Límite final do sistema solar

1987/08/01 Etxeberria, E. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Pero Pioneer 10 non funciona só en voos interestelares. Uniuse a outras tres embarcacións xa dirixidas cara ás estrelas (Pioneer 11, Voyager 1 e Voyager 2). Son vehículos antigos; chopos e non equipados paira longas viaxes. Con todo, serán as primeiras embarcacións que salguen do sistema solar.

Estas catro naves espaciais ofrécennos una versión pobre do home sobre as viaxes interestelares. O seguinte paso no avance dos voos espaciais será una proposición moito máis grande e custosa: enviar ao home ás estrelas. Pero as preguntas básicas son: Pódense conseguir viaxes interestelar de alta velocidade paira seres humanos? Que consecuencias ten? Que barreiras tecnolóxicas e físicas haberá que superar? Paira responder a estas preguntas, é imprescindible mergullarnos no marco dos feitos científicos e a ciencia ficción.

Cara á heliopausa

Pioneer 10, primeira sonda enviada cara a Júpiter, foi lanzada en marzo de 1972. Vinte meses despois, a nave enviou unha chea de datos a 131.000 quilómetros do planeta xigante. Pioneer 10 continuou o seu voo fose do sistema solar atravesando a órbita de Neptuno (a 4.5 billóns de quilómetros do sol) nese histórico día de xuño de 1983.

O xemelgo do Pioneer 10, Pioner 11, saíu en abril de 1973 e en decembro de 1974 chegou a Júpiter. Seguindo un camiño diferente, Pioneer 11 pasou a 43.000 quilómetros das néboas máis altas de Júpiter e recibiu o apoio gravitatorio do planeta xigante, dirixindo a embarcación cara a Saturno.

Posteriormente lanzáronse os dous barcos Voyager (Voyager 2 en agosto de 1977 e Voyager 1 en setembro de 1977). Estas dúas embarcacións entraron na zona de gravidade de Júpiter e, aumentando a velocidade, continuaron cara a Saturno. Voyager 1 finalizou aquí a súa viaxe e Voyager 2, en 1989, está disposto a chegar a Neptuno.

Como primeiro espectador dos misteriosos xigantes gaseosos, estes catro robots non podían ser máis exitosos.

En primeiro lugar, debemos diferenciar o espazo interplanetario do espazo interestelar. Marca o límite do espazo interestelar o efecto gravitatorio final do Sol?

Recentes simulacións de computador demostran que o sol é capaz de atraer obxectos situados a 80.000 ou 100.000 unidades astronómicas ou 0.5 parsec. Esta distancia é un terzo do viario que se atopa á estrela máis próxima.

A gravidade é una forza que diminúe gradualmente e nunca termina. Una definición máis significativa do límite exacto do Sistema Solar pode obterse analizando o comportamento do vento solar, é dicir, a emisión de partículas cargadas procedentes do sol.

No estrelado, nun punto do espazo, a presión do gas debe provocar o estancamento deste vento solar. En consecuencia, debe existir una zona (helios) que se equilibre cando as partículas do vento solar chocan contra o gas interestelar. En teoría, este choque emitirá ondas de radio de baixa frecuencia que poden ser detectadas polas naves espaciais Pioneer e Voyager.

A heliopausa non sería totalmente circular, xa que os gases interestelares que flúen ao seu ao redor darían forma de peras. A sonda Pioneer 10 discorre pola cola da xeada e pode non chegar ao seu límite antes de que termine a súa subministración enerxética cara a 1995. Neste momento dedícase aproximadamente a 37 unidades astronómicas e os datos que manda indican si a heliopausa está a 65 unidades astronómicas do sol.

Pero a mensaxe que vén de Voyager é diferente. Xa se empezaron a recibir sinais de radio débiles procedentes da zona de helio, chegando até 2-3 kilohercios. Pode ocorrer que estes sinais teñan unha orixe totalmente diferente, por exemplo una fonte de radio galáctica que nunca se atopou até agora. Pero a medida que as naves Voyager afástanse, os sinais vanse reforzando e se a razón é una heliopausa, iso é o que esperariamos.

Tendo en conta que a densidade do vento solar diminúe uniformemente coa distancia, os sinais de Voyager indican que a heliopausa está situada a 46 unidades astronómicas (dirección á que van os Voyagers) do sol. Se esta análise é correcto, o barco que chegará ao límite da helio e atravesará o espazo interestelar non será o máis afastado, o Pioneer 10. Trátase dunha sonda Voyager 1, que desde fai máis de seis anos vaise elevando formando un ángulo agudo fose do plano do sistema solar.

Atopar una heliopausa suporía un gran avance, pero algunha destas naves espaciais durará tanto tempo sen parar? A resposta depende dos xeradores termoeléctricos mediante radioisótopos das embarcacións. Favorecendo a desintegración do Plutonio-238, espérase que os xeradores de Pioneer permanezan até mediados de 1990 e os de Voyager até o ano 2012-2019. Paira o ano 2012 os dous Voyagers terán 100 unidades astronómicas superadas e terán probablemente una heliopausa cruzada.

Onde lévanos todo isto?

As primeiras naves espaciais dirixidas ás estrelas humanas non son máis que sondas interplanetarias fuxidas. Por tanto, canto nos falta por primeira vez paira construír una verdadeira nave interestelar? A viaxe interestelar non é só una prolongación da viaxe interplanetario. Este tipo de misión científica elaborada presenta diferenzas cualitativas respecto da realizada até a data. A razón é a amplitude do espazo interestelar.

