lunes, 21 de septiembre de 2009

El ocaso de los cadetes del espacio, parte IV: Con los pies en el suelo, y mirando las estrellas

Me voy a extender explicando los múltiples y grandes problemas a los que se enfrenta la colonización del espacio. Es importante distinguir que voy a hablar de colonización del espacio, y no de exploración del espacio, que es un tema diferente al que no se aplica lo que voy a decir y del que hablaré en el próximo post.

Voy a basarme en parte en los temas de este post del blog de Charlie Stross, un escritor escocés de ciencia ficción con un blog muy activo, y a menudo interesante. El post se llama The high frontier redux, y creó bastante revuelo cuando se publicó. En la sección de comentarios se pueden encontrar muchos ejemplos de cadetes del espacio con todas las de la ley.

Voy a citar a Douglas Adams: "El espacio es grande. No te puedes imaginar lo brutalmente, inmensamente, apabullantemente grande que es. O sea, que a lo mejor te piensas que hay un buen trecho andando hasta la farmacia, pero eso no es nada comparado con el espacio".

Supongamos que la distancia de la Tierra al sol (unos 150 millones de kilómetros) fuera un metro. La Luna estaría a unos 2 milímetros de la Tierra. Marte estaría a metro y medio del sol, Júpiter a 5 metros, y Plutón a 30 metros. El cinturón de Kuiper, que contiene muchos planetoides helados como Plutón, se extendería desde 30 metros de distancia del sol hasta 55 metros. O sea, que el sistema solar cabría dentro de un campo de fútbol, y los planetas hasta Saturno estarían dentro del círculo central.
Ahora bien, la nube de Oort, que contiene los cometas de largo período, empezaría a cinco kilómetros del sol y acabaría alrededor de 50 kilómetros.
Y para llegar a la estrella más cercana, Próxima Centauri, habría que andar 250 kilómetros.




Para dar un poco de perspectiva, la sonda más rápida jamás lanzada, Voyager 1, ha tardado 22 años en recorrer 108 metros. Y si esto parece lento, pensemos que a la velocidad más grande posible, la velocidad de la luz, se tardarían ocho minutos en recorrer un metro, y cuatro años en recorrer los 250 kilómetros hasta Próxima Centauri.

Pero supongamos que nos lo queremos tomar con calma, y volamos a Próxima Centauri a un 10% de la velocidad de la luz (o sea, tardando unos 40 años). Supongamos que tenemos algo como el Space Shuttle, que pesa unas 26 toneladas completamente cargado. En el peso están incluidas las alas, que no son necesarias para un vuelo interestelar, pero vamos a suponer que en lugar de alas tenemos elementos estructurales que pesan lo mismo. El tamaño del Shuttle es aproximadamante el de un avión de pasajeros pequeño, que puede acoger a quizá diez personas con cierto comfort. Además, 26 toneladas está cerca de lo que pesa un camión con remolque cargado. Para acelerar un vehículo al 10% de la velocidad de la luz usamos la fórmula relativista de la energía cinética:



Para una masa de 26 toneladas, nos da una energía de 1.1788E+19 julios. Esto equivale a unos 2817 megatones de potencia explosiva (la bomba más potente jamás detonada, Tsar Bomba, tuvo una magnitud de 50 megatones). Para dar un poco de perspectiva, la central nuclear de Cofrentes entrega una potencia de unos 1100 MW, así es que haría falta usar toda la energía de la central nuclear durante 339 años para enviar el equivalente de un solo camión a la estrella más cercana de forma que los tripulantes no se mueran de viejos antes de llegar.
La forma más conveniente de generar esta energía sería convertir unos 130 kilos de materia en energía. La mejor forma de hacerlo es con una reacción materia - antimateria. Por desgracia, con la tecnología actual se tardarían unos 2000 millones de años en producir un gramo de antihidrógeno.

Esto ignorando el peso de la comida, agua y aire que habría que transportar para suministrar a diez personas durante esos 40 años. Además, la energía que he indicado es sólo para acelerar la nave - la misma energía habría que gastarla en volver a frenar en el destino.

(Y no me voy a liar con la ecuación del cohete, que dice la masa total de propelente que hay que cargar crece exponencialmente con la velocidad que se quiere alcanzar).

