puede configurarse de manera que la presión estelar de la estrella A frene y desvíe la sonda hacia el Alpha Centauri B, donde llegaría después de unos pocos días. La vela volvería a desacelerarse y se precipitaría hacia Proxima Centauri, donde 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 en su órbita que es tan masivo como la Tierra y que orbita la estrella en su llamada zona habitable. Esto hace que sea teóricamente posible que el agua líquida exista en su superficie: el agua es un prerrequisito clave para la vida en la Tierra.

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