Viaje interestelar


De Wikipedia, la enciclopedia libre
  (Redirigido desde el viaje espacial interestelar )
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Un estatorreactor Bussard , uno de los muchos métodos posibles que podrían servir para propulsar naves espaciales.

Los viajes interestelares se refieren a la idea teórica actual de las sondas interestelares o naves espaciales tripuladas que se mueven entre estrellas o sistemas planetarios en una galaxia. Los viajes interestelares serían mucho más difíciles que los vuelos espaciales interplanetarios . Mientras que las distancias entre los planetas en el Sistema Solar son menos de 30 unidades astronómicas (AU), las distancias entre las estrellas son típicamente cientos de miles de AU, y generalmente se expresan en años luz . Debido a la inmensidad de esas distancias, los viajes interestelares prácticos basados ​​en la física conocida tendrían que ocurrir en un alto porcentaje de lavelocidad de la luz ; aun así, los tiempos de viaje serían largos, al menos décadas y quizás milenios o más. [1]

Las velocidades requeridas para los viajes interestelares en la vida humana superan con creces lo que pueden proporcionar los métodos actuales de viaje espacial. Incluso con un sistema de propulsión hipotéticamente perfectamente eficiente, la energía cinética correspondiente a esas velocidades es enorme para los estándares actuales de desarrollo energético . Además, las colisiones de la nave espacial con polvo y gas cósmicos pueden ser muy peligrosas tanto para los pasajeros como para la propia nave espacial. [1]

Se han propuesto varias estrategias para abordar estos problemas, que van desde arcas gigantes que transportarían sociedades y ecosistemas enteros hasta sondas espaciales microscópicas . Se han propuesto muchos sistemas diferentes de propulsión de naves espaciales para dar a las naves espaciales las velocidades requeridas, incluida la propulsión nuclear , la propulsión por haz y métodos basados ​​en la física especulativa. [2]

Tanto para los viajes interestelares con tripulación como sin tripulación, se deben enfrentar considerables desafíos tecnológicos y económicos. Incluso las opiniones más optimistas sobre los viajes interestelares lo ven como factible dentro de décadas. Sin embargo, a pesar de los desafíos, si se realiza un viaje interestelar o cuando, se espera una amplia gama de beneficios científicos. [3]

La mayoría de los conceptos de viajes interestelares requieren un sistema de logística espacial desarrollado capaz de mover millones de toneladas a una ubicación de construcción / operación, y la mayoría requeriría energía a escala de gigavatios para la construcción o energía (como los conceptos de tipo Star Wisp o Light Sail ). Tal sistema podría crecer orgánicamente si la energía solar basada en el espacio se convirtiera en un componente significativo de la combinación energética de la Tierra . La demanda de los consumidores de un sistema de varios teravatios crearía el sistema logístico necesario de varios millones de toneladas / año. [4]

Desafíos

Distancias interestelares

Las distancias entre los planetas del Sistema Solar a menudo se miden en unidades astronómicas (UA), definidas como la distancia promedio entre el Sol y la Tierra, alrededor de 1,5 × 10 8 kilómetros (93 millones de millas). Venus , el planeta más cercano a la Tierra está (en la aproximación más cercana) a 0,28 UA de distancia. Neptuno , el planeta más lejano del Sol, está a 29,8 UA de distancia. A partir del 19 de enero de 2021, la sonda espacial Voyager , el objeto más lejano de la Tierra hecho por humanos, se encuentra a 152 AU de distancia. [5]

La estrella conocida más cercana, Proxima Centauri , está aproximadamente a 268,332 UA de distancia, o más de 9,000 veces más lejos que Neptuno.

Debido a esto, las distancias entre estrellas generalmente se expresan en años luz (definida como la distancia que la luz viaja en el vacío en un año juliano ) o en parsecs (un parsec es 3.26 ly, la distancia a la que el paralaje estelar es exactamente un segundo de arco , de ahí el nombre). La luz en el vacío viaja alrededor de 300.000 kilómetros (186.000 millas) por segundo, por lo que 1 año luz equivale aproximadamente a 9.461 × 10 12 kilómetros (5.879 billones de millas) o 63.241 AU. Proxima Centauri, la estrella más cercana (aunque no visible a simple vista), está a 4.243 años luz de distancia.

Otra forma de comprender la inmensidad de las distancias interestelares es escalando: una de las estrellas más cercanas al Sol, Alpha Centauri A (una estrella similar al Sol), se puede representar reduciendo la distancia Tierra-Sol a un metro (3,28 pies ). En esta escala, la distancia a Alpha Centauri A sería de 276 kilómetros (171 millas).

La nave espacial con rumbo exterior más rápida enviada hasta ahora, la Voyager 1 , ha cubierto 1/600 de año luz en 30 años y actualmente se mueve a 1 / 18.000 la velocidad de la luz. A este ritmo, un viaje a Proxima Centauri llevaría 80.000 años. [6]

Energía requerida

Un factor significativo que contribuye a la dificultad es la energía que se debe suministrar para obtener un tiempo de viaje razonable. Un límite inferior para la energía requerida es la energía cinética donde está la masa final. Si se desea una desaceleración a la llegada y no se puede lograr por ningún otro medio que no sean los motores del barco, entonces el límite inferior de la energía requerida se duplica . [7]

La velocidad para un viaje de ida y vuelta con tripulación de unas pocas décadas hasta la estrella más cercana es varios miles de veces mayor que la de los vehículos espaciales actuales. Esto significa que debido al término en la fórmula de energía cinética, se requieren millones de veces más energía. Acelerar una tonelada a una décima parte de la velocidad de la luz requiere al menos 450 petajulios o 4.50 × 10 17 julios o 125 teravatios-hora [8] ( el consumo mundial de energía en 2008 fue de 143,851 teravatios-hora), [9] sin tener en cuenta la eficiencia del mecanismo de propulsión. Esta energía debe generarse a bordo a partir del combustible almacenado, recolectarse del medio interestelar o proyectarse a distancias inmensas.

Medio interestelar

El conocimiento de las propiedades del gas y el polvo interestelar a través del cual debe pasar el vehículo es esencial para el diseño de cualquier misión espacial interestelar. [10] Un problema importante al viajar a velocidades extremadamente altas es que el polvo interestelar puede causar daños considerables a la nave, debido a las altas velocidades relativas y las grandes energías cinéticas involucradas. Se han propuesto varios métodos de blindaje para mitigar este problema. [11] Los objetos más grandes (como los granos de polvo macroscópicos) son mucho menos comunes, pero serían mucho más destructivos. Los riesgos de impactar tales objetos y los métodos para mitigar estos riesgos se han discutido en la literatura, pero aún quedan muchas incógnitas [12].y, debido a la distribución no homogénea de la materia interestelar alrededor del Sol, dependerá de la dirección recorrida. [10] Aunque un medio interestelar de alta densidad puede causar dificultades para muchos conceptos de viajes interestelares, los ramjets interestelares y algunos conceptos propuestos para desacelerar las naves espaciales interestelares, en realidad se beneficiarían de un medio interestelar más denso. [10]

Riesgos

La tripulación de una nave interestelar enfrentaría varios peligros importantes, incluidos los efectos psicológicos del aislamiento a largo plazo , los efectos de la exposición a la radiación ionizante y los efectos fisiológicos de la ingravidez en los músculos, las articulaciones, los huesos, el sistema inmunológico y los ojos. También existe el riesgo de impacto por micrometeoroides y otros desechos espaciales . Estos riesgos representan desafíos que aún deben superarse. [13]

Espere el cálculo

El físico Robert L. Forward ha argumentado que una misión interestelar que no pueda completarse en 50 años no debería iniciarse en absoluto. En cambio, asumiendo que una civilización todavía está en una curva creciente de velocidad del sistema de propulsión y aún no ha alcanzado el límite, los recursos deberían invertirse en diseñar un mejor sistema de propulsión. Esto se debe a que una nave espacial lenta probablemente pasaría por otra misión enviada más tarde con una propulsión más avanzada (el postulado de obsolescencia incesante). [14]

Por otro lado, Andrew Kennedy ha demostrado que si se calcula el tiempo de viaje a un destino dado a medida que aumenta la velocidad de viaje derivada del crecimiento (incluso el crecimiento exponencial), hay un mínimo claro en el tiempo total hasta ese destino a partir de ahora. . [15] Los viajes realizados antes del mínimo serán superados por los que partieron con el mínimo, mientras que los viajes que partieron después del mínimo nunca superarán a los que salieron con el mínimo.

Objetivos principales para viajes interestelares

Hay 59 sistemas estelares conocidos a 40 años luz del Sol, que contienen 81 estrellas visibles. Los siguientes podrían considerarse objetivos principales para misiones interestelares: [14]

La tecnología astronómica existente ya corto plazo es capaz de encontrar sistemas planetarios alrededor de estos objetos, aumentando su potencial de exploración.

