La barrera de la luz

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Supernova Kepler- Chandra

El Voyager I se lanzó el 5 de septiembre de 1977 y durante estos últimos 36 años ha viajado hasta los confines de nuestro Sistema Solar. En 1979 se encontró con Júpiter desde donde envió a la Tierra fotos del planeta y su satélite, Europa. En noviembre de 1980 estuvo cerca de Saturno y también nos mandó fotos de su luna gigantesca, Titán. El 2 de agosto de este año la NASA anunció que el Voyager I era el primer objeto humano que, desde hacía un año, había abandonado el Sistema Solar. Sin embargo, es posible que la nave se encuentre en una zona desconocida de la heliosfera, sin viento solar. En la actualidad está a 125 unidades astronómicas (1 ua=149,59 millones de kilómetros) del Sol y viaja en dirección a la constelación Ofiuco en la que se halla la estrella de Barnard, a unos 6 años luz del Sol, que es la segunda estrella más próxima a nuestro planeta, después de Alpha de Centauri. En esa zona también se encuentran los restos de la supernova Kepler, que observó el famoso astrónomo el año 1604 y que en aquella época era más brillante que cualquier otra estrella.

El Voyager I viaja a 17 kilómetros por segundo ( 61 200 kilómetros hora) por lo que tardaría alrededor de 100 000 años en llegar a Barnard, aunque en realidad serían menos años porque Barnard también se mueve hacia nosotros. Pero, dentro de doce años los sistemas eléctricos del Voyager dejarán de funcionar y nos será imposible saber nada más de él. A bordo, al igual que en el resto de los Voyager, viaja un disco chapado en oro en el que se ha grabado información científica, sonido de animales salvajes, música de Mozart y otros autores y cantantes, un discurso del secretario de las Naciones Unidas, otro del presidente de Estados Unidos y varios mensajes más, por si lo encuentra alguna civilización.

Con la velocidad a la que viajan nuestras naves espaciales, para llegar a las estrellas más próximas es necesario invertir un tiempo no inferior a 60 000 años. Eso hace imposible la exploración del espacio más allá de nuestro Sistema Solar; incluso los viajes dentro de la heliosfera consumen mucho tiempo. Un viaje a Marte puede llevarnos de 6 a 10 meses y al Voyager I le ha costado unos 35 años llegar a los confines del Sistema Solar. La exploración práctica del Universo será muy difícil a no ser que dispongamos de naves espaciales capaces de viajar a una velocidad superior a la de la luz.

Igual que el hombre venció la barrera del sonido, en 1947, algunos científicos piensan que a finales de este siglo, o antes, es posible que encontremos la forma de viajar más deprisa que la luz. El primer problema con que topamos es que según las teorías de Einstein, no es posible desplazarse a una velocidad superior a la de la luz. En principio, para movernos hace falta energía, en la medida en que aumentamos nuestra velocidad la energía necesaria es mayor y para llegar a movernos a la velocidad de la luz necesitaríamos una cantidad infinita de energía. Sin embargo, desde hace algunos años, hay científicos que apuntan a que habría forma de hacerlo, sin contradecir la teoría de la Relatividad.

En 1994, el físico mexicano Miguel Alcubierre Moya publicó en la revista Classical and Quantum Gravity la descripción teórica del motor Alcubierre que es capaz de viajar más deprisa que la luz sin violar la teoría de la Relatividad. Su modelo consiste en encerrar en una burbuja un espacio plano que se desplaza en un espacio curvo. La burbuja se mueve gracias a una contracción del espacio-tiempo que tiene delante y una expansión del espacio-tiempo que tiene detrás. Para fabricar una burbuja de este tipo haría falta un anillo que la rodease en el que habría que inyectar una gran cantidad de energía negativa. El motor Alcubierre sería como una especie de alfombra rodante, como la de las terminales de los aeropuertos, que por delante se curva y viaja hacia atrás se vuelve a curvar y sale a nuestras espaldas. La alfombra sería nuestra burbuja y sobre ella podríamos viajar más rápidos que la luz, igual que sobre ella podemos viajar más de prisa de la velocidad máxima a la que caminamos por la tierra firme.

De otra parte, tampoco se sabe a ciencia cierta si la energía negativa existe o no, de forma que el motor Alcubierre no deja de ser un concepto ideado para hacer posible un viaje a velocidad superior a la luz sin contradecir la física de Einstein. Este tipo de motor, sería un motor de curvatura del espacio o un propulsor de curvatura, que se caracteriza por inducir el movimiento mediante la alteración del tiempo-espacio que envuelve a la nave. La idea parece estar inspirada en los sistemas de propulsión que utilizaban las naves de la película La guerra de las galaxias.

