En los últimos años han surgido nuevas formas de propulsión de vanguardia, que permitirán tránsitos rápidos a otros cuerpos del Sistema Solar. Entre estos se encuentran las opciones nucleares de la NASA y DARPA para llegar más rápido a la Luna o Martes, así como las eléctricas para viajar a visitar naves y asteroides lejanos.
Entre estas nuevas opciones, está una idea propuesta por los investigadores de UCLA que busca acelerar una nave espacial de una tonelada hasta el borde del Sistema Solar en menos de 20 años disparando láseres para acelerar velas ligeras a una fracción de la velocidad de la luz.
En este nuevo caso se plantea la idea de usar un haz de pellet, partículas microscópicas a hipervelocidad (>120 km/s), propulsadas por ablación láser.
Esto permitiría usando un haz de perdigones empujar la nave espacial a las órbitas y destinos deseados, incluidas a trayectorias de salida rápida. Por lo pronto el siguiente paso es demostrar la utilidad de este tipo de haces para impulsar cargas útiles de una tonelada a 500 unidades astronómicas (UA) en menos de 20 años.
Según Artur Davoyan, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), actualmente las naves espaciales y los cohetes vuelan expandiendo el combustible.
Esto provoca que cuanto más rápido se desecha el combustible, más eficiente es el cohete. Sin embargo, hay una cantidad limitada de combustible que se puede llevar, por lo que la velocidad a la que una nave espacial puede ser acelerada es también limitada, dictada por la "ecuación del cohete".
El "lento" avance en el espacio
De momento las únicas naves que han logrado llegar al espacio interestelar son las sondas Voyager 1 y 2, lanzadas en 1977, que se ubican a unas 159 y 132 unidades astronómicas respectivamente. En el caso de la Voyager 1 viajaba a unos 17 km/s cuando salió del Sistema Solar o 3.6 UA al año, tardando casi 35 años en alcanzar el límite entre el viento solar del sol y el medio interestelar (la heliopausa).
A este ritmo, la nave tardará más de 40,000 años en pasar cerca de otro sistema estelar, AC+79 3888, una estrella oscura en la constelación de la Osa Menor. Justamente por eso, los científicos están investigando nuevas formas de propulsión de energía dirigida para acelerar velas ligeras y reducir el tiempo de tránsito a solo décadas.
Entre las ventajas que este sistema tiene es que al no requerir combustible a bordo para acelerar, la navegación láser, donde la velocidad proviene de un láser empujando la nave por la presión de radiación, puede alcanzar velocidades cercanas a la luz con este método.
No obstante, también, ya que los rayos divergen a largas distancias, solo hay un rango de distancia limitado en el que se puede acelerar la nave, lo que también lleva a la necesidad de tener potencias exorbitantemente altas, gigavatios o en algunas propuestas hasta teravatios, o por otro lado, imponer restricciones de masa en las naves.
Las capacidades de este método
Sin embargo, con su método para usar un haz hecho de diminutos gránulos, estos no divergen tan rápido para acelerar naves más pesadas, pues estos al ser mucho más pesados que los fotones, tienen más impulso y pueden transferir mayor fuerza a los vehículos.
En las estimaciones Davoyan y sus colegas estiman que una nave de una tonelada puede acelerarse hasta aproximadamente 30 unidades astronómicas al año usando un rayo láser de 10 Mw.
Esto también significa que se pueden alcanzar planetas exteriores en menos de un año, 100 UA en tres años, con lo que se podía obtener nuevos observatorios con imágenes directas a los exoplanetas vecinos con mejores resoluciones y estudiando a detalle sus atmósferas.