Métodos propuestos

Sondas lentas sin tornillos

Las misiones interestelares lentas basadas en tecnologías de propulsión actuales y futuras están asociadas con tiempos de viaje que van desde unos cien años hasta miles de años. Estas misiones consisten en enviar una sonda robótica a una estrella cercana para su exploración, similar a las sondas interplanetarias como las que se utilizan en el programa Voyager . [20] Al no llevar tripulación, el costo y la complejidad de la misión se reducen significativamente, aunque la vida útil de la tecnología sigue siendo un problema importante junto a la obtención de una velocidad de viaje razonable. Los conceptos propuestos incluyen Project Daedalus , Project Icarus , Project Dragonfly , Project Longshot , [21] y más recientementeBreakthrough Starshot . [22]

Sondas rápidas sin atornillar

Nanoprobes

Las nano naves espaciales de velocidad cercana a la luz podrían ser posibles en un futuro cercano construidas sobre la tecnología de microchip existente con un propulsor a nanoescala recientemente desarrollado. Investigadores de la Universidad de Michigan están desarrollando propulsores que utilizan nanopartículas como propulsor. Su tecnología se llama "propulsor de extracción de campo de nanopartículas" o nanoFET . Estos dispositivos actúan como pequeños aceleradores de partículas que disparan nanopartículas conductoras al espacio. [23]

Michio Kaku , un físico teórico, ha sugerido que se envíen nubes de "polvo inteligente" a las estrellas, lo que puede ser posible con los avances en nanotecnología . Kaku también señala que se necesitaría enviar una gran cantidad de nanoprobetas debido a la vulnerabilidad de las sondas muy pequeñas para ser fácilmente desviadas por campos magnéticos, micrometeoritos y otros peligros para garantizar las posibilidades de que al menos una nanoprobeta sobreviva al viaje y llegue a la Tierra. destino. [24]

Como solución a corto plazo, en el contexto del Proyecto Dragonfly se propusieron pequeñas sondas interestelares impulsadas por láser, basadas en la tecnología actual de CubeSat . [21]

Misiones lentas con tripulación

En las misiones tripuladas, la duración de un viaje interestelar lento presenta un gran obstáculo y los conceptos existentes abordan este problema de diferentes maneras. [25] Se pueden distinguir por el "estado" en el que los seres humanos son transportados a bordo de la nave espacial.

Naves de generación

Una nave de generación (o nave mundial ) es un tipo de arca interestelar en la que la tripulación que llega al destino desciende de quienes iniciaron el viaje. Los barcos de generación no son viables actualmente debido a la dificultad de construir un barco de la enorme escala requerida y los grandes problemas biológicos y sociológicos que plantea la vida a bordo de un barco de este tipo. [26] [27] [28] [29] [30]

Animación suspendida

Los científicos y escritores han postulado varias técnicas para la animación suspendida . Estos incluyen la hibernación humana y la preservación criónica . Aunque ninguno de los dos es práctico en la actualidad, ofrecen la posibilidad de barcos con litera en los que los pasajeros permanecen inertes durante la larga duración del viaje. [31]

Embriones congelados

Un robot misión interestelar llevar algún número de la etapa temprana humanos congelados embriones es otra posibilidad teórica. Este método de colonización espacial requiere, entre otras cosas, el desarrollo de un útero artificial , la detección previa de un planeta terrestre habitable y avances en el campo de los robots móviles totalmente autónomos y los robots educativos que reemplazarían a los padres humanos. [32]

De isla en isla a través del espacio interestelar

El espacio interestelar no está completamente vacío; contiene billones de cuerpos helados que van desde pequeños asteroides ( nube de Oort ) hasta posibles planetas rebeldes . Puede haber formas de aprovechar estos recursos para una buena parte de un viaje interestelar, saltando lentamente de un cuerpo a otro o estableciendo estaciones de paso en el camino. [33]

Misiones rápidas con tripulación

Si una nave espacial pudiera promediar el 10 por ciento de la velocidad de la luz (y desacelerar en el destino, para misiones tripuladas por humanos), esto sería suficiente para llegar a Proxima Centauri en cuarenta años. Se han propuesto varios conceptos de propulsión [34] que podrían eventualmente desarrollarse para lograr esto (ver § Propulsión más abajo), pero ninguno de ellos está listo para desarrollos a corto plazo (algunas décadas) a un costo aceptable.

Dilatación del tiempo

Los físicos generalmente creen que es imposible viajar más rápido que la luz. La dilatación del tiempo relativista permite al viajero experimentar el tiempo más lentamente, cuanto más cerca está su velocidad de la velocidad de la luz. [35] Esta aparente ralentización se hace evidente cuando se alcanzan velocidades superiores al 80% de la velocidad de la luz. Los relojes a bordo de una nave interestelar funcionarían más lentamente que los relojes terrestres, por lo que si los motores de una nave fueran capaces de generar continuamente alrededor de 1 g de aceleración (lo cual es cómodo para los humanos), la nave podría llegar a casi cualquier parte de la galaxia y regresar a la Tierra en 40 años de tiempo de envío (ver diagrama). A su regreso, habría una diferencia entre el tiempo transcurrido en la nave del astronauta y el tiempo transcurrido en la Tierra.

Por ejemplo, una nave espacial podría viajar a una estrella a 32 años luz de distancia, acelerando inicialmente a una velocidad constante de 1,03 g (es decir, 10,1 m / s 2 ) durante 1,32 años (tiempo de la nave), luego parando sus motores y navegando durante los próximos 17,3 años. (tiempo de envío) a una velocidad constante, luego desacelerando nuevamente durante 1.32 años de buque y deteniéndose en el destino. Después de una breve visita, el astronauta podría regresar a la Tierra de la misma forma. Después del viaje completo de ida y vuelta, los relojes a bordo del barco muestran que han pasado 40 años, pero según los de la Tierra, el barco regresa 76 años después del lanzamiento.

Desde el punto de vista del astronauta, los relojes a bordo parecen funcionar con normalidad. La estrella que tenemos delante parece acercarse a una velocidad de 0,87 años luz por año de barco. El universo aparecería contraído a lo largo de la dirección de viaje a la mitad del tamaño que tenía cuando la nave estaba en reposo; la distancia entre esa estrella y el Sol parecería ser de 16 años luz medida por el astronauta.

A velocidades más altas, el tiempo a bordo será aún más lento, por lo que el astronauta podría viajar al centro de la Vía Láctea (a 30.000 años luz de la Tierra) y regresar en 40 años de tiempo de navegación. Pero la velocidad según los relojes terrestres siempre será inferior a 1 año luz por año terrestre, por lo que, cuando regrese a casa, el astronauta encontrará que habrán pasado más de 60 mil años en la Tierra.

Aceleración constante

Este gráfico muestra un barco capaz de 1 g (10 m / s 2 o aproximadamente 1,0 ly / y 2 ) de "fieltro" o la aceleración adecuada [36] puede llegar lejos, excepto por el problema de la aceleración del propulsor a bordo.

Independientemente de cómo se logre, un sistema de propulsión que pudiera producir una aceleración continua desde la salida hasta la llegada sería el método más rápido de viaje. Un viaje de aceleración constante es aquel en el que el sistema de propulsión acelera el barco a un ritmo constante durante la primera mitad del viaje y luego desacelera durante la segunda mitad, de modo que llega al destino estacionario en relación con donde comenzó. Si esto se realizara con una aceleración similar a la experimentada en la superficie de la Tierra, tendría la ventaja adicional de producir "gravedad" artificial para la tripulación. Sin embargo, suministrar la energía necesaria resultaría prohibitivamente caro con la tecnología actual. [37]

Desde la perspectiva de un observador planetario, la nave parecerá acelerar de manera constante al principio, pero luego más gradualmente a medida que se acerca a la velocidad de la luz (que no puede superar). Se someterá a un movimiento hiperbólico . [38] La nave estará cerca de la velocidad de la luz después de aproximadamente un año de acelerar y permanecerá a esa velocidad hasta que frene para el final del viaje.

Desde la perspectiva de un observador a bordo, la tripulación sentirá un campo gravitacional opuesto a la aceleración del motor, y el universo por delante parecerá caer en ese campo, experimentando un movimiento hiperbólico. Como parte de esto, las distancias entre los objetos en la dirección del movimiento de la nave se contraerán gradualmente hasta que la nave comience a desacelerar, momento en el que se invertirá la experiencia del observador a bordo del campo gravitacional.

Cuando la nave llega a su destino, si intercambiara un mensaje con su planeta de origen, encontraría que había transcurrido menos tiempo a bordo del que había transcurrido para el observador planetario, debido a la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud .

El resultado es un viaje impresionantemente rápido para la tripulación.