Pero lo más sorprendente es que la NASA tiene un pequeño grupo de científicos trabajando en el desarrollo práctico de este concepto. “Sonny” White es el responsable del departamento de sistemas de propulsión avanzados de la NASA en el Johnson Space Center y dejó sin aliento al mundo especializado en propulsión aeroespacial al anunciar, en 2011, que estaba trabajando en un motor del tipo Alcubierre. El pasado año volvió a desbaratar la imaginación de los más soñadores cuando dijo que la cantidad de energía necesaria para poner en marcha un motor de Alcubierre podía ser muy inferior a la que inicialmente se pensó. Este año, durante el mes de agosto, en declaraciones a la prensa, White ha moderado su optimismo: “El equipo de investigación de la NASA sabe los pasos que hay que dar para construir un demostrador conceptual, que nos permita evaluar si el motor de Alcubierre es viable en la práctica.” White va a experimentar con un prototipo microscópico que nada tendría que ver con un sistema real. Según White “aún falta una década o más antes de que se pueda construir un motor del tamaño de un coche, e incluso eso únicamente sería posible si encontramos esa materia exótica, que probablemente no encontraremos.”

Y lo que resulta aún más sorpresivo es que a la NASA le ha salido un competidor que se llama Marshall Barnes que en febrero de este año hizo pública su intención de competir con la agencia estatal en el desarrollo del motor Alcubierre. Marshall dice ser el primero en haber descubierto las relaciones entre las fuerzas gravitatorias y electromagnéticas y ha desarrollado demostradores, desde 2002, con los que trata de verificar sus teorías. Enfrentado a Sonny White de la NASA y a Stephen Hawking, el famoso autor de A brief history of time, ha recorrido Estados Unidos de costa a costa para hacer declaraciones y presentar sus proyectos de futuro.

Pero, con independencia de la competencia que pueda tener la NASA, la cual no está exenta de oportunismo publicitario, las máquinas de volar a una velocidad superior a la de la luz plantean problemas que no tienen solución dentro del marco en el que se encuadra el conocimiento que tenemos en la actualidad de cómo funciona el Universo. Los científicos tratan de buscar singularidades en la teoría de la Relatividad para justificar velocidades superiores a las de la luz. Si a esto añadimos la descomunal cantidad de energía necesaria para construir las hipotéticas máquinas que se proponen, la cuestión plantea dificultades- hoy por hoy- insuperables.

Los motores de Alcubierre no son la única fórmula que se ha sugerido para viajar a velocidades superiores a las de la luz. Hay más, pero todas ellas requieren soluciones muy singulares a las ecuaciones de la física relativista. Es como si hubiera que hacerle alguna trampa al señor Einstein y utilizar recursos muy teóricos como la energía negativa y la materia exótica.

Llama la atención que, a la vista de todas estas consideraciones, Sonny White gaste dinero de la NASA en investigar sobre este asunto. Cabe la posibilidad de que disponga de una información que no ha hecho pública.

Todos sabemos que cuando detenemos una máquina hay que disipar la energía asociada al movimiento, lo que normalmente se consigue evacuando calor a través de los frenos del aparato. Análogamente, si se pudiera construir una burbuja de Alcubierre, cuando la nave llegase al término de su viaje, al frenar, podría evacuar una cantidad de energía desmesurada. De tal magnitud, que la onda expansiva sería capaz de aniquilar el mundo ubicado en el destino de los astronautas viajeros. Un final absurdo para una máquina imposible.

La barrera de la luz parece más infranqueable que la del sonido.

Astronautas a Marte

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Imagen: NASA- Atmósfera de Marte

Hace aproximadamente un año- el 6 de agosto de 2012 a las 05:17 UTC-  el Curiosity, un robot móvil del tamaño de un coche, aterrizaba en la superficie del planeta rojo. Después de recorrer unos 563 millones de kilómetros, el vehículo de la NASA, se posaba en un lugar conocido como el cráter de Gale, a unos 2,4 kilómetros del objetivo previsto.

Da la impresión de que Marte está otra vez de moda. Hace poco, en unas jornadas sobre Marte, el responsable de la agencia espacial estadounidense, Charles Bolden, dijo: “Un vuelo tripulado a Marte es ahora el destino final de la Humanidad en nuestro Sistema Solar y la prioridad de la NASA«.

