Límit final del sistema solar

1987/08/01 Etxeberria, E. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Però Pioneer 10 no funciona només en vols interestel·lars. S'ha unit a altres tres embarcacions ja dirigides cap a les estrelles (Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2). Són vehicles antics; pollancres i no equipats per a llargs viatges. No obstant això, seran les primeres embarcacions que salin del sistema solar.

Aquestes quatre naus espacials ens ofereixen una versió pobra de l'home sobre els viatges interestel·lars. El següent pas en l'avanç dels vols espacials serà una proposició molt més gran i costosa: enviar a l'home a les estrelles. Però les preguntes bàsiques són: Es poden aconseguir viatges interestel·lar d'alta velocitat per a éssers humans? Quines conseqüències té? Quines barreres tecnològiques i físiques caldrà superar? Per a respondre a aquestes preguntes, és imprescindible submergir-nos en el marc dels fets científics i la ciència-ficció.

Cap a l'heliopausa

Pioneer 10, primera sonda enviada cap a Júpiter, va ser llançada al març de 1972. Vint mesos després, la nau va enviar un munt de dades a 131.000 quilòmetres del planeta gegant. Pioneer 10 va continuar el seu vol fora del sistema solar travessant l'òrbita de Neptú (a 4.5 bilions de quilòmetres del sol) en aquest històric dia de juny de 1983.

El bessó del Pioneer 10, Pioner 11, va sortir a l'abril de 1973 i al desembre de 1974 va arribar a Júpiter. Seguint un camí diferent, Pioneer 11 va passar a 43.000 quilòmetres de les boires més altes de Júpiter i va rebre el suport gravitatori del planeta gegant, dirigint l'embarcació cap a Saturn.

Posteriorment es van llançar els dos vaixells Voyager (Voyager 2 a l'agost de 1977 i Voyager 1 al setembre de 1977). Aquestes dues embarcacions van entrar en la zona de gravetat de Júpiter i, augmentant la velocitat, van continuar cap a Saturn. Voyager 1 va finalitzar aquí el seu viatge i Voyager 2, en 1989, està disposat a arribar a Neptú.

Com a primer espectador dels misteriosos gegants gasosos, aquests quatre robots no podien ser més reeixits.

En primer lloc, hem de diferenciar l'espai interplanetari de l'espai interestel·lar. Marca el límit de l'espai interestel·lar l'efecte gravitatori final del Sol?

Recents simulacions de computador demostren que el sol és capaç d'atreure objectes situats a 80.000 o 100.000 unitats astronòmiques o 0.5 parsec. Aquesta distància és un terç del vial que es troba a l'estrella més pròxima.

La gravetat és una força que disminueix gradualment i mai acaba. Una definició més significativa del límit exacte del Sistema Solar pot obtenir-se analitzant el comportament del vent solar, és a dir, l'emissió de partícules carregades procedents del sol.

En l'estavellat, en un punt de l'espai, la pressió del gas ha de provocar l'estancament d'aquest vent solar. En conseqüència, ha d'existir una zona (helios) que s'equilibri quan les partícules del vent solar xoquen contra el gas interestel·lar. En teoria, aquest xoc emetrà ones de ràdio de baixa freqüència que poden ser detectades per les naus espacials Pioneer i Voyager.

L'heliopausa no seria totalment circular, ja que els gasos interestel·lars que flueixen al seu al voltant donarien forma de peres. La sonda Pioneer 10 discorre per la cua de la gelada i pot no arribar al seu límit abans que acabi el seu subministrament energètic cap a 1995. En aquest moment es dedica aproximadament a 37 unitats astronòmiques i les dades que mana indiquen si l'heliopausa està a 65 unitats astronòmiques del sol.

Però el missatge que ve de Voyager és diferent. Ja s'han començat a rebre senyals de ràdio febles procedents de la zona d'heli, arribant fins a 2-3 kilohercios. Pot ocórrer que aquests senyals tinguin un origen totalment diferent, com per exemple una font de ràdio galàctica que mai s'ha trobat fins ara. Però a mesura que les naus Voyager s'allunyen, els senyals es van reforçant i si la raó és una heliopausa, això és el que esperaríem.

Tenint en compte que la densitat del vent solar disminueix uniformement amb la distància, els senyals de Voyager indiquen que l'heliopausa està situada a 46 unitats astronòmiques (direcció a la qual van els Voyagers) del sol. Si aquesta anàlisi és correcta, el vaixell que arribarà al límit de l'heli i travessarà l'espai interestel·lar no serà el més llunyà, el Pioneer 10. Es tracta d'una sonda Voyager 1, que des de fa més de sis anys es va elevant formant un angle agut fora del pla del sistema solar.

Trobar una heliopausa suposaria un gran avanç, però alguna d'aquestes naus espacials durarà tant de temps sense parar? La resposta depèn dels generadors termoelèctrics mitjançant radioisòtops de les embarcacions. Afavorint la desintegració del Plutoni-238, s'espera que els generadors de Pioneer romanguin fins a mitjan 1990 i els de Voyager fins a l'any 2012-2019. Per a l'any 2012 els dos Voyagers tindran 100 unitats astronòmiques superades i tindran probablement una heliopausa croada.

A on ens porta tot això?

Les primeres naus espacials dirigides a les estrelles humanes no són més que sondes interplanetàries escapolides. Per tant, quant ens falta per primera vegada per a construir una veritable nau interestel·lar? El viatge interestel·lar no és només una prolongació del viatge interplanetari. Aquest tipus de missió científica elaborada presenta diferències qualitatives respecte a la realitzada fins avui. La raó és l'amplitud de l'espai interestel·lar.