Propulsión

Conceptos de cohetes

Todos los conceptos de cohetes están limitados por la ecuación del cohete , que establece la velocidad característica disponible en función de la velocidad de escape y la relación de masa, la relación entre la masa inicial ( M 0 , incluido el combustible) y la masa final ( M 1 , combustible agotado).

Se requiere una potencia específica muy alta , la relación entre el empuje y la masa total del vehículo, para alcanzar los objetivos interestelares dentro de los plazos de un siglo. [39] Es inevitable cierta transferencia de calor y se debe manejar adecuadamente una enorme carga de calor.

Por lo tanto, para los conceptos de cohetes interestelares de todas las tecnologías, un problema de ingeniería clave (rara vez discutido explícitamente) es limitar la transferencia de calor desde el flujo de escape de regreso al vehículo. [40]

Motor de iones

Un tipo de propulsión eléctrica, las naves espaciales como Dawn utilizan un motor de iones . En un motor de iones, la energía eléctrica se utiliza para crear partículas cargadas del propulsor, generalmente el gas xenón, y acelerarlas a velocidades extremadamente altas. La velocidad de escape de los cohetes convencionales está limitada a unos 5 km / s por la energía química almacenada en los enlaces moleculares del combustible. Producen un empuje alto (alrededor de 10 6 N), pero tienen un impulso específico bajo, y eso limita su velocidad máxima. Por el contrario, los motores de iones tienen poca fuerza, pero la velocidad máxima en principio está limitada solo por la potencia eléctrica disponible en la nave espacial y por los iones de gas que se aceleran. La velocidad de escape de las partículas cargadas varía de 15 km / sa 35 km / s. [41]

Impulsado por fisión nuclear

Fisión-eléctrica

Los motores nucleares-eléctricos o de plasma, que funcionan durante largos períodos a bajo empuje y funcionan con reactores de fisión, tienen el potencial de alcanzar velocidades mucho mayores que los vehículos de propulsión química o los cohetes nucleares-térmicos. Estos vehículos probablemente tienen el potencial de impulsar la exploración del sistema solar con tiempos de viaje razonables dentro del siglo actual. Debido a su propulsión de bajo empuje, estarían limitados a operaciones en el espacio profundo fuera del planeta. La propulsión de naves espaciales con propulsión eléctrica impulsada por una fuente de energía portátil, digamos un reactor nuclear , que produce solo pequeñas aceleraciones, tardaría siglos en alcanzar, por ejemplo, el 15% de la velocidad de la luz , por lo que no es adecuada para el vuelo interestelar durante una sola vida humana. [42]

Fragmento de fisión

Los cohetes de fragmentos de fisión utilizan la fisión nuclear para crear chorros de fragmentos de fisión a alta velocidad, que se expulsan a velocidades de hasta 12.000 km / s (7.500 mi / s). Con la fisión, la producción de energía es aproximadamente el 0,1% de la masa-energía total del combustible del reactor y limita la velocidad de escape efectiva a aproximadamente el 5% de la velocidad de la luz. Para una velocidad máxima, la masa de reacción debe consistir de manera óptima en productos de fisión, la "ceniza" de la fuente de energía primaria, por lo que no es necesario guardar una masa de reacción adicional en la relación de masa.

Pulso nuclear
Concepto moderno de propulsión por fisión pulsada.

Sobre la base del trabajo realizado a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, ha sido técnicamente posible construir naves espaciales con motores de propulsión de pulsos nucleares , es decir, impulsadas por una serie de explosiones nucleares. Este sistema de propulsión contiene la perspectiva de un impulso específico muy alto (el equivalente a la economía de combustible de los viajes espaciales) y una potencia específica alta . [43]

Freeman Dyson, miembro del equipo del Proyecto Orion , propuso en 1968 una nave espacial interestelar que usaba propulsión de pulso nuclear que usaba detonaciones de fusión de deuterio puro con una fracción de quemado de combustible muy alta . Calculó una velocidad de escape de 15.000 km / sy un vehículo espacial de 100.000 toneladas capaz de alcanzar un delta-v de 20.000 km / s que permitía un tiempo de vuelo a Alpha Centauri de 130 años. [44] Estudios posteriores indican que la velocidad de crucero máxima que teóricamente puede alcanzar una nave espacial Orion impulsada por una unidad termonuclear Teller-Ulam, asumiendo que no se ahorra combustible para reducir la velocidad, es aproximadamente del 8% al 10% de la velocidad de la luz ( 0,08-0,1c). [45]Un Orión atómico (fisión) puede alcanzar quizás un 3% -5% de la velocidad de la luz. Una nave estelar impulsada por impulsos nucleares impulsada por unidades de propulsión de impulsos nucleares catalizadas por fusión-antimateria estaría de manera similar en el rango del 10% y los cohetes de aniquilación de materia pura-antimateria serían teóricamente capaces de obtener una velocidad entre el 50% y el 80% de la velocidad de la luz. En cada caso, el ahorro de combustible para reducir la velocidad reduce a la mitad la velocidad máxima. El concepto de usar una vela magnética para desacelerar la nave espacial a medida que se acerca a su destino se ha discutido como una alternativa al uso de propulsor, esto permitiría que la nave viaje cerca de la velocidad máxima teórica. [46] Los diseños alternativos que utilizan principios similares incluyen Project Longshot , Project Daedalusy Mini-Mag Orion . El principio de propulsión de pulso nuclear externo para maximizar la potencia de supervivencia se ha mantenido común entre los conceptos serios para el vuelo interestelar sin transmisión de energía externa y para el vuelo interplanetario de muy alto rendimiento.

En la década de 1970, el proyecto Daedalus perfeccionó aún más el concepto de propulsión por pulso nuclear mediante el uso de fusión por confinamiento inercial desencadenada externamente , en este caso produciendo explosiones de fusión mediante la compresión de pastillas de combustible de fusión con haces de electrones de alta potencia. Desde entonces, los láseres , haces de iones , haces de partículas neutras se han sugerido y proyectiles hiper-cinética para producir impulsos nucleares para fines de propulsión. [47]

Un impedimento actual para el desarrollo de cualquier nave espacial propulsada por explosión nuclear es el Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos de 1963 , que incluye la prohibición de la detonación de cualquier dispositivo nuclear (incluso sin armas) en el espacio ultraterrestre. Este tratado, por lo tanto, necesitaría ser renegociado, aunque un proyecto en la escala de una misión interestelar utilizando tecnología actualmente previsible probablemente requeriría cooperación internacional al menos en la escala de la Estación Espacial Internacional .

Otro tema a considerar serían las fuerzas g impartidas a una nave espacial rápidamente acelerada, carga y pasajeros en el interior (ver Negación de inercia ).

Cohetes de fusión nuclear

Las naves espaciales de cohetes de fusión , impulsadas por reacciones de fusión nuclear , deberían poder alcanzar velocidades del orden del 10% de la de la luz, basándose únicamente en consideraciones energéticas. En teoría, una gran cantidad de etapas podrían empujar un vehículo arbitrariamente a una velocidad cercana a la de la luz. [48] Estos "quemarían" combustibles de elementos ligeros como deuterio, tritio, 3 He, 11 B y 7Li. Debido a que la fusión produce alrededor del 0.3-0.9% de la masa del combustible nuclear como energía liberada, es energéticamente más favorable que la fisión, que libera <0.1% de la masa-energía del combustible. Las velocidades máximas de escape potencialmente disponibles energéticamente son correspondientemente más altas que para la fisión, típicamente 4-10% de c. Sin embargo, las reacciones de fusión más fáciles de lograr liberan una gran fracción de su energía en forma de neutrones de alta energía, que son una fuente importante de pérdida de energía. Por lo tanto, aunque estos conceptos parecen ofrecer las mejores perspectivas (a corto plazo) para viajar a las estrellas más cercanas dentro de una (larga) vida humana, todavía implican enormes dificultades tecnológicas y de ingeniería, que pueden resultar intratables durante décadas o siglos. .

Sonda interestelar Daedalus.

Los primeros estudios incluyen el Proyecto Daedalus , realizado por la Sociedad Interplanetaria Británica en 1973-1978, y el Proyecto Longshot , un proyecto estudiantil patrocinado por la NASA y la Academia Naval de los Estados Unidos , completado en 1988. Otro sistema de vehículos bastante detallado, "Discovery II", [49 ] diseñado y optimizado para la exploración tripulada del Sistema Solar, basado en la reacción D 3 He pero usando hidrógeno como masa de reacción, ha sido descrito por un equipo del Centro de Investigación Glenn de la NASA . Alcanza velocidades características de> 300 km / s con una aceleración de ~ 1,7 • 10 −3 g, con una masa inicial del barco de ~ 1700 toneladas métricas y una fracción de carga útil superior al 10%. Aunque estos todavía están muy por debajo de los requisitos para los viajes interestelares en escalas de tiempo humanas, el estudio parece representar un punto de referencia razonable hacia lo que puede ser accesible dentro de varias décadas, lo que no es imposible más allá del estado actual de la técnica. Basado en la fracción de quemado del 2,2% del concepto, podría alcanzar una velocidad de escape del producto de fusión puro de ~ 3000 km / s.