El planeta rojo es visible desde la Tierra y los egipcios ya estudiaron su movimiento, pero quien realmente lo puso de moda fue un astrónomo italiano, Giovanni Schiaparelli, en 1877. Con su telescopio de 22 centímetros, en Milán, observó la superficie marciana y dibujó los primeros mapas en los que aparecían unas líneas, “canales”, a las que bautizó con nombres de ríos terrestres. El astrónomo norteamericano Percival Lowel construyó un observatorio en Flagstaff, Arizona, en 1894 y durante quince años observó los “canales marcianos”. Los resultados de sus estudios los publicó en  tres libros que desbarataron la imaginación del público. Se extendió la idea de que el planeta rojo estaba habitado por una civilización inteligente capaz de construir obras hidráulicas de un tamaño gigantesco.

El 30 de octubre de 1938, Orson Welles, anunció en un programa de ficción por la radio que “a las ocho menos veinte de esta mañana, el profesor Farrell del observatorio Mount Jennings, en Chicago, ha comunicado la observación de varias explosiones de gas incandescente a intervalos regulares en el planeta Marte”. Poco después anunciaba que los marcianos habían llegado a la Tierra, en Grovers Mills, y avanzaban hacia Nueva York con malas intenciones. Cundió el pánico. La idea de que Marte podía albergar vida inteligente había calado en la población y Orson Welles supo explotar el subconsciente de sus oyentes. El locutor estuvo a punto de organizar un auténtico caos.

Sin embargo, los canales marcianos no existen en la realidad, son un efecto óptico.

Después de una serie de misiones que fracasaron durante los años 60, el 27 de noviembre de 1971 el Mars 2 de la Unión Soviética se estrelló contra la superficie de Marte. Era el primer objeto humano que visitaba el planeta rojo. Desde los años 60 se han producido 50 intentos  para llegar hasta Marte y desentrañar sus misterios, pero solamente 21 de estas misiones han funcionado completamente bien, por lo que la probabilidad de que una expedición marciana fracase es relativamente alta. Se han ensayado tres tipos de misión, con éxito: mandar una sonda que describa una trayectoria que en alguno de sus tramos se aproxime a Marte, poner en la órbita marciana un satélite, y aterrizar con un robot fijo o móvil (rover).

Con todas estas misiones hemos aprendido mucho sobre el planeta rojo, aunque todavía tenemos un conocimiento bastante limitado de nuestro vecino. Su color se debe al polvo de óxido de hierro que cubre una gran parte de la superficie del planeta. Describe una órbita cuya excentricidad es mayor que la de la Tierra y está más alejada del Sol. El año marciano dura 686,9 días terrestres, pero da una vuelta completa sobre sí mismo en un tiempo muy parecido al que tarda nuestro planeta: 24,6 horas. El eje de rotación de Marte está inclinado 25 grados (en vez de los 23,5 grados de inclinación que tiene la Tierra), lo cual da origen a estaciones como las nuestras; sin embargo, debido a la mayor excentricidad de su órbita en el hemisferio sur el clima es más extremo que en el norte. Marte es más pequeño  que nuestro planeta, su masa es un 10% la de la Tierra y la gravedad es 0,38 veces la que soportamos en nuestro hábitat terrestre. Es un planeta con montañas muy altas, como el Olimpus Mons (25 kilómetros) y valles profundos como el Calles Marineris (7 kilómetros). Tiene dos lunas pequeñas: Fobos y Deimos. Posee dos casquetes polares en los que hay grandes masas de hielo. El hemisferio norte es llano, con mares de lava solidificada y el sur montañoso con muchos cráteres. Es muy posible que hace cuatro mil millones de años un asteroide, cuyas dimensiones pudieron alcanzar hasta dos tercios las de la Luna, impactara en el hemisferio norte marciano y crease esa inmensa planicie.

Durante la mayor parte de su órbita el planeta rojo circula por lo que se denomina como “zona habitable” del Sistema Solar, pero lo que lo inhabilita para que en él se desarrolle la vida es que su atmósfera está formada por una fina capa gaseosa, poco densa, con un  95% de dióxido de carbono, 3% de nitrógeno, 1,6% de argón, trazas de oxígeno y vapor de agua y mucho polvo en suspensión. El planeta rojo no tiene un campo magnético que actúe como escudo frente a las radiaciones solares. El viento solar barre su atmósfera que se pierde en la estela que deja Marte a lo largo de su órbita y la radiación ultravioleta en la superficie es muy elevada. La presión media en la atmósfera marciana es 0,6% la de la Tierra. En esas condiciones es imposible encontrar agua líquida, salvo durante breves periodos de tiempo y en las partes más profundas del planeta. Se ha encontrado metano en su atmósfera, aunque en muy pequeñas cantidades, que se genera en dos puntos concretos del planeta. La existencia de metano sugiere la posibilidad de actividad microbiológica en el subsuelo, aunque también cabe que se produzca mediante otro tipo de reacciones químicas. Hasta la fecha, no se ha detectado ninguna forma de vida en Marte.

