Cuando se trata del futuro de la exploración espacial, una de las preguntas más importantes es "¿cómo y cuándo viajaremos a la estrella más cercana?" Y aunque las agencias espaciales han estado reflexionando sobre esta cuestión y formulando propuestas durante décadas, ninguna de ellas ha avanzado más allá de la etapa de teoría. En su mayor parte, sus esfuerzos se han centrado en posibles misiones a Marte y al Sistema Solar exterior.
Pero hay algunas personas, como el Dr. Gerald Jackson, que están trabajando para hacer posible una misión interestelar en el futuro cercano. Él y su equipo de investigación, que han sido financiados por la NASA en el pasado, están buscando crear un motor antimateria que sea capaz de alcanzar (o exceder) el 5% de la velocidad de la luz. Con este fin, han lanzado una campaña de Kickstarter para financiar sus esfuerzos.
A medida que avanzan los conceptos avanzados de propulsión, la antimateria tiene muchas posibilidades. A medida que avanza la propulsión, tiene la energía específica más alta de cualquier método conocido, 100 veces más que las reacciones de fisión / fusión, y 10 mil millones de veces más que los propulsores químicos. También es el más eficiente en consumo de combustible, ya que requiere meras miligramos de antimateria para producir la misma cantidad de energía que toneladas de combustible químico.
Por lo general, este concepto teórico se basa en la colisión entre hidrógeno y antihidrógeno (que tienen la misma masa pero carga opuesta) para generar empuje. Este proceso libera energía y una lluvia de partículas (piones y muones), que pueden canalizarse mediante una boquilla magnética para generar empuje.
Y aunque los laboratorios como el CERN han estado produciendo antimateria, y se están realizando investigaciones sobre el almacenamiento a gran escala, no existen sistemas de propulsión que puedan convertir la antimateria en empuje. El Dr. Jackson, graduado de la Universidad de Cornell, espera cambiar eso. Antes de ingresar al sector privado, Jackson trabajó durante 14 años como físico acelerador en el Laboratorio Nacional de Aceleración de Fermi.
En 2002, cofundó una compañía de responsabilidad limitada (HBar Technologies) en aras del desarrollo de mercados comerciales para la antimateria. En 2002, el Instituto de Conceptos Avanzados (NIAC) de la NASA otorgó al Dr. Jackson y su compañía $ 75,000 para desarrollar un concepto de misión que podría atravesar 250 UA de espacio dentro de 10 años, y con un suministro de combustible de 10 kg.
Estas especificaciones esencialmente exigen la creación de un cohete antimateria que podría viajar hasta la heliopausa dentro de una década. El resultado fue un concepto de propulsión que se basaba en un rayo que dispararía antiprotones enfocados en una vela para generar propulsión. Esta vela mediría 5 metros de diámetro y estaría compuesta por un respaldo de carbono en un lado y una lámina de uranio en el otro (con un grosor de 15 y 296 micras, respectivamente).
Cuando se aniquila un pulso de antiprotones contra una pequeña sección del lado del uranio, la fisión resultante provoca un impulso. Como explicó el Dr. Jackson a Space Magazine por correo electrónico:
“Tenga en cuenta que los antiprotones tienen una carga eléctrica negativa, similar a un electrón. Cuando los antiprotones entran en la vela, desplazan un electrón que orbita un núcleo de uranio. Debido a que los antiprotones y los electrones no comparten ningún número cuántico, el antiprotón cae en cascada inmediatamente hacia el estado fundamental atómico, causando una alta probabilidad de interacción entre el antiprotón y un protón o neutrón dentro del núcleo.
“En promedio, un evento de fisión resulta en la creación de dos núcleos hijos de masa aproximadamente igual. Estas hijas viajan en direcciones opuestas con una energía cinética de 1 MeV por protón o neutrón. Debido a que las hijas están cargadas, la que viaja más adentro de la vela es absorbida y las transferencias son impulso hacia adelante. La otra hija vuela al espacio con una velocidad de escape del 4.6% de la velocidad de la luz. Esta transferencia selectiva de impulso es empujada ".
Desafortunadamente, debido al entorno presupuestario de la época, el NIAC se vio obligado a cancelar su financiación después de que se hubiera otorgado una segunda ronda. Debido a esto, el Dr. Jackson y sus colegas ahora buscan apoyo público para que puedan terminar su trabajo en la vela experimental y prepararlo para la exposición a un rayo antiprotón.
Al igual que Project Starshot (a quien reconocen en su página de campaña), Jackson y su equipo buscan producir una propuesta de misión interestelar que no implique atajos (es decir, distorsión, agujeros de gusano, puertas estelares, etc.). Starshot, como recordarán, requiere una nave de obleas y una vela de luz accionada por láser que sea capaz de alcanzar velocidades de hasta un 20% de la velocidad de la luz, haciendo así el viaje a Alpha Centauri en 20 años.
En la misma línea, una vela impulsada por antiprotones que podría alcanzar velocidades del 5% de la velocidad de la luz o más sería capaz de llegar a Alpha Centauri (o Proxima Centauri) en aproximadamente 90 años. Mientras tanto, la ciencia detrás de esto permanecería dentro del ámbito de la física establecida, siendo coherente con las Leyes de movimiento de Newton y la Teoría de la relatividad especial de Einstein.
"El aspecto revolucionario de la vela impulsada por la antimateria es que la antimateria no es el combustible, sino la bujía que inicia las reacciones de fisión", dijo Jackson. "Debido a que las reacciones de fisión pueden producir empuje sin blindaje pesado u otras estructuras, la masa del sistema de propulsión puede ser comparable a la masa del paquete de instrumentos".
Para completar su proyecto, Jackson y sus colegas esperan recaudar $ 200,000. Si tienen éxito, esperan organizar campañas de seguimiento para financiar una serie de experimentos de validación, demostraciones de almacenamiento y detalles de la misión. Al final, su objetivo es nada menos que hacer realidad la propulsión antimateria, que esperan que algún día lidere la misión interestelar.
"Esperamos que estas campañas proporcionen los datos necesarios para convencer a las personas de financiar la producción de antimateria a gran escala y una misión real a un sistema solar cercano", agregó Jackson. “El objetivo de esas primeras misiones interestelares es proporcionar información sobre estos otros sistemas solares, como si son habitables o están habitadas. Si es esto último, querremos estudiar o interactuar con esas formas de vida en misiones de seguimiento. Si es habitable y no está habitada, necesitamos información suficiente para asegurar el éxito de una misión migratoria tripulada ”.
Al momento de escribir este artículo, Jackson y sus colegas han recaudado $ 672 de su meta de $ 200,000. Sin embargo, la campaña se lanzó hace solo unos días y permanecerá abierta durante otros 25 días. Para aquellos que estén interesados en seguir su progreso, o tengan interés en donar a su causa, consulte los enlaces a continuación.
