NeoFronteras

Comunicación interestelar con Alfa Centauri

Área: Espacio — Sábado, 1 de Julio de 2017

Se podría usar el efecto de lente gravitatoria del Sol para comunicarse con sondas interestelares.

Foto

Hace ya más de cien años que Einstein propuso la Relatividad General (RG) como esquema teórico que explicaba la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo.

Puede que la RG sea algo muy ajeno al hombre de la calle, pero no lo es desde hace años. Usted, amigo lector, a usa sin saber todos los días. El GPS de su teléfono móvil no podría funcionar con esa precisión con la que lo hace si no se hicieran correcciones relativistas basadas en la RG. A la altura a la orbitan los satélites GPS se dejan notar los efectos de un trascurso del tiempo distinto al de la superficie, algo que los relojes atómicos instalados pueden medir.

Según la RG, una concentración de masa-energía es capaz de curvar el espacio que hay a su alrededor. La luz tiene que seguir ese espacio curvado, por lo que se puede medir el efecto. Esto se puede apreciar en cómo cambian las posiciones de las estrellas durante un eclipse de Sol, tal como en su día mostró Arthur Eddington.

El telescopio espacial Hubble ha descubierto muchas lentes gravitacionales espectaculares. ¿Qué es una lenta gravitacional en este constexto? No es más que una alineación entre nosotros como observadores (en realidad el Hubble), una gran masa galáctica (un masivo cúmulo de galaxias) y una fuente de luz lejana detrás de todo ello (generalmente una galaxia).

La luz de la galaxia lejana pasa cerca del cúmulo y es desviada por el espacio curvado que hay alrededor el cúmulo. Dependiendo de cómo de buena sea la alineación, la galaxia lejana se ve deformada de una u otra manera, generalmente con forma de arco. Si el cúmulo fuera una esfera perfecta y la imagen de la galaxia lejana un círculo, entonces veríamos esa galaxia lejana como una circunferencia alrededor del cúmulo.

Estas lentes gravitatorias nos permiten echar un vistazo al borde del Universo y saber cómo eran las primeras galaxias que se formaron y que ya tienen una velocidad de recesión gigantesca debido a la expansión del Universo. Una lente gravitatoria funciona como el mayor telescopio que podamos usar jamás, un telescopio de tamaño galáctico.

Hace ya tiempo se propuso usar el Sol y este efecto para ver exoplanetas lejanos. Para ello habría que situar un telescopio espacial lo suficientemente lejos del Sol como para aprovechar el campo gravitatorio de este como una gigantesca lente. Ahora se propone usar este fenómeno para poder recibir señales de ondas electromagnéticas de una posible sonda que se envíe al sistema de Alfa Centauri.

El problema es que para poder recibir una señal de radio de un vatio enviada desde poco más de 4 años luz se necesitaría una antena parabólica colectora de 53 km de ancho, algo que sería muy caro y poco práctico. Se puede enviar una señal más fuerte, pero los planes existentes que pretenden enviar allí nanosondas no incluyen una alta potencia de transmisión.

Michael Hippke, un astrofísico que hace ciencia en su ratos libres de forma independiente, propone usar el Sol como lente para facilitar la comunicación interestelar.

Para ello habría que situar una antena a 90.000 millones de km del Sol en dirección opuesta a Alfa Centauri. Es una distancia más de cuatro veces mayor a la que se encuentra la Voyager I, que se lanzó hace 40 años. A esa distancia se optimizaría el efecto de lente gravitatoria.

Aunque hacer algo así no necesita de nueva tecnología, no es algo que sea sencillo. Además de alcanzar esa distancia colosal, lo debería de hacer en un tiempo prudencial. Turyshev dice que usando el efecto de honda gravitatoria del Sol se podría alcanzar ese objetivo en 25 o 30 años. La antena-sonda no necesitaría reducir su velocidad al llegar, pues el efecto de lente gravitatoria se mantendría hasta los 300.000 millones de km de distancia.

Con este sistema de comunicación se podrían enviar sondas interestelares que no tuvieran un transmisor muy potente. La tasa de transmisión de datos sería tan alta que permitiría el envío de fotos y vídeo, aunque, claro está, se tardaría más de 4 años en recibir la señal desde que fuera enviada.