Por todo lo que sabemos de Marte, se trata de un lugar inhóspito para los seres humanos, frío, rocoso y polvoriento, sin atmósfera respirable, sometido a una intensa radiación ultravioleta y desde la Tierra nuestras naves tardan en llegar unos siete meses. De existir alguna forma de vida, tiene que ser muy simple. Pero es cierto que, de todos los planetas del Sistema Solar, quizá sea el menos inhabitable para el hombre.

Entonces ¿por qué queremos ir a Marte?, o ¿por qué quiere el Administrador de la NASA poner en marcha un programa para que en la década de 2030 sus muchachos vayan a Marte? No lo sé y aunque he buscado motivos racionales que justifiquen ese empeño no estoy seguro de haberlos encontrado. Según Buzz Aldrin, el astronauta que junto a Neil Amstrong pisó la superficie de la Luna en 1969 y que a sus 83 años continua apoyando activamente los programas espaciales estadounidenses, en relación con la expedición a Marte ha escrito recientemente: “Hay que interesar al mundo otra vez en la exploración espacial y tener el espíritu pionero para ir más allá de nuestros límites y capacidades actuales”. Aldrin también piensa que: “Siempre he sentido que Marte debería ser el siguiente destino después de nuestros alunizajes. Lo he dicho muchas veces durante mucho tiempo. Hoy el sueño de alcanzar el planeta rojo parece que está cerca de convertirse en una realidad”. Son argumentos válidos, pero no los encuentro muy convincentes, igual que este otro que Aldrin también expone en su escrito: “Para mí, al igual que para otros espectadores, esas imágenes de color enviadas por el Curiosity mostraban paisajes que me sugerían lugares del suroeste de Estados Unidos. Espero que esa familiaridad en otro mundo  suscitará la curiosidad de la juventud y la idea de explorar más allá de la Tierra, en nuestra luna y en Marte”. Que algunos jóvenes sientan deseos irresistibles de ir a Marte no sé si justifica el dispendio. Aldrin añade otras consideraciones: “Porque nos sentimos bien y creemos en el futuro de nuestro país y aventurándonos en el espacio mejoramos la vida de todos aquí en la Tierra. Los avances científicos y las innovaciones que surgen de este tipo de investigaciones crean productos y tecnología que utilizamos en nuestra vida diaria y mejoran la existencia de la gente en todo el mundo.” Es verdad que los proyectos espaciales generan puestos de trabajo y tecnología, aunque eso ocurre con independencia de si llevan astronautas a bordo o no.

Mucha gente piensa que la exploración espacial no ha alcanzado un grado de madurez que aconseje el envío a Marte de seres humanos y que las exploraciones deberían seguir haciéndose con robots. Transportar hombres a Marte resultaría muy caro y con un escaso retorno, desde el punto de vista tecnológico y científico, de la inversión que habría que hacer. Pero, lo más probable es que la NASA entienda que sin un proyecto capaz de movilizar a su país, al igual que hizo Kennedy cuando decidió enviar un hombre a la Luna, su futuro peligra. Quizá la razón principal de Charles Bolden para abogar por el envío de astronautas al planeta rojo en la década de 2030 sea la de convertir a su organización en el centro neurálgico de un gran proyecto de Estado que garantice la supervivencia de la agencia espacial. Enviar hombres a Marte tiene un componente emocional y publicitario muy sugestivo, es un símbolo de poder y prestigio para la nación que abandere el esfuerzo, también es una de las pocas iniciativas capaces de aglutinar y despertar sentimientos de solidaridad entre todos los seres humanos. Resulta muy difícil cuantificar el valor de esos componentes tan intangibles como reales.

En cualquier caso, la carrera espacial a Marte ha empezado ya. En la actualidad hay dos robots móviles (rover) exploran el planeta rojo, el Opportunity y el Curiosity, y tres satélites robotizados giran en torno a su eje de rotación: el 2001 Mars Odyssey, el Mars Express (de la agencia europea) y el Mars Reconnaissance Orbiter. Estos cinco robots suministran información sobre la superficie marciana, la actividad volcánica, el subsuelo, la radiación, la atmósfera del planeta, sus ciclos climatológicos, las  formas de agua y las posibilidades de vida actuales o en un pasado remoto. Son actividades preparatorias a las que seguirán otras durante los próximos años y que parece que culminarán con el viaje al planeta rojo de astronautas que volverán a captar el interés de miles de millones de personas, aquí en la Tierra, dentro de unos 20 años.