Cohetes de antimateria

Un cohete de antimateria tendría una densidad de energía y un impulso específico mucho más altos que cualquier otra clase de cohete propuesta. [34] Si se encuentran recursos energéticos y métodos de producción eficientes para producir antimateria en las cantidades requeridas y almacenarla [50] [51] de manera segura, sería teóricamente posible alcanzar velocidades de varias decenas de por ciento de la luz. [34] Si la propulsión de antimateria podría conducir a velocidades más altas (> 90% de la de la luz) a las que la dilatación del tiempo relativistase volvería más notorio, haciendo así que el tiempo pasara a un ritmo más lento para los viajeros tal como lo percibe un observador externo, es dudoso debido a la gran cantidad de antimateria que se requeriría. [34] [52]

Especulando que la producción y el almacenamiento de antimateria deberían ser factibles, es necesario considerar dos cuestiones más. Primero, en la aniquilación de la antimateria, gran parte de la energía se pierde como radiación gamma de alta energía , y especialmente también como neutrinos , de modo que solo alrededor del 40% de mc 2 estaría realmente disponible si se permitiera que la antimateria se aniquilara en radiaciones. térmicamente. [34] Aun así, la energía disponible para la propulsión sería sustancialmente más alta que el ~ 1% del rendimiento de mc 2 de la fusión nuclear, el siguiente mejor candidato rival.

En segundo lugar, parece probable que la transferencia de calor del escape al vehículo transfiera una enorme energía desperdiciada al barco (por ejemplo, para una aceleración del barco de 0,1 g , que se aproxima a los 0,3 billones de vatios por tonelada de masa del barco), considerando la gran fracción de la energía que se destina a penetrar. rayos gamma. Incluso suponiendo que se proporcionara un blindaje para proteger la carga útil (y a los pasajeros de un vehículo tripulado), parte de la energía calentaría inevitablemente el vehículo y, por lo tanto, puede resultar un factor limitante si se quieren lograr aceleraciones útiles.

Más recientemente, Friedwardt Winterberg propuso que un cohete de fotones láser de rayos gamma de materia-antimateria GeV es posible mediante una descarga de pellizco relativista de protón-antiprotón, donde el retroceso del rayo láser se transmite por el efecto Mössbauer a la nave espacial. [53]

Cohetes con fuente de energía externa

Los cohetes que obtienen su energía de fuentes externas, como un láser , podrían reemplazar su fuente de energía interna con un colector de energía, reduciendo potencialmente la masa de la nave en gran medida y permitiendo velocidades de viaje mucho más altas. Geoffrey A. Landis ha propuesto una sonda interestelar , con energía suministrada por un láser externo desde una estación base que alimenta un propulsor de iones . [54]

Conceptos no relacionados con cohetes

Un problema con todos los métodos tradicionales de propulsión de cohetes es que la nave espacial necesitaría llevar su combustible consigo, haciéndola así muy masiva, de acuerdo con la ecuación del cohete . Varios conceptos intentan escapar de este problema: [34] [55]

Propulsor de cavidad resonante de RF

Un propulsor de cavidad resonante de radiofrecuencia (RF) es un dispositivo que se dice que es un propulsor de nave espacial . En 2016, el Laboratorio de Física Avanzada Propulsión en NASA informó de la observación de un pequeño empuje evidentes a partir de una prueba de este tipo, un resultado no desde replicado. [56] Uno de los diseños se llama EMDrive. En diciembre de 2002, vía satélite Propulsión Research Ltd describe un prototipo de trabajo con una supuesta empuje total de alrededor de 0,02 newtons propulsados por un grupo de 850 W magnetrón . El dispositivo podría funcionar durante solo unas pocas docenas de segundos antes de que el magnetrón fallara debido al sobrecalentamiento. [57] La última prueba del EMDrive concluyó que no funciona. [58]

Motor helicoidal

Propuesto en 2019 por el científico de la NASA Dr. David Burns, el concepto de motor helicoidal utilizaría un acelerador de partículas para acelerar las partículas hasta cerca de la velocidad de la luz. Dado que las partículas que viajan a tales velocidades adquieren más masa, se cree que este cambio de masa podría generar aceleración. Según Burns, la nave espacial teóricamente podría alcanzar el 99% de la velocidad de la luz. [59]

Ramjets interestelares

En 1960, Robert W. Bussard propuso el estatorreactor Bussard , un cohete de fusión en el que una enorme pala recogería el hidrógeno difuso en el espacio interestelar, lo "quemaría" sobre la marcha mediante una reacción en cadena protón-protón y lo expulsaría del espalda. Cálculos posteriores con estimaciones más precisas sugieren que el empuje generado sería menor que el arrastre causado por cualquier diseño de pala concebible. [ cita requerida ] Sin embargo, la idea es atractiva porque el combustible se recolectaría en el camino (de acuerdo con el concepto de recolección de energía), por lo que teóricamente la nave podría acelerar hasta cerca de la velocidad de la luz. La limitación se debe al hecho de que la reacción solo puede acelerar el propulsor a 0.12c. Por lo tanto, el arrastre de atrapar polvo interestelar y el empuje de acelerar ese mismo polvo a 0.12c sería el mismo cuando la velocidad es 0.12c, evitando una mayor aceleración.

Propulsión por rayos

Este diagrama ilustra el esquema de Robert L. Forward para reducir la velocidad de una vela ligera interestelar en el destino del sistema estelar.

Una vela ligera o una vela magnética impulsada por un láser masivo o un acelerador de partículas en el sistema estelar de origen podría alcanzar velocidades aún mayores que los métodos de propulsión por cohetes o pulsos, porque no necesitaría llevar su propia masa de reacción y, por lo tanto, solo necesitaría acelerar la carga útil de la nave . Robert L. Adelantepropuso un medio para desacelerar una vela de luz interestelar de 30 kilómetros en el sistema estelar de destino sin requerir la presencia de una matriz de láser en ese sistema. En este esquema, una vela secundaria de 100 kilómetros se despliega en la parte trasera de la nave espacial, mientras que la vela primaria grande se separa de la nave para seguir avanzando por sí sola. La luz se refleja desde la vela principal grande a la vela secundaria, que se utiliza para desacelerar la vela secundaria y la carga útil de la nave espacial. [60] En 2002, Geoffrey A. Landis del centro de investigación Glen de la NASA también propuso un velero de propulsión con láser que albergaría una vela de diamante (de unos pocos nanómetros de espesor) alimentada con energía solar . [61]Con esta propuesta, esta nave interestelar podría, teóricamente, alcanzar el 10 por ciento de la velocidad de la luz. También se ha propuesto utilizar propulsión con haz de rayos para acelerar una nave espacial y propulsión electromagnética para desacelerarla; Eliminando así el problema que tiene el estatorreactor Bussard con el arrastre producido durante la aceleración. [62]

Una vela magnética también podría desacelerar en su destino sin depender del combustible transportado o de un haz de conducción en el sistema de destino, al interactuar con el plasma que se encuentra en el viento solar de la estrella de destino y el medio interestelar. [63] [64]

La siguiente tabla enumera algunos conceptos de ejemplo que utilizan la propulsión láser de haz según lo propuesto por el físico Robert L. Forward : [65]

Catálogo de viajes interestelares para utilizar ayudas fotogravitacionales para un punto final

La siguiente tabla está basada en el trabajo de Heller, Hippke y Kervella. [66]

  • Las sucesivas asistencias en α Cen A y B podrían permitir tiempos de viaje de 75 años a ambas estrellas.
  • Lightsail tiene una relación masa-superficie nominal (σ nom ) de 8,6 × 10 −4 gramos m −2 para una vela de clase grafeno nominal.
  • Área del Lightsail, aproximadamente 10 5 m 2 = (316 m) 2
  • Velocidad hasta 37.300 km s −1 (12,5% c)

Combustible preacelerado

Lograr tiempos de viaje interestelar de inicio-parada de menos de una vida humana requiere relaciones de masa de entre 1.000 y 1.000.000, incluso para las estrellas más cercanas. Esto podría lograrse mediante vehículos de varias etapas a gran escala. [48] Alternativamente, los grandes aceleradores lineales podrían impulsar el combustible a los vehículos espaciales propulsados ​​por fisión, evitando las limitaciones de la ecuación de Rocket . [67]

Conceptos teóricos

Viaje más rápido que la luz

Representación artística de una hipotética nave espacial propulsada por inducción de agujero de gusano , basada libremente en el artículo de 1994 "warp drive" de Miguel Alcubierre .