El nan vermell Proxima Centauri es troba a 1.3 parsec (40 trilions de quilòmetres) i forma part del sistema de triple estrella Alpha Centauri. El propi Alpha Centauri A és una estrella en forma de sol amb l'Alpha Centauri B (una mica més feble, més fred i més gran que l'Alpha Centauri) a prop.

Dins de quatre parsec tenim dues desenes d'estrelles més, la majoria d'elles nanes vermelles. L'estrella més brillant és Sirius A; una estrella vermella i blanca, acompanyada d'un nan blanc anomenat Siruis B. A més de les estrelles Sirià, dins del radi de 4 parsec tenim altres dues estrelles: Procyon A i Alpha Centauri A, més brillants que el sol.

No obstant això, en la nostra petita cantonada de la galàxia hi ha un munt d'estrelles interessants: nanes vermelles i txuris, estrelles gáridas, dobles i triples, de la classe G, de la classe F, i estrelles de la classe A, estrelles de la classe A, aquest subínano semblança a la cocció i algunes taronges i amics planetaris. Altres estrelles que són l'últim esdeveniment. Aquesta última fita és molt important, perquè una vegada en l'espai interestel·lar, probablement un dels nostres objectius és buscar nous mons i civilitzacions, no sols conèixer millor a les estrelles.

Però novament ens trobem amb l'antic problema de la distància. La velocitat més alta aconseguida fins avui per una nau espacial és de 51.800 quilòmetres per hora, el cas del Pioneer 10. Això estaria bé per a anar a planetes pròxims però no per a viatges interestel·lars. Amb una velocitat final de desplaçament d'uns 40.000 quilòmetres per hora, el Pioneer 10 trigarà més de 78.000 anys a recórrer un simple parsec!

Amb l'ajuda de la gravetat que pot tenir un gran planeta com Júpiter utilitzant coets químics convencionals, podem preveure fàcilment que la velocitat sigui deu vegades més ràpida. No obstant això, anar a l'estrella més pròxima suposa més de 10.000 anys. El que és clar és que velocitats adequades al sistema solar no són vàlides per a viatges interestel·lars. Necessitem una nova forma de propulsió totalment nova.

Projecte Daedalus

El projecte Daedalus és únic: Una nana vermella a l'estrella de Bernard en el parsec -1.8 està pensada per a arribar a una generació, explorar el sistema estel·lar i enviar informació a la Terra.

La capacitat de propulsió de la Marina Daedalus necessària per a dur a terme aquest projecte és possible gràcies a un procés ja conegut en les Ministres de Defensa de la Terra, la fusió nuclear. Però la dificultat és: Daedalus funcionarà utilitzant la fusió del deuteri i l'heli-3. El segon, l'isòtop de l'heli, és molt estrany en el nostre planeta. La recollida de les 30.000 tones necessàries per a accionar Daedalus requereix la utilització d'una font més rica, situada a uns 800 milions de quilòmetres de la freda, estranya i terrible superfície de Júpiter.

Després de vint anys d'esforç i el projecte d'enginyeria més complex mai realitzat, Daedalus es dirigeix a Júpiter per a proveir de combustible. Així comença el projecte de Bernard cap a Hissar.

El motor principal s'encendrà. A partir d'ara es dispararà dues-centes cinquanta vegades per segon i una píndola amb heli-3 gelat a la gegant golfa que porta el vaixell en la part posterior. Cadascuna d'aquestes píndoles es trobarà amb els electrons d'alta velocitat de descàrrega tancada, que són capaces de produir reaccions de fusió entre deuteri i heli-3. L'explosió de diverses tones de TNT provocarà que els productes de fusió surtin amb força de la cambra del motor i donin un impuls tremend a Daedalus.

Els motors no es detindran després d'uns minuts d'esforç, sinó que romandran en funcionament durant més de dos anys, accelerant el vaixell fins a un 7 per cent de la velocitat de llum (o 21.000 quilòmetres per segon). Llavors la primera plataforma pesada del Daedalus cau i es posa en marxa la segona. El vaixell aconseguirà una velocitat de fins al dotze per cent de la velocitat de llum en els vint mesos següents. Finalment, la segona plataforma s'esfondra i Daedalus continuarà recorrent 36.000 quilòmetres per segon durant 47 anys més. Al final d'aquesta temporada el vaixell arribarà a l'Estrella de Bernard i entrarà en la fase més important del seu viatge.

Estirant els telescopis que porta damunt i enviant sondes robots sobre els mons interessants que troba, Daedalus recopilarà dades riques sobre el Sistema Estel·lar de Bernard. Les dades que puguin ser recaptats pels éssers humans seran analitzats utilitzant un computador programat amb previsió i intel·ligència artificial. Seguint encara en la vuitena part de la velocitat de llum, enviarà a la Terra les seves anàlisis processades i elaborades. Prop de seixanta anys després de l'enlairament del seu principal motor, els controladors de viatges terrestres (o els seus fills i néts, més ben dit) podran veure el descobert per Daedalus.

Tot això, per descomptat, no serà exactament així. El projecte Daedalus és només un disseny; XX. Només una visió dels viatges interestel·lars del futur des del segle XX. El valor d'aquest pla consisteix a veure que és possible realitzar vols a les estrelles utilitzant el que no està tan lluny de la tecnologia actual. Per a començar, als viatges a les estrelles més pròximes, que duraran menys que la vida humana, podem enviar embarcacions de robots.