Sin embargo, hay una pequeña cuestión que no podemos dejar pasar por alto. Será un viaje de ida, sin retorno. No es previsible que en 2030 la tecnología nos permita enviar gente a Marte con un billete de vuelta. Esto no es ningún problema para muchísimos voluntarios. La astronauta rusa Valentina Tereshkova, la primera mujer que viajó al espacio, ha manifestado hace poco que le gustaría ir a Marte, aun sabiendo que jamás regresaría de aquél planeta. Pero, como ella hay más de 70 000 personas en el mundo, dispuestas a afrontar un viaje de ida sin retorno. Y es que, desde hace un par de años, el proyecto de enviar seres humanos a Marte no es un asunto exclusivo de la NASA, lo cual sí es una novedad en el panorama del desarrollo espacial.

El holandés Bas Lansdorp se graduó en ingeniería mecánica por la universidad de Twente en 2003, creó Ampyx Power, una empresa que ha desarrollado un sistema muy original para producir energía, mediante un planeador que evoluciona en el aire sujeto con un cabo a tierra cuya tensión mueve un generador eléctrico. En 2008 Lansdorp vendió parte de sus acciones de Ampyx Power y en marzo de 2011 creó, junto con Arno Wielder un físico de la agencia espacial europea, una fundación sin ánimo de lucro: Mars One. En mayo de 2012 Mars One anunció sus planes de mandar a Marte un equipo de cuatro astronautas el año 2023. Allí se ubicarán, en una estación sobre la superficie marciana, y cada dos años llegarán nuevas expediciones para crear la primera colonia humana fuera de nuestro planeta. No está previsto que estos pioneros regresen a la Tierra.

El proceso de selección para los primeros astronautas se abrió en abril de 2013 y en poco más de dos semanas Mars One recibió unas 78 000 solicitudes de 120 países. Según Bas Lansdorp “es el trabajo más deseado de la historia”. La compañía seguirá admitiendo solicitudes hasta el 31 de agosto de este año. A partir de entonces se seleccionarán de 50 a 100 candidatos en cada una de las 300 regiones del mundo identificadas por Mars One. Después de cuatro rondas, el número de seleccionados se reducirá a una cifra entre 28 y 40. En 2015, los finalistas se incorporarán a la fundación Mars One para empezar el entrenamiento cuya duración será de unos siete años. La organización tiene previsto montar en la Tierra, en un lugar similar a la superficie marciana, un simulador, una réplica exacta de la estación que desplegará en el planeta rojo, para entrenar a los astronautas.

Antes del envío de la primera expedición de astronautas, Mars One, pondrá en la órbita marciana un satélite de comunicaciones, enviará un robot móvil para determinar la ubicación idónea de la base espacial y situará sobre la superficie del planeta los módulos de la estación junto con provisiones, repuestos y robots móviles.

Mars One estima que el coste de la misión será del orden de unos 6000 millones de dólares. Además del apoyo financiero de empresas patrocinadoras, donaciones particulares, venta de camisetas, tazones, pegatinas y otros objetos, cuenta con ingresos masivos de publicidad en los medios. La iniciativa puede crear una gran audiencia y se televisarán los eventos más importantes. Ya se están distribuyendo videos con entrevistas de aspirantes a formar parte de la primera misión y el proyecto puede dar origen al reality show más morboso y espectacular de la historia de la televisión. Todo dependerá del modo en que Mars One gestione la comunicación.

Mars One esgrime tres razones para ir a Marte, la primera es que con esa hazaña cumplimos un sueño asombroso, la segunda es que nos permitirá averiguar cosas que siempre quisimos saber relacionadas con la historia de la Tierra, la posible evolución de la vida en aquél planeta y otros asuntos, y la tercera razón es que enviar gente a Marte es “el siguiente paso de gigante para la Humanidad”. Son tres motivos, pero tampoco parecen muy racionales.

Da la impresión de que los argumentos que se aducen para llevar hombres a Marte tienen, en cualquier caso, una fuerte componente emocional y pienso que eso los hace extraordinariamente sólidos. Ahora que la Unión Soviética no azuza al Gobierno de Estados Unidos, a la NASA le ha salido un extraño competidor, extraño porque Charles Bolden puede encontrar en Mars One el mejor aliado para llevar a cabo su proyecto.

Con casi toda seguridad vamos a tener una colonia de héroes, encerrados en Marte, dentro de unos cuantos años. Esta vez van a ser los marcianos quienes tendrán que preocuparse de los terrestres.

Marte está otra vez de moda