O anano vermello Proxima Centauri atópase a 1.3 parsec (40 trillones de quilómetros) e forma parte do sistema de tripla estrela Alpha Centauri. O propio Alpha Centauri A é una estrela en forma de sol co Alpha Centauri B (algo máis débil, máis frío e máis grande que o Alpha Centauri) cerca.

Dentro de catro parsec temos dúas decenas de estrelas máis, a maioría delas ananas vermellas. A estrela máis brillante é Sirius A; una estrela vermella e branca, acompañada dun anano branco chamado Siruis B. Ademais das estrelas Sirio, dentro do radio de 4 parsec temos outras dúas estrelas: Procyon A e Alpha Centauri A, máis brillantes que o sol.

Con todo, na nosa pequena esquina da galaxia hai unha chea de estrelas interesantes: ananas vermellas e txuris, estrelas gáridas, dobres e triplos, da clase G, da clase F, e estrelas da clase A, estrelas da clase A, ese subínano parecido á cocción e algunhas laranxas e amigos planetarios. Outras estrelas que son o último acontecemento. Este último fito é moi importante, porque una vez no espazo interestelar, probablemente uno dos nosos obxectivos sexa buscar novos mundos e civilizacións, non só coñecer mellor ás estrelas.

Pero novamente atopámonos co antigo problema da distancia. A velocidade máis alta alcanzada até a data por unha nave espacial é de 51.800 quilómetros por hora, o caso do Pioneer 10. Isto estaría ben paira ir a planetas próximos pero non paira viaxes interestelares. Cunha velocidade final de desprazamento duns 40.000 quilómetros por hora, o Pioneer 10 tardará máis de 78.000 anos en percorrer un simple parsec!

Coa axuda da gravidade que pode ter un gran planeta como Júpiter utilizando foguetes químicos convencionais, podemos prever facilmente que a velocidade sexa dez veces máis rápida. Con todo, ir á estrela máis próxima supón máis de 10.000 anos. O que está claro é que velocidades adecuadas ao sistema solar non son válidas paira viaxes interestelares. Necesitamos una nova forma de propulsión totalmente nova.

Proxecto Daedalus

O proxecto Daedalus é único: Una anana vermella á estrela de Bernard no parsec -1.8 está pensada paira chegar a unha xeración, explorar o sistema estelar e enviar información á Terra.

A capacidade de propulsión da Mariña Daedalus necesaria paira levar a cabo este proxecto é posible grazas a un proceso xa coñecido nas Ministras de Defensa da Terra, a fusión nuclear. Pero a dificultade é: Daedalus funcionará utilizando a fusión do deuterio e o helio-3. O segundo, o isótopo do helio, é moi raro no noso planeta. A recollida das 30.000 toneladas necesarias paira accionar Daedalus require a utilización dunha fonte máis rica, situada a uns 800 millóns de quilómetros da fría, estraña e terrible superficie de Júpiter.

Tras vinte anos de esforzo e o proxecto de enxeñaría máis complexo xamais realizado, Daedalus diríxese a Júpiter paira abastecer de combustible. Así comeza o proxecto de Bernard cara a Izar.

O motor principal acenderase. A partir de agora dispararase duascentas cincuenta veces por segundo e una pílula con helio-3 xeado ao xigante faiado que leva o barco na parte traseira. Cada una destas pílulas atoparase cos electróns de alta velocidade de descarga pechada, que son capaces de producir reaccións de fusión entre deuterio e helio-3. A explosión de varias toneladas de TNT provocará que os produtos de fusión saian con forza da cámara do motor e dean un impulso tremendo a Daedalus.

Os motores non se deterán tras uns minutos de esforzo, senón que permanecerán en funcionamento durante máis de dous anos, acelerando o buque até un 7 por cento da velocidade de luz (ou 21.000 quilómetros por segundo). Entón a primeira plataforma pesada do Daedalus cae e ponse en marcha a segunda. O buque alcanzará una velocidade de até o doce por cento da velocidade de luz nos vinte meses seguintes. Por último, a segunda plataforma derrúbase e Daedalus seguirá percorrendo 36.000 quilómetros por segundo durante 47 anos máis. Ao final desta tempada o barco chegará á Estrela de Bernard e entrará na fase máis importante da súa viaxe.

Estirando os telescopios que leva encima e enviando sondas robots sobre os mundos interesantes que atopa, Daedalus recompilará datos ricos sobre o Sistema Estelar de Bernard. Os datos que poidan ser solicitados polos seres humanos serán analizados utilizando un computador programado con previsión e intelixencia artificial. Seguindo aínda na oitava parte da velocidade de luz, enviará á Terra as súas análises procesadas e elaboradas. Preto de sesenta anos despois do despegamento do seu principal motor, os controladores de viaxes terrestres (ou os seus fillos e netos, mellor devandito) poderán ver o descuberto por Daedalus.

Todo isto, por suposto, non será exactamente así. O proxecto Daedalus é só un deseño; XX. Só una visión das viaxes interestelares do futuro desde o século XX. O valor deste plan consiste en ver que é posible realizar voos ás estrelas utilizando o que non está tan lonxe da tecnoloxía actual. Paira empezar, ás viaxes ás estrelas máis próximas, que durarán menos que a vida humana, podemos enviar embarcacións de robots.