La propuesta Breakthrough Starshot que pretende enviar estas nanovelas láser de unos pocos gramos cada una se podría beneficiar de este sistema de amplificación.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5621

Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: NASA/GSFC/SDO.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

9 Comentarios

  1. Dr. Thriller:

    Bueno, un telescopio por lente gravitatoria desde luego puede usarse para muchísimas más cosas que esto, todas en el reino de lo técnicamente factible (pero enormemente caro, aunque nunca tanto como destrozar el planeta o enviar países a la Edad Media, física, económicamente, o de ambas maneras). Da para reflexionar que “venda” más la utilidad para comunicaciones que para ciencia pura.

    Es más, para ciencia pura ni siquiera sería necesario ponerlo tan lejos.

  2. Dr. Thriller:

    Para más cosas, obviamente las dos que el artículo cita, buscar exoplanetas (factible) y recibir señales de sondas extrasolares (de momento no factible).

  3. Dr. Thriller:

    …obviamente QUE las dos…

    Tenemos la semana…

  4. Gerardo:

    Según leí en alguna parte, NO es factible usar al sol como lente gravitatoria de un telescopio gigante. Al menos no es economicamente posible.

    El motivo es el enfoque: para ver nitidamente un objeto especifico (una estrella por ejemplo), tendrias que ubicar el telescopio/satelite/sonda en una posición “super-precisa”, en el PUNTO FOCAL.

    No basta con enviar a ese lugar remoto y lejano a la sonda, TAMBIEN DEBES UBICARLA MUY EXACTAMENTE EN EL PUNTO FOCAL (recuerda que el sol va a actuar como “lente”), y no puede moverse, al menos durante una toma de datos.

    IMAGINA LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE QUE DEBE LLEVAR PARA REALIZAR LAS MANIOBRAS.

    Es decir: no se puede hacer lo que se hizo con pluton: se manda la sonda a pasar a altas velocidades sin intentar frenar: DEBES IR MUCHO MÁS LEJOS, Y DEBES PODER MANIOBRAR CON MUCHA PRECISIÓN.

    Lo más que se puede realizar es que mientras va viajando la sonda, se enfoca “lo que se puede”, es decir, lo que la trayectoria enfoque, eso es lo que se tiene, mientras dure el enfoque, o por nombrar un simil: sería como tener un telescopio montado en un autobus

  5. Gerardo:

    Aclaro: mi comentario anterior es sobre usar el sol COMO TELESCOPIO, ahora usar el sol como parabolica gigante para comunicaciones seria otra historia

  6. Raul:

    He entendido hasta cierto punto todo lo relacionado con el receptor, sin embargo no entiendo el tema de la señal. Qué tipo de señal quieren usar? Entiendo que si hablan de 4 años hasta alfa centauri estamos hablando de ondas gravitacionales, pero ¿existe alguna teoría de cómo se pueden generar o das gravitacionales para mandar “video”?

  7. Tomás:

    Raul: como no tenemos forma de crear ondas gravitacionales, parece evidente que habrían de ser señales electromagnéticas, que viajan a la misma velocidad.

  8. JavierL:

    Sacando un poco de cuentas, si nos llevaría 30 años velar la zona a su posición a 90.000 millones de km… Y podría mantener el efecto de lente hasta los 300.000 millones de kilómetros sin necesidad de frenar implicaría que casi un siglo podría estar recibiendo datos…

    Es muy interesante porque no se necesita ubicarla en un punto preciso, sino mantener una trayectoria. Si no hay interacción gravitatoria con otros cuerpos no habría que hacer ajustes. Pero tomando en cuenta los gases espacios entre los cuerpos serían pocas interacciones…

    Así que si me parece factible…

  9. Dr. Thriller:

    Gerardo,
    http://en.wikipedia.org/wiki/FOCAL_%28spacecraft%29

    Tecnológicamente es viable incluso hoy, a 550 UA de distancia la precisión no va a ser precisamente un problema. El tiempo de navegación para enfocar blancos sí que lo sería.

    El problema es que a medio plazo, se pueden obtener resultados similares seguramente con proyectos más próximos y considerablemente más baratos. Como inyectar una sonda (y frenarla una vez llegado al punto focal) en un tiempo razonable requiere unos costes energéticos brutales (supongo que para que un tinglado funcione allá arriba, mínimo un reactor nuclear), todo esto no tiene mucho sentido. Es como plantearse en el siglo XIX poner un telescopio en la Antártida, probablemente podrían hacerlo pero es que para ná, ya se sabe: es tontería. Hoy, sin embargo, están desplegando uno brutal los de siempre. Los chinos, sí, esos. Sí, en un sitio donde en verano están a -80º. Es que si no, no tiene provecho.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.