La humanidad siempre soñó con enviar humanos a otros planetas, incluso antes de que los vuelos espaciales tripulados se hicieran realidad. Y con el descubrimiento de miles de exoplanetas en las últimas décadas, particularmente aquellos que orbitan dentro de los sistemas estelares vecinos (como Proxima b), ese sueño parece estar más cerca que nunca de convertirse en realidad. Pero, por supuesto, muchos desafíos técnicos deben superarse antes de que podamos esperar montar tal misión.
Además, muchas preguntas deben ser respondidas. Por ejemplo, ¿qué tipo de barco deberíamos enviar a Proxima b u otros exoplanetas cercanos? ¿Y cuántas personas necesitaríamos colocar a bordo de ese barco? La última pregunta fue el tema de un artículo reciente escrito por un equipo de investigadores franceses que calculó el número mínimo de personas que se necesitarían para garantizar que un equipo multigeneracional saludable pudiera hacer el viaje a Proxima b.
El estudio, titulado "Computación de la tripulación mínima para un viaje espacial multigeneracional hacia Proxima Centauri b", apareció recientemente en línea y pronto se publicará en el Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica. Fue realizado por el Dr. Frederic Marin, un astrofísico del Observatorio Astronómico de Estrasburgo, y el Dr. Camille Beluffi, un físico de partículas que trabaja con el emprendimiento científico Casc4de.
Su estudio fue el segundo de una serie de documentos que intentan evaluar la viabilidad de un viaje interestelar a Proxima b. El primer estudio, titulado "PATRIMONIO: un código de Monte Carlo para evaluar la viabilidad de los viajes interestelares utilizando un equipo multigeneracional", también se publicó en la edición de agosto de 2017 del Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica.
El Dr. Marin y el Dr. Beluffi comienzan su último estudio considerando los diversos conceptos que se han propuesto para hacer un viaje interestelar, muchos de los cuales fueron explorados en un artículo anterior de UT, “¿Cuánto tiempo tomaría llegar a la estrella más cercana? ". Estos incluyen los enfoques más tradicionales, como la Propulsión de pulso nuclear (es decir, el Proyecto Orion) y los cohetes de fusión (es decir, el Proyecto Daedalus), y también el concepto más moderno de Breakthrough Starshot.
Sin embargo, tales misiones aún están muy lejos y / o no involucran vuelos espaciales tripulados (como es el caso de Starshot). Como tal, el Dr. Beluffi también tuvo en cuenta las misiones que se lanzarán en los próximos años, como la sonda solar Parker de la NASA. Esta sonda alcanzará velocidades orbitales récord de hasta 724,205 km / h, lo que equivale a unos 200 km / s (o 0.067% de la velocidad de la luz).
Como el Dr. Marin le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“Esto depende pura y completamente de la tecnología disponible en el momento de la misión. Si creáramos una nave espacial en este momento, solo podríamos alcanzar unos 200 km / s, lo que se traduce en 6300 años de viaje. Por supuesto, la tecnología está mejorando con el tiempo y para cuando se cree un proyecto interestelar real, podemos esperar haber mejorado la duración en un orden de magnitud, es decir, 630 años. Esto es especulativo ya que la tecnología aún no se ha inventado ".
Con su línea de base para la velocidad y el tiempo de viaje establecidos, 200 km / s-¹ y 6300 años, el Dr. Beluffi se propuso determinar el número mínimo de personas necesarias para garantizar que una tripulación sana llegara a Proxima b. Para hacer esto, la pareja realizó una serie de simulaciones de Monte Carlo utilizando un nuevo código creado por el propio Dr. Marin. Esta técnica matemática tiene en cuenta los eventos fortuitos en la toma de decisiones para producir distribuciones de posibles resultados.
"Estamos utilizando un nuevo software numérico que he creado", dijo el Dr. Marin. “Se llama PATRIMONIO, ver el primer artículo de la serie. Es un código estocástico de Monte Carlo que explica todos los resultados posibles de las simulaciones espaciales al probar cada escenario aleatorio para la procreación, la vida y la muerte. Al recorrer la simulación miles de veces, obtenemos valores estadísticos que son representativos de un viaje espacial real para una tripulación multigeneracional. El código representa tantos factores biológicos como sea posible y actualmente se está desarrollando para incluir más y más física ".
Estos factores biológicos incluyen cosas como la cantidad de mujeres frente a hombres, sus respectivas edades, la esperanza de vida, las tasas de fertilidad, las tasas de natalidad y cuánto tiempo tendría que reproducirse la tripulación. También tuvo en cuenta algunas posibilidades extremas, que incluyeron accidentes, desastres, eventos catastróficos y el número de miembros de la tripulación que probablemente se verán afectados por ellos.