Los científicos y los autores han postulado una serie de formas en las que podría ser posible superar la velocidad de la luz, pero incluso los más serios de ellos son muy especulativos. [68]

También es discutible si el viaje más rápido que la luz es físicamente posible, en parte debido a preocupaciones de causalidad : viajar más rápido que la luz puede, bajo ciertas condiciones, permitir viajar hacia atrás en el tiempo dentro del contexto de la relatividad especial . [69] Los mecanismos propuestos para viajes más rápidos que la luz dentro de la teoría de la relatividad general requieren la existencia de materia exótica [68] y no se sabe si esto podría producirse en cantidad suficiente.

Paseo Alcubierre

En física, el impulso de Alcubierre se basa en un argumento, en el marco de la relatividad general y sin la introducción de agujeros de gusano , de que es posible modificar el espacio-tiempo de manera que permita que una nave espacial viaje con una velocidad arbitrariamente grande por una expansión local. del espacio-tiempo detrás de la nave espacial y una contracción opuesta frente a ella. [70] Sin embargo, este concepto requeriría que la nave espacial incorporara una región de materia exótica , o un concepto hipotético de masa negativa . [70]

Agujero negro artificial

Una idea teórica para permitir los viajes interestelares es propulsar una nave estelar creando un agujero negro artificial y usando un reflector parabólico para reflejar su radiación Hawking . Aunque más allá de las capacidades tecnológicas actuales, una nave espacial de agujero negro ofrece algunas ventajas en comparación con otros métodos posibles. Hacer que el agujero negro actúe como fuente de energía y motor también requiere una forma de convertir la radiación de Hawking en energía y empuje. Un método potencial consiste en colocar el orificio en el punto focal de un reflector parabólico unido al barco, creando un empuje hacia adelante. Un método un poco más fácil, pero menos eficiente, implicaría simplemente absorber toda la radiación gamma que se dirige hacia la proa de la nave para empujarla hacia adelante y dejar que el resto salga disparada por la parte trasera. [71] [72][73]

Agujeros de gusano

Los agujeros de gusano son distorsiones conjeturales en el espacio-tiempo que los teóricos postulan que podrían conectar dos puntos arbitrarios en el universo, a través de un puente Einstein-Rosen . No se sabe si los agujeros de gusano son posibles en la práctica. Aunque existen soluciones para la ecuación de Einstein de la relatividad general que permiten agujeros de gusano, todas las soluciones conocidas actualmente implican alguna suposición, por ejemplo, la existencia de masa negativa , que puede no ser física. [74] Sin embargo, Cramer et al. argumentan que tales agujeros de gusano podrían haber sido creados en el universo temprano, estabilizados por cuerdas cósmicas . [75] Visser analiza la teoría general de los agujeros de gusano en el libroAgujeros de gusano de Lorentz . [76]

Diseños y estudios

Nave espacial Enzmann

La nave espacial Enzmann, como detalla G. Harry Stine en la edición de octubre de 1973 de Analog , fue un diseño para una futura nave estelar , basado en las ideas de Robert Duncan-Enzmann. La nave espacial en sí, como se propuso, utilizó una bola de 12.000.000 de toneladas de deuterio congelado para alimentar 12-24 unidades de propulsión de pulso termonuclear. Dos veces más largo que el Empire State Building y ensamblado en órbita, la nave espacial era parte de un proyecto más grande precedido por sondas interestelares y observación telescópica de sistemas estelares objetivo. [77]

Proyecto Hyperion

El Proyecto Hyperion , uno de los proyectos de Icarus Interstellar, ha analizado varios problemas de viabilidad de los viajes interestelares tripulados. [78] [79] [80] Sus miembros continúan publicando sobre viajes interestelares tripulados en colaboración con la Iniciativa de Estudios Interestelares . [27]

Investigación de la NASA

La NASA ha estado investigando los viajes interestelares desde su formación, traduciendo importantes artículos en idiomas extranjeros y realizando los primeros estudios sobre la aplicación de la propulsión por fusión, en la década de 1960, y la propulsión láser, en la década de 1970, a los viajes interestelares.

En 1994, la NASA y el JPL copatrocinaron un "Taller sobre propulsión de la teoría cuántica / de la relatividad avanzada" para "establecer y utilizar nuevos marcos de referencia para pensar en la cuestión de la velocidad más rápida que la luz (FTL)". [81]

El Programa Breakthrough Propulsion Physics Program de la NASA (terminado en el año fiscal 2003 después de un estudio de 6 años y $ 1.2 millones, porque "No parece inminente ningún avance") [82] identificó algunos avances que son necesarios para que los viajes interestelares sean posibles. [83]

Geoffrey A. Landis del Centro de Investigación Glenn de la NASA afirma que un barco de vela interestelar impulsado por láser podría posiblemente ser lanzado dentro de 50 años, utilizando nuevos métodos de viaje espacial. "Creo que al final lo haremos, es sólo una cuestión de cuándo y quién", dijo Landis en una entrevista. Los cohetes son demasiado lentos para enviar humanos a misiones interestelares. En cambio, imagina una nave interestelar con velas extensas, impulsada por luz láser a aproximadamente una décima parte de la velocidad de la luz. Una nave de este tipo tardaría unos 43 años en llegar a Alpha Centauri si atravesaba el sistema sin detenerse. Disminuir la velocidad para detenerse en Alpha Centauri podría aumentar el viaje a 100 años, [84] mientras que un viaje sin reducir la velocidad plantea la cuestión de realizar observaciones y mediciones suficientemente precisas y útiles durante un sobrevuelo.

Estudio de la nave estelar de 100 años

La nave estelar de 100 años (100YSS) es el nombre del esfuerzo general que, durante el próximo siglo, trabajará para lograr viajes interestelares. El esfuerzo también se denominará 100YSS. El estudio de la nave estelar de 100 años es el nombre de un proyecto de un año para evaluar los atributos y sentar las bases para una organización que pueda llevar adelante la visión de la nave estelar de 100 años.

Harold ("Sonny") White [85] del Centro Espacial Johnson de la NASA es miembro de Icarus Interstellar, [86] la fundación sin fines de lucro cuya misión es realizar vuelos interestelares antes del año 2100. En la reunión de 2012 de 100YSS, informó que utiliza un láser para intentar deformar el espacio-tiempo en 1 parte en 10 millones con el objetivo de ayudar a hacer posible los viajes interestelares. [87]

Otros diseños

  • Proyecto Orion , nave interestelar tripulada por humanos (1958-1968).
  • Proyecto Daedalus , sonda interestelar sin tripulación (1973-1978).
  • Starwisp, sonda interestelar sin tripulación (1985). [88]
  • Proyecto Longshot , sonda interestelar sin tripulación (1987-1988).
  • Semilla estelar / lanzador , flota de sondas interestelares sin tripulación (1996)
  • Proyecto Valkyrie , nave interestelar tripulada por humanos (2009)
  • Proyecto Ícaro , sonda interestelar sin tripulación (2009-2014).
  • Sonda interestelar sin tripulación, buzo solar [89]
  • Proyecto Dragonfly , pequeña sonda interestelar propulsada por láser (2013-2015).
  • Breakthrough Starshot , flota de sondas interestelares sin tripulación, anunciada el 12 de abril de 2016. [90] [91] [92]

Organizaciones sin ánimo de lucro

Algunas organizaciones dedicadas a la investigación de la propulsión interestelar y la defensa del caso existen en todo el mundo. Estos están todavía en su infancia, pero ya están respaldados por una membresía de una amplia variedad de científicos, estudiantes y profesionales.

  • Iniciativa de estudios interestelares (Reino Unido) [93]
  • Nave estelar de 100 años [94]
  • Fundación Tau Zero (Estados Unidos) [95]

Factibilidad

Los requisitos de energía hacen que los viajes interestelares sean muy difíciles. Se informó que en la Conferencia Conjunta de Propulsión de 2008, varios expertos opinaron que era improbable que los humanos pudieran explorar más allá del Sistema Solar. [96] Brice N. Cassenti, profesor asociado del Departamento de Ingeniería y Ciencia del Instituto Politécnico Rensselaer, declaró que se requeriría al menos 100 veces la producción total de energía del mundo entero [en un año determinado] para enviar una sonda a la estrella más cercana. [96]

El astrofísico Sten Odenwald declaró que el problema básico es que a través de estudios intensivos de miles de exoplanetas detectados, la mayoría de los destinos más cercanos dentro de los 50 años luz no producen planetas similares a la Tierra en las zonas habitables de la estrella. [97]Dado el gasto multimillonario de algunas de las tecnologías propuestas, los viajeros tendrán que pasar hasta 200 años viajando al 20% de la velocidad de la luz para llegar a los destinos más conocidos. Además, una vez que los viajeros lleguen a su destino (por cualquier medio), no podrán viajar a la superficie del mundo objetivo y establecer una colonia a menos que la atmósfera no sea letal. La perspectiva de hacer tal viaje, solo para pasar el resto de la vida de la colonia dentro de un hábitat sellado y aventurarse afuera en un traje espacial, puede eliminar muchos objetivos potenciales de la lista.