Creo que se puede afirmar que los viajes interestelares son hoy por hoy imposibles.
La única (remota) posibilidad son las naves generacionales, un concepto bastante usado en ciencia ficción: una nave capaz de contener el equivalente de un pueblo pequeño (de un centenar a varios miles de tripulantes), con una velocidad mucho más reducida. La idea es que el viaje dure centenares o miles de años, y los descendientes de los colonos originales son los que llegan al destino. Lo que no está claro es cuál es el tamaño más pequeño necesario para que una sociedad sea estable, ni qué tipo de organización social sería necesario para mantener tal sociedad estable durante miles de años, algo que no se ha conseguido en la historia de la humanidad (lo único que se me ocurre es una sociedad fuertemente reglamentada, como un monasterio).

Si nos limitamos a colonizar solamente el sistema solar, la situación está algo mejor (entendiendo "algo mejor" como "remotamente posible en lugar de absolutamente descabellado"). Un viaje a Marte vendría a llevar, con tecnología actual, unos nueve meses, y un viaje a Júpiter, unos dos años. Varios astronautas han superado misiones en las estaciones espaciales Mir y Salyut de duraciones similares sin secuelas permanentes, así es que tales viajes son posibles.

El primer problema aquí es abandonar la Tierra. Por ejemplo, el cohete Ariane 5 puede poner unas 6 toneladas en orbita geoestacionaria. El coste de un lanzamiento está cifrado en 120 millones de dólares, lo cual nos da un coste por kilo de 20000 dólares. Esto significa que, hoy por hoy, no hay ningún recurso en el espacio que valga la pena explotar a ese precio, porque nunca vamos a recuperar la enorme inversión. Si la Luna estuviera hecha de oro, seguiría sin valer la pena establecer una colonia para minarlo y traerlo a la Tierra. De hecho, se sabe que muchos asteroides tienen una composición de níquel, hierro, y posiblemente otros elementos raros como platino, y podrían cubrir la demanda de la industria terrestre durante miles de años. Aún así, no es rentable minarlos.

El segundo problema es que, por decirlo de una manera suave, el sistema solar es un baldío. Cualquier colonia va a tener que llevar su propio aire, agua, alimentos, y medios para protegerse del entorno, que es mucho más inhóspito que el peor desierto de la Tierra. Y aún si pudiéramos construir una colonia autosuficiente, reciclando indefinidamente el agua y el aire y produciendo alimentos, cuando una cafetera se averíe habría que enviar una nueva desde la Tierra, porque allá afuera faltan los recursos para producir cosas más complicadas que una pala. Las rocas lunares contienen hierro, aluminio y titanio, pero no sé si en concentraciones suficientes como para que les fueran útiles a los posibles colonos. El suelo de Marte contiene óxido de hierro (por eso es rojo), pero tampoco sé si es factible explotarlo para fundir acero.





Y si una colonia tiene que ser autosuficiente... entonces no hay muchos motivos para construirla en la superficie de un planeta. Después de todo, en órbita hay energía más que de sobra (en forma de radiación solar), y uno se ahorra el consumo de combustible para aterrizar y despegar desde el fondo del pozo gravitatorio que representa un planeta. Siendo aún más extremos, si fuera posible construir asentamientos totalmente autosuficientes, sería más rentable ponerlos en el desierto del Sahara, donde al menos hay aire, se puede pasear en mangas de camisa, y comerciar con el resto de la humanidad no implica distancias de millones de kilómetros. Pero no veo a mucha gente proponiendo planes para colonizar el Sáhara, o el desierto de Gobi, o la Patagonia.

El único intento de construir un hábitat autosuficiente, Biosfera 2, fracasó estrepitosamente, en parte por problemas técnicos, y en parte por desavenencias entre los inquilinos. No significa que sea imposible construir uno, pero el problema es que no está claro cuál es la ecología más pequeña que pueda ser estable, ni cuál es la sociedad humana más pequeña que sea asimismo estable.

Ninguna de estas dos dificultades es completamente insalvable. En el próximo post explicaré cómo veo yo el futuro, y qué posibles avenidas de progreso existen.

To be continued...

1 comentario:

  1. Uff cómo está el blog, hace tiempo que no te leo. Oye te dejé un mensaje en el móvil este verano, no sé si lo oíste. Ya te escribo.

    ResponderEliminar