Luego promediaron los resultados de estas simulaciones en más de 100 viajes interestelares en función de estos diversos factores y diferentes valores para determinar el tamaño de la tripulación mínima. Al final, el Dr. Beluffi concluyó que bajo condiciones conservadoras, se necesitaría un mínimo de 98 miembros de la tripulación para sostener un viaje multigeneracional al sistema estelar más cercano con un exoplaneta potencialmente habitable.
Menos que eso, y la probabilidad de éxito se reduciría considerablemente. Por ejemplo, con un equipo inicial de 32 personas, sus simulaciones indicaron que las posibilidades de éxito alcanzarían el 0%, en gran parte porque una comunidad tan pequeña haría inevitable la endogamia. Si bien esta tripulación podría llegar a Proxima b, ¡no sería una tripulación genéticamente saludable y, por lo tanto, no sería una muy buena manera de comenzar una colonia! Como explicó el Dr. Marin:
“Nuestras simulaciones nos permiten predecir con gran precisión el tamaño mínimo de la tripulación inicial que partirá durante siglos de viajes espaciales. Al permitir que la tripulación evolucione bajo una lista de principios adaptativos de ingeniería social (a saber, evaluaciones anuales de la población de buques, restricciones de descendencia y restricciones de reproducción), mostramos en este documento que es posible crear y mantener una población sana de manera casi indefinida. "
Si bien la tecnología y los recursos necesarios para hacer un viaje interestelar aún están a varias generaciones de distancia, los estudios de este tipo podrían ser de gran importancia para esas misiones, siempre y cuando ocurran. Conocer de antemano la probabilidad de que dicha misión tenga éxito, y lo que aumentará esa probabilidad hasta el punto de que el éxito está prácticamente garantizado, también aumentará la probabilidad de que tales misiones se monten.
Este estudio y el que lo precedió también son significativos porque son los primeros en tener en cuenta factores biológicos clave (como la procreación) y cómo afectarán a una tripulación multigeneracional. Como concluyó el Dr. Marin:
“Nuestro proyecto tiene como objetivo proporcionar simulaciones realistas de naves espaciales multigeneracionales para preparar futuras exploraciones espaciales, en un proyecto multidisciplinario que utiliza la experiencia de físicos, astrónomos, antropólogos, ingenieros de cohetes, sociólogos y muchos otros. HERITAGE es el primer código de Monte Carlo dedicado a calcular la evolución probabilística de una tripulación basada en parentesco a bordo de un barco interestelar, lo que permite explorar si una tripulación de un tamaño propuesto podría sobrevivir durante varias generaciones sin existencias artificiales de material genético adicional. . Determinar el tamaño mínimo de la tripulación es un paso esencial en la preparación de cualquier misión multigeneracional, que afecta los recursos y el presupuesto necesarios para tal esfuerzo, pero también con implicaciones para factores sociológicos, éticos y políticos. Además, estos elementos son esenciales para examinar la creación de cualquier colonia autosuficiente, no solo los humanos que establecen asentamientos planetarios, sino también con impactos más inmediatos: por ejemplo, la gestión de la salud genética de especies en peligro de extinción o la asignación de recursos en entornos restrictivos ".
El Dr. Marin también fue citado recientemente en un artículo en La conversación sobre los objetivos de su proyecto y el del Dr. Beluffi, que consiste en determinar lo que se necesita para garantizar la salud y la seguridad de los futuros viajeros interestelares. Como dijo en el artículo:
“De los 3757 exoplanetas que se han detectado, el planeta más cercano a la Tierra se encuentra a 40 billones de kilómetros de nosotros. Al 1% de la velocidad de la luz, que es muy superior a las velocidades más altas alcanzadas por las naves espaciales de vanguardia, los barcos aún tardarían 422 años en llegar a su destino. Una de las consecuencias inmediatas de esto es que los viajes interestelares no se pueden lograr dentro de una vida humana. Requiere una misión espacial de larga duración, lo que requiere encontrar una solución por la cual la tripulación sobreviva cientos de años en el espacio profundo. Este es el objetivo de nuestro proyecto: establecer el tamaño mínimo de una misión espacial autosuficiente y de larga duración, tanto en términos de hardware como de población. Al hacerlo, tenemos la intención de obtener estimaciones científicamente precisas de los requisitos para viajes interestelares multigeneracionales, desbloqueando el futuro de la exploración espacial, la migración y la habitación humana ".
En las próximas décadas, se espera que los telescopios de próxima generación descubran miles de exoplanetas más. Pero lo que es más importante, también se espera que estos instrumentos de alta resolución revelen cosas sobre los exoplanetas que nos permitirán caracterizarlos. Estos incluirán espectros de sus atmósferas que permitirán a los científicos saber con mayor certeza si realmente son habitables.
Con más candidatos para elegir, estaremos más preparados para el día en que se puedan lanzar viajes interestelares. Cuando llegue ese momento, nuestros científicos estarán armados con la información necesaria para garantizar que las personas que lleguen sean aclamadas, cordiales y preparadas para enfrentar los desafíos de explorar un mundo nuevo.