Moverse a una velocidad cercana a la de la luz y toparse con un objeto inmóvil diminuto como un grano de arena tendrá consecuencias fatales. Por ejemplo, un gramo de materia que se mueve al 90% de la velocidad de la luz contiene una energía cinética correspondiente a una pequeña bomba nuclear (alrededor de 30 kt de TNT).

Uno de los principales obstáculos es tener suficientes instalaciones de repuestos y reparaciones a bordo para un viaje tan largo, suponiendo que se resuelvan todas las demás consideraciones, sin acceso a todos los recursos disponibles en la Tierra. [98]

Misiones interestelares no para beneficio humano

Se proyecta que las misiones exploratorias de alta velocidad a Alpha Centauri , según lo planeado por la iniciativa Breakthrough Starshot , se realizarán en el siglo XXI. [99] Alternativamente, es posible planificar misiones de crucero lento sin tripulación que tarden milenios en llegar. Estas sondas no serían para beneficio humano en el sentido de que no se puede prever si habría alguien en la tierra interesado en los datos científicos transmitidos de forma inversa. Un ejemplo sería la misión Génesis, [100] que tiene como objetivo traer vida unicelular, en el espíritu de la panspermia dirigida , a planetas habitables pero por lo demás estériles. [101] Sondas Génesis de crucero comparativamente lentas, con una velocidad típica de, correspondiente a aproximadamente , se puede desacelerar utilizando una vela magnética . Por lo tanto, serían factibles misiones sin tripulación que no fueran para beneficio humano. [102] Para la ética biótica , y su extensión al espacio como ética panbiótica, es un propósito humano asegurar y propagar la vida y utilizar el espacio para maximizar la vida.

Descubrimiento de planetas similares a la Tierra

En febrero de 2017, la NASA anunció que su Telescopio Espacial Spitzer había revelado siete planetas del tamaño de la Tierra en el sistema TRAPPIST-1 que orbitaban una estrella enana ultra fría a 40 años luz de distancia del Sistema Solar. [103] Tres de estos planetas están firmemente ubicados en la zona habitable, el área alrededor de la estrella madre donde es más probable que un planeta rocoso tenga agua líquida. El descubrimiento establece un nuevo récord para el mayor número de planetas de zonas habitables que se encuentran alrededor de una sola estrella fuera del Sistema Solar. Todos estos siete planetas podrían tener agua líquida, la clave de la vida tal como la conocemos, en las condiciones atmosféricas adecuadas, pero las posibilidades son mayores con los tres en la zona habitable.

Ver también

  • Efecto de los vuelos espaciales en el cuerpo humano  : consecuencias médicas de los vuelos espaciales
  • Amenaza para la salud de los rayos cósmicos
  • Vuelo espacial humano  - Viajes espaciales por humanos
  • Viaje intergaláctico: viaje  hipotético entre galaxias
  • Comunicación interestelar  - comunicación entre sistemas planetarios
  • Objeto interestelar
  • Lista de candidatos a exoplanetas terrestres más cercanos  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Propulsión de naves espaciales  : método utilizado para acelerar naves espaciales
  • Astronauta subido

