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¿Cuánto tiempo tomaría viajar a la estrella más cercana?

Todos alguna vez nos preguntamos cuánto tiempo tomaría viajar a las estrellas y si ese viaje sería posible en el transcurso de la vida propia. Hay muchas respuestas para esta posibilidad, de las cuales algunas son muy simples y otras pertenecen al reino de la ciencia ficción. Para simplificar la respuesta, trataremos la cuestión de cuánto tiempo tomaría viajar a Proxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Por desgracia, cualquier ruta que alguien tome a las estrellas será lenta, aunque esté equipado con la más poderosa tecnología de propulsión nuclear.




La estrella más cercana a la Tierra es el Sol. Es una estrella muy cercana al "promedio" de la "secuencia principal" del diagrama Hertzsprung-Russell (en la imagen, es la banda de color definida por la diagonal que va desde el rincón superior izquierdo al inferior derecho). El Sol es asombrosamente estable y le suministra a la Tierra la luz adecuada para la evolución de la vida en nuestro planeta.

Sabemos que hay planetas girando alrededor de otras estrellas cerca del Sistema Solar, pero ¿podrían sustentar la vida de la manera tan eficiente como lo hace el Sol? En el futuro, supuesto que la humanidad desee salir del Sistema Solar, habrá un enorme número de estrellas a las que viajar y muchas podrían tener las condiciones adecuadas para que la vida prospere. ¿Pero cuál iríamos y cuánto tiempo tomaría llegar allí?




La primera opción probablemente sería Proxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. Proxima Centauri, parte de un sistema triple de estrellas denominado Alpha Centauri, se encuentra a 4,22 años-luz. En realidad Alpha Centauri es la estrella más brillante del sistema y, en consecuencia, el sistema lleva su nombre. Además, Alpha Centauri es parte de una binaria que giran muy juntas a unos 4,37 años-luz de la Tierra, pero Proxima Centauri (la más tenue de las tres) es un enana roja aislada que se encuentra a 0,15 años-luz de la binaria. Las estrellas enanas rojas generan mucha menos energía que el Sol, de manera que tendríamos que hallar un planeta en una órbita cercana a esta enana roja para que la vida tal como la conocemos pueda sostenerse.

Es probable que el viaje interestelar nos haga pensar en algunas de las teorías más extrañas sobre la tecnología que podríamos usar para llegar a las estrellas. Por ahora el motor warp de Viaje a las Estrellas tendrá que esperar y quedarse en la categoría de la ciencia ficción, ya que es más probable que cualquier viaje al espacio profundo tomará generaciones en vez de unos pocos días. Por lo tanto, si comenzamos por una de las formas más lentas de viajar por el espacio, ¿cuánto tiempo demoraremos en llegar a Proxima Centauri? Tomemos en cuenta que todo esto es conjetural, ya que en la actualidad no hay ningún punto de referencia para los viajes interestelares.



El más lento: Motor de propulsión iónica, 81 mil años


El motor de propulsión iónica era cosa de ciencia ficción hace apenas unas décadas. Sin embargo, en años recientes la tecnología para utilizar la propulsión iónica abandonó la teoría y se puso en práctica de una manera brillante. Por ejemplo, la misión SMART-1 de la ESA completó exitosamente su misión a la Luna en trece meses luego de seguir una trayectoria en espiral desde la Tierra. La SMART-1 utilizó impulsores iónicos accionados por luz solar, donde la energía eléctrica era recolectada de paneles solares y utilizada para accionar sus impulsores de efecto Hall. Solamente se utilizaron 82 kg de combustible de gas xenón para impulsar a la SMART-1 a la Luna. 1 kg de combustible de gas xenón suministra una velocidad delta de 45 m/s. Esta es una forma de propulsión muy eficiente, pero de ninguna manera es rápida.



Una de las primeras misiones en usar la tecnología de impulsión iónica fue la misión Deep Space 1, de 1998, al Cometa Borrelly. La DS1 también utilizó un motor iónico impulsado por gas xenón y consumió 81,5 kg de combustible. Según el diseño de la misión, luego de más de veinte meses de empuje la DS1 debía alcanzar una velocidad de sobrevuelo del cometa de 56 mil km/hr.

Por lo tanto, los motores iónicos son más económicos que la tecnología de cohetes, ya que el empuje por unidad de masa del combustible (esto es, el impulso específico) es mucho más alto, pero a los motores iónicos le toma mucho tiempo acelerar a una nave espacial a una gran velocidad. Como la velocidad máxima de una nave espacial impulsada por un motor iónico depende de la cantidad de combustible que pueda transportar y de la cantidad de energía que pueda generar, si a pesar de su lentitud los motores iónicos se usaran para una misión a Proxima Centauri donde el tiempo no fuera crítico, los motores iónicos necesitarían una gran fuente de producción de energía (esto es, energía atómica) y una gran cantidad de combustible (aunque no tan grande como las formas menos económicas de viaje espacial, como los cohetes). Como los motores iónicos interestelares todavía no existen, calcularemos rápidamente cuánto tiempo le tomaría a una nave espacial equipada con un motor iónico interestelar, como la Deep Space 1, para viajar a nuestra estrella vecina más cercana.



Suponiendo que la totalidad de los 81,5 kg del combustible de gas xenón se convierte en una velocidad máxima de 56 mil km/hr (supongamos que no hay otra forma de impulso, como la asistencia gravitacional y que esta velocidad permanece constante durante todo el viaje), Deep Space 1 tardaría más de 81 mil años para recorrer los 4,3 años-luz (o 1,3 parsecs) que hay entre la Tierra y Proxima Centauri. Para poner esta escala de tiempo en perspectiva, eso sería más de 2700 generaciones humanas.

En consecuencia creo que podemos afirmar de manera categórica que la velocidad suministrada por el motor iónico para las misiones interplanetarias es demasiado lenta para que sea utilizada en una misión interestelar tripulada. Sin embargo, si los impulsores iónicos se hacen más grandes y más potentes (esto es, la velocidad de escape iónica necesitaría ser mayor), con el combustible suficiente para el viaje completo de 4,3 años-luz de la nave espacial, los 81 mil años se reducirían de forma considerable.
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