Referencias

  1. ↑ a b Mauldin, John H. (mayo de 1992). Perspectivas de viajes interestelares . Publicado para la Sociedad Astronáutica Estadounidense por Univelt. Viaje interestelar.
  2. ^ "Viaje interestelar" . www.bis-space.com . Consultado el 16 de junio de 2017 .
  3. ^ Crawford, IA (2009). "El caso de la ciencia astronómica, astrobiológica y planetaria para el vuelo espacial interestelar". Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 62 : 415–421. arXiv : 1008.4893 . Código Bibliográfico : 2009JBIS ... 62..415C .
  4. ^ Conclusión de la pista de trabajo de energía solar espacial del taller interestelar del valle de Tennessee 2016 dirigida por Peter Garretson y Robert Kennedy.
  5. ^ JPL.NASA.GOV. "¿Dónde están las Voyager - NASA Voyager" . voyager.jpl.nasa.gov . Consultado el 5 de julio de 2017 .
  6. ^ "Una mirada a la escala" . nasa.gov . Centro de Investigación Glenn de la NASA. 2015-03-11.
  7. ^ Millis, Marc G. (2011). "Energía, incesante obsolescencia y las primeras misiones interestelares". arXiv : 1101.1066 . Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  8. ^ Zirnstein, EJ (2013). "Simulación del efecto de obtención de Compton para mediciones de flujo de hidrógeno: implicaciones para las observaciones de IBEX-Hi y -Lo" . Revista astrofísica . 778 (2): 112–127. Código bibliográfico : 2013ApJ ... 778..112Z . doi : 10.1088 / 0004-637x / 778/2/112 .
  9. ^ Sistema solar exterior: energía prospectiva y recursos materiales . Badescu, Viorel, Zacny, Kris. Cham, Suiza. 2018-04-28. ISBN 9783319738451. OCLC  1033673323 .CS1 maint: otros ( enlace )
  10. ↑ a b c Crawford, IA (2011). "Proyecto Ícaro: una revisión de las propiedades del medio interestelar local de relevancia para las misiones espaciales a las estrellas más cercanas". Acta Astronautica . 68 (7–8): 691–699. arXiv : 1010.4823 . Código bibliográfico : 2011AcAau..68..691C . doi : 10.1016 / j.actaastro.2010.10.016 . S2CID 101553 . 
  11. ^ Westover, Shayne (27 de marzo de 2012). Blindaje activo contra la radiación que utiliza superconductores de alta temperatura (PDF) . Simposio NIAC.
  12. ^ Garrett, Henry (30 de julio de 2012). "De ida y vuelta: una guía para laicos de ultrafiabilidad para misiones interestelares" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 8 de mayo de 2014. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  13. ^ Gibson, Dirk C. (2015). Peligros espaciales terrestres y extraterrestres: peligros del espacio ultraterrestre, riesgos de los cohetes y las consecuencias para la salud del entorno espacial . Editores de ciencia de Bentham. pag. 1. ISBN 978-1-60805-991-1.
  14. ↑ a b Adelante, Robert L. (1996). "¡Ad Astra!". Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 49 (1): 23–32. Código Bibliográfico : 1996JBIS ... 49 ... 23F .
  15. ^ Kennedy, Andrew (julio de 2006). "Viaje interestelar: el cálculo de espera y la trampa de incentivo del progreso" . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 59 (7): 239–246. Código Bibliográfico : 2006JBIS ... 59..239K .
  16. ^ "Planeta eps Eridani b" . exoplanet.eu . Consultado el 15 de enero de 2011 .
  17. ^ Los astrónomos han descubierto el planeta potencialmente habitable más cercano . Noticias de Yahoo . 18 de diciembre de 2015.
  18. ^ "Tres planetas en zona habitable de estrella cercana" . eso.org .
  19. ^ Croswell, Ken (3 de diciembre de 2012). "ScienceShot: Vega mayor lo suficientemente maduro para nutrir la vida" . sciencemag.org . Archivado desde el original el 4 de diciembre de 2012.
  20. ^ Voyager . Universidad Estatal de Luisiana: ERIC Clearing House. 1977. p. 12 . Consultado el 26 de octubre de 2015 .
  21. ^ a b "Proyecto Dragonfly: el caso de sondas distribuidas pequeñas, impulsadas por láser" . Sueños Centauri . Consultado el 12 de junio de 2015 .
  22. ^ Nogrady, Bianca. "Los mitos y la realidad sobre los viajes interestelares" . Consultado el 16 de junio de 2017 .
  23. ^ Daniel H. Wilson. La nano nave espacial a la velocidad de la luz podría estar cerca . msnbc.msn.com .
  24. ^ Kaku, Michio. La física de lo imposible . Libros de ancla.
  25. ^ Hein, AM "¿Cómo volarán los humanos a las estrellas?" . Consultado el 12 de abril de 2013 .
  26. ^ Hein, AM; et al. (2012). "World Ships: arquitecturas y viabilidad revisadas" . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 65 : 119-133. Código bibliográfico : 2012JBIS ... 65..119H .
  27. ^ a b Hein, AM; Smith, C .; Marin, F .; Staats, K. (2020). "World Ships: factibilidad y justificación" . Acta Futura . 12 : 75-104. arXiv : 2005.04100 . doi : 10.5281 / zenodo.3747333 . S2CID 218571111 . 
  28. ^ Bond, A .; Martin, AR (1984). "World Ships - una evaluación de la viabilidad de la ingeniería". Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 37 : 254-266. Código bibliográfico : 1984JBIS ... 37..254B .
  29. ^ Frisbee, RH (2009). Límites de la tecnología de vuelo interestelar en las fronteras de la ciencia de la propulsión . Avances en Astronáutica y Aeronáutica.
  30. ^ Hein, Andreas M. "Proyecto Hyperion: la nave espacial asteroide hueco - difusión de una idea" . Consultado el 12 de abril de 2013 .
  31. ^ "Varios artículos sobre hibernación". Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 59 : 81-144. 2006.
  32. ^ Crowl, A .; Hunt, J .; Hein, AM (2012). "Colonización del espacio embrionario para superar el cuello de botella de la distancia de tiempo interestelar" . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 65 : 283-285. Código bibliográfico : 2012JBIS ... 65..283C .
  33. ^ " 'De isla en isla' a las estrellas" . Sueños Centauri . Consultado el 12 de junio de 2015 .
  34. ↑ a b c d e f Crawford, IA (1990). "Viaje interestelar: una revisión para astrónomos". Revista trimestral de la Royal Astronomical Society . 31 : 377–400. Código bibliográfico : 1990QJRAS..31..377C .
  35. ^ Parkinson, Bradford W .; Spilker, James J. Jr .; Axelrad, Penina ; Enge, Per (2014). 18.2.2.1 Dilatación del tiempo . Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. ISBN 978-1-56347-106-3. Consultado el 27 de octubre de 2015 .
  36. ^ "Paradoja del reloj III" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 21 de julio de 2017 . Consultado el 31 de agosto de 2014 . Taylor, Edwin F .; Wheeler, John Archibald (1966). "Capítulo 1 Ejercicio 51" . Física del espacio-tiempo . WH Freeman, San Francisco. págs.  97–98 . ISBN 978-0-7167-0336-5.
  37. ^ Crowell, Benjamin (2011), Sección de luz y materia 4.3
  38. ^ Yagasaki, Kazuyuki (2008). "Colectores invariantes y control de trayectorias hiperbólicas en intervalos de tiempo infinito o finito". Sistemas dinámicos . 23 (3): 309–331. doi : 10.1080 / 14689360802263571 . S2CID 123409581 . 
  39. ^ Orth, CD (16 de mayo de 2003). "VISTA: un vehículo para la aplicación de transporte espacial interplanetario con tecnología de fusión por confinamiento inercial" (PDF) . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  40. ^ Clarke, Arthur C. (1951). La exploración del espacio . Nueva York: Harper.
  41. ^ El amanecer de una nueva era: el revolucionario motor de iones que llevó las naves espaciales a Ceres
  42. ^ Proyecto Daedalus: El sistema de propulsión Parte 1; Consideraciones teóricas y cálculos. 2. REVISIÓN DE LOS SISTEMAS DE PROPULSIÓN AVANZADOS , archivado desde el original el 28 de junio de 2013
  43. ^ General Dynamics Corp. (enero de 1964). "Informe resumido condensado del estudio del vehículo de pulso nuclear (General Dynamics Corp.)" (PDF) . Servicio de Información Técnica Nacional del Departamento de Comercio de EE. UU.
  44. ^ Freeman J. Dyson (octubre de 1968). "Transporte interestelar". La física hoy . 21 (10): 41. Bibcode : 1968PhT .... 21j..41D . doi : 10.1063 / 1.3034534 .
  45. ^ Cosmos de Carl Sagan
  46. ^ Lenard, Roger X .; Andrews, Dana G. (junio de 2007). "Uso de Mini-Mag Orion y bobinas superconductoras para el transporte interestelar a corto plazo" (PDF) . Acta Astronautica . 61 (1–6): 450–458. Código bibliográfico : 2007AcAau..61..450L . doi : 10.1016 / j.actaastro.2007.01.052 . Archivado desde el original (PDF) el 17 de junio de 2014 . Consultado el 24 de noviembre de 2013 .
  47. ^ Friedwardt Winterberg (2010). La liberación de energía termonuclear por confinamiento inercial . World Scientific. ISBN 978-981-4295-91-8.
  48. ^ a b D.F. Spencer; LD Jaffe (1963). "Viabilidad de los viajes interestelares" . Astronautica Acta . 9 : 49–58.
  49. ^ PDF CR Williams et al., 'Realización de "2001: Una odisea del espacio": Propulsión de fusión nuclear de toro esférico pilotado', 2001, 52 páginas, Centro de investigación Glenn de la NASA
  50. ^ "Almacenamiento de antimateria - CERN" . home.web.cern.ch .
  51. ^ "ALPHA almacena átomos de antimateria durante un cuarto de hora - y sigue contando - Berkeley Lab" . 5 de junio de 2011.
  52. ^ Rouaud, Mathieu (2020). Viaje interestelar y antimateria (PDF) . ISBN  9782954930930.
  53. ^ Winterberg, F. (21 de agosto de 2012). "Propulsión de cohete láser de rayos gamma de voltios gigaelectrones de materia-antimateria". Acta Astronautica . 81 (1): 34–39. Código bibliográfico : 2012AcAau..81 ... 34W . doi : 10.1016 / j.actaastro.2012.07.001 .
  54. ^ Landis, Geoffrey A. (29 de agosto de 1994). Sonda interestelar impulsada por láser . Conferencia sobre vuelo interestelar robótico práctico. Universidad de NY, Nueva York, NY. Archivado desde el original el 2 de octubre de 2013.
  55. ^ A. Bolonkin (2005). Lanzamiento y vuelo sin cohetes espaciales . Elsevier. ISBN 978-0-08-044731-5 
  56. ^ "El equipo de la NASA afirma que el motor espacial 'imposible' funciona: obtenga los hechos" . Noticias de National Geographic . 2016-11-21 . Consultado el 12 de noviembre de 2019 .
  57. ^ "Roger SHAWYER - EM Space Drive - Artículos y patentes" . rexresearch.com . Consultado el 12 de noviembre de 2019 .
  58. ^ McRae, Mike. "La última prueba en el disco EM 'imposible' concluye que no funciona" . ScienceAlert . Consultado el 12 de noviembre de 2019 .
  59. ^ Starr, Michelle. "El ingeniero de la NASA afirma que el concepto de 'motor helicoidal' podría alcanzar el 99% de la velocidad de la luz sin propulsor" . ScienceAlert . Consultado el 12 de noviembre de 2019 .
  60. ^ Adelante, RL (1984). "Viaje interestelar de ida y vuelta utilizando velas de luz impulsadas por láser". J nave espacial . 21 (2): 187-195. Código bibliográfico : 1984JSpRo..21..187F . doi : 10,2514 / 3,8632 .
  61. ^ "Alpha Centauri: Nuestro primer objetivo para las sondas interestelares" - a través de go.galegroup.com.
  62. Delbert, Caroline (9 de diciembre de 2020). "La nave espacial radical que podría enviar humanos a un exoplaneta habitable" . Mecánica popular . Consultado el 12 de diciembre de 2020 .
  63. ^ Andrews, Dana G .; Zubrin, Robert M. (1990). "Velas magnéticas y viajes interestelares" (PDF) . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 43 : 265-272. Archivado desde el original (PDF) el 12 de octubre de 2014 . Consultado el 8 de octubre de 2014 .
  64. ^ Zubrin, Robert; Martin, Andrew (11 de agosto de 1999). "Estudio NIAC de la vela magnética" (PDF) . Consultado el 8 de octubre de 2014 .
  65. ^ Landis, Geoffrey A. (2003). "La última exploración: una revisión de los conceptos de propulsión para el vuelo interestelar". En Yoji Kondo; Frederick Bruhweiler; John H. Moore, Charles Sheffield (eds.). Viajes interestelares y naves espaciales multigeneracionales . Libros Apogee. pag. 52. ISBN 978-1-896522-99-9.
  66. ^ Heller, René; Hippke, Michael; Kervella, Pierre (2017). "Trayectorias optimizadas a las estrellas más cercanas utilizando velas ligeras de fotones de alta velocidad". El diario astronómico . 154 (3): 115. arXiv : 1704.03871 . Código bibliográfico : 2017AJ .... 154..115H . doi : 10.3847 / 1538-3881 / aa813f . S2CID 119070263 . 
  67. ^ Roger X. Lenard; Ronald J. Lipinski (2000). "Misiones de encuentro interestelar que emplean sistemas de propulsión de fisión". Actas de la conferencia AIP . 504 : 1544-1555. Código bibliográfico : 2000AIPC..504.1544L . doi : 10.1063 / 1.1290979 .
  68. ↑ a b Crawford, Ian A. (1995). "Algunas reflexiones sobre las implicaciones de los viajes espaciales interestelares más rápidos que la luz". Revista trimestral de la Royal Astronomical Society . 36 : 205–218. Código bibliográfico : 1995QJRAS..36..205C .
  69. ^ Feinberg, G. (1967). "Posibilidad de partículas más rápidas que la luz". Revisión física . 159 (5): 1089-1105. Código Bibliográfico : 1967PhRv..159.1089F . doi : 10.1103 / physrev.159.1089 .
  70. ↑ a b Alcubierre, Miguel (1994). "El impulso warp: viaje hiperrápido dentro de la relatividad general". Gravedad clásica y cuántica . 11 (5): L73 – L77. arXiv : gr-qc / 0009013 . Código bibliográfico : 1994CQGra..11L..73A . CiteSeerX 10.1.1.338.8690 . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 11/5/001 . S2CID 4797900 .  
  71. ^ "¿Son posibles las naves estelares con agujeros negros?" , Louis Crane, Shawn Westmoreland, 2009
  72. ^ Chown, Marcus (25 de noviembre de 2009). "Poder oscuro: grandes diseños para viajes interestelares" . Nuevo científico (2736). (requiere suscripción)
  73. ^ Un motor de agujero negro que podría alimentar naves espaciales . Tim Barribeau, 4 de noviembre de 2009.
  74. ^ "Ideas basadas en lo que nos gustaría lograr: transporte de agujero de gusano" . Centro de Investigación Glenn de la NASA. 11 de marzo de 2015.
  75. ^ John G. Cramer; Robert L. Forward; Michael S. Morris; Matt Visser; Gregory Benford; Geoffrey A. Landis (15 de marzo de 1995). "Agujeros de gusano naturales como lentes gravitacionales". Physical Review D . 51 (3117): 3117–3120. arXiv : ph / 9409051 . Código Bibliográfico : 1995PhRvD..51.3117C . doi : 10.1103 / PhysRevD.51.3117 . PMID 10018782 . S2CID 42837620 .  
  76. ^ Visser, M. (1995). Agujeros de gusano lorentzianos: de Einstein a Hawking . Prensa AIP, Woodbury NY. ISBN 978-1-56396-394-0.
  77. ^ Gilster, Paul (1 de abril de 2007). "Una nota sobre la nave espacial Enzmann" . Sueños Centauri .
  78. ^ "Ícaro interestelar - Proyecto Hyperion" . Consultado el 13 de abril de 2013 .
  79. ^ Hein, Andreas; et al. "World Ships - arquitecturas y viabilidad revisadas" . Consultado el 7 de febrero de 2013 . Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  80. ^ Smith, Cameron M (2014). "Estimación de una población genéticamente viable para viajes interestelares multigeneracionales: revisión y datos para el proyecto Hyperion". Acta Astronautica . 97 : 16-29. Código Bibliográfico : 2014AcAau..97 ... 16S . doi : 10.1016 / j.actaastro.2013.12.013 .
  81. ^ Bennett, Gary; Adelante, Robert; Frisbee, Robert (10 de julio de 1995). "Informe sobre el taller NASA / JPL sobre la propulsión avanzada de la teoría cuántica / de la relatividad" . 31a Conferencia y Exhibición Conjunta de Propulsión . Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. doi : 10.2514 / 6.1995-2599 . Consultado el 8 de septiembre de 2020 .
  82. ^ Proyecto "Breakthrough Propulsion Physics" en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, 19 de noviembre de 2008
  83. ^ http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/warp.html Warp Drive, ¿cuándo? Breakthrough Technologies 26 de enero de 2009
  84. ^ "Copia archivada" . Space.com . Archivado desde el original el 27 de marzo de 2009 . Consultado el 3 de abril de 2009 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) Malik, Tariq, "Sexo y sociedad a bordo de las primeras naves espaciales". Science Tuesday, Space.com 19 de marzo de 2002.
  85. ^ "Dr. Harold" Sonny "White - Ícaro interestelar" . icarusinterstellar.org . Archivado desde el original el 1 de junio de 2015 . Consultado el 12 de junio de 2015 .
  86. ^ "Icarus Interstellar - Una fundación sin fines de lucro dedicada a lograr el vuelo interestelar para 2100" . icarusinterstellar.org . Consultado el 12 de junio de 2015 .
  87. ^ Moskowitz, Clara (17 de septiembre de 2012). "Warp Drive puede ser más factible de lo que se pensaba, dicen los científicos" . space.com .
  88. ^ Adelante, RL (mayo-junio de 1985). "Starwisp - una sonda interestelar ultraligera". Diario de naves espaciales y cohetes . 22 (3): 345–350. Código bibliográfico : 1985JSpRo..22..345F . doi : 10,2514 / 3,25754 .
  89. ^ Benford, James; Benford, Gregory (2003). "Misiones de propulsión de vela con vigas a corto plazo: Cosmos-1 y Sun-Diver" (PDF) . Propulsión de energía por rayos . Departamento de Física, Universidad de California, Irvine. 664 : 358. Bibcode : 2003AIPC..664..358B . doi : 10.1063 / 1.1582124 . Archivado desde el original (PDF) el 24 de octubre de 2014.
  90. ^ "Breakthrough Starshot" . Iniciativas revolucionarias . 12 de abril de 2016 . Consultado el 12 de abril de 2016 .
  91. ^ Starshot - Concepto .
  92. ^ "Iniciativas revolucionarias" . breakthroughinitiatives.org .
  93. ^ Webpole Bt. "Iniciativa para estudios interestelares" . i4is.org . Consultado el 12 de junio de 2015 .
  94. ^ "Mapa" . 100yss.org .
  95. ^ https://tauzero.aero
  96. ↑ a b O'Neill, Ian (19 de agosto de 2008). "Los viajes interestelares pueden permanecer en la ciencia ficción" . Universe Today .
  97. ^ Odenwald, Sten (2 de abril de 2015). "Viaje interestelar: ¿A dónde deberíamos ir?" . Blog del Huffington Post .
  98. ^ "Viaje interestelar como fantasía delirante [extracto]" . Scientific American .
  99. ^ Kulkarni, Neeraj; Lubin, Philip; Zhang, Qicheng (2017). "Nave espacial relativista impulsada por energía dirigida". El diario astronómico . 155 (4): 155. arXiv : 1710.10732 . Código bibliográfico : 2018AJ .... 155..155K . doi : 10.3847 / 1538-3881 / aaafd2 . S2CID 62839612 . 
  100. ^ Gros, Claudius (5 de septiembre de 2016). "Desarrollo de ecosferas en planetas habitables transitoriamente: el proyecto génesis". Astrofísica y Ciencias Espaciales . 361 (10): 324. arXiv : 1608.06087 . Código bibliográfico : 2016Ap y SS.361..324G . doi : 10.1007 / s10509-016-2911-0 . S2CID 6106567 . 
  101. ^ Cómo impulsar la vida en otras partes de nuestra galaxia , el Atlántico, 25/08/17.
  102. ^ ¿Deberíamos sembrar vida a través del cosmos usando naves impulsadas por láser? , New Scientist, 13/11/17.
  103. ^ "Comunicado de prensa de la NASA 22 de febrero de 2017" . 22 de febrero de 2017.

Otras lecturas

  • Crawford, Ian A. (1990). "Viaje interestelar: una revisión para astrónomos". Revista trimestral de la Royal Astronomical Society . 31 : 377–400. Código bibliográfico : 1990QJRAS..31..377C .
  • Hein, AM (septiembre de 2012). "Evaluación de Proyecciones Tecnológico-Sociales y Políticas para los Próximos 100-300 Años y las Implicaciones para una Misión Interestelar" . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 33 (9/10): 330–340. Código bibliográfico : 2012JBIS ... 65..330H .
  • Long, Kelvin (2012). Propulsión al espacio profundo: una hoja de ruta para el vuelo interestelar . Saltador. ISBN 978-1-4614-0606-8.
  • Mallove, Eugene (1989). El manual de Starflight . John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-61912-3.
  • Odenwald, Sten (2015). Viaje interestelar: una guía para astrónomos . ISBN 978-1-5120-5627-3.
  • Woodward, James (2013). Fabricación de naves estelares y portales estelares: la ciencia del transporte interestelar y agujeros de gusano absurdamente benignos . Saltador. ISBN 978-1-4614-5622-3.
  • Zubrin, Robert (1999). Entrar en el espacio: crear una civilización espacial . Tarcher / Putnam. ISBN 978-1-58542-036-0.

enlaces externos

  • Leonard David - Alcanzando el vuelo interestelar (2003) - MSNBC (página web de MSNBC)
  • Programa innovador de física de propulsión de la NASA (página web de la NASA)
  • Bibliografía del vuelo interestelar (lista de fuentes)
  • DARPA busca ayuda para una nave interestelar
  • Cómo construir una nave espacial y por qué deberíamos empezar a pensar en ello ahora (artículo de The Conversation , 2016)
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Interstellar_travel&oldid=1055379616 "