Dificultades para salir de las supertierras
Una civilización tecnológica que habite en una supertierra lo tendría muy difícil a la hora de tener satélites de comunicaciones o misiones científicas espaciales.
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En las últimas dos décadas los humanos hemos descubierto miles de exoplanetas.
La gran variedad de planetas encontrados nos dice que otros sistemas planetarios son muy distintos al nuestro y que los planetas que los componen también pueden ser muy distintos a los de nuestro Sistema Solar.
Hay un tipo de planeta en especial que ha llamado la atención a los astrofísicos: las supertierras. Estos planetas son planetas rocosos un poco más grandes que nuestra Tierra, pero más pequeños que gigantes gaseosos como Urano o Neptuno. No tenemos ningún ejemplo de supertierra en nuestro Sistema Solar.
Los métodos de observación que nos permiten detectar o inferir los exoplanetas tiene sesgos que nos impiden detectar todos los planetas existentes. Estos métodos priman planetas grandes y pesados que orbiten cerca de su estrella. El telescopio Kepler, que pretendía descubrir Tierra II en unos cuantos años, no pudo hacerlo por falta de datos al fallar demasiados volantes de inercia, algo que le obligó abandonar su misión inicial antes de tiempo.
Muchos de los planetas en la zona de habitablidad, en donde el agua puede estar en estado líquido, han sido descubiertos orbitando enanas rojas. Simplemente, a la distancia a la que se encuentran producen muchos tránsitos en poco tiempo que permiten inferir su órbita y tamaño planetario. El método de velocidad radial proporciona, además, su masa. Todo junto ayuda a la hora de saber su densidad y, por tanto, si es rocoso o no.
Posiblemente haya planetas como la Tierra orbitando estrellas de tipo G como el Sol, pero, de momento, no tenemos tecnología para detectarlos. Puede que incluso también haya supertierras en la zona de habitabilidad de ese tipo de estrellas.
Por tanto, nuestro muestrario de planetas interesantes para la vida se circunscribe a planetas rocosos como la Tierra o mayores que orbitan alrededor de una estrella enana roja o estrella de tipo M.
En un alarde de optimismo se llegó a proponer en su día la existencia de planetas superhabitables. Serían supertierras en la zona de habitabilidad de una enana roja. Bajo esas premisas, el planeta podría mantener esas condiciones propicias para la vida durante mucho más tiempo, por su tectónica prolongadas y porque su densa atmósfera les protegería de las radiaciones de su estrella y la misma atmósfera tampoco se perdería. Además, las enanas rojas duran mucho tiempo, de hecho a ninguna que se haya formando le ha dado tiempo a extinguirse desde que comenzó el Universo. Algunas pueden brillar durante billones de años. Bajo estas condiciones tarde o temprano aparecería la vida y una civilización avanzada. Podemos imaginar entonces una civilización avanzada y longeva viviendo en uno de estos planetas semieternos.
El precio a pagar es que estos planetas tienen masas bastante mayores que la Tierra, lo que quiere decir campos gravitatorios más intensos y velocidades de escape mayores. Así, por ejemplo, una supertierra un 70% más ancha que nuestro mundo es 10 veces más masiva, es lo que tiene la ley matemática del volumen. Es el caso de Kepler-20b, que está a 950 años luz de nosotros.
Según un estudio reciente, un civilización de este tipo lo tendría mal a la hora de tener satélites artificiales o cualquier otro tipo de viaje a la órbita y más allá con cohetes químicos. La gravedad y su ubicación no lo ponen fácil.
Nosotros, en este aspecto, somo afortunados. Bastan unos 7 km/s de velocidad para poner un satélite en órbita y 11 km/s para abandonar la Tierra, al ser esa su velocidad de escape. La velocidad de escape del Sol, a la distancia de la Tierra del mismo, es además de sólo 42 km/s. Todas estas velocidades se pueden conseguir con propulsión cohete química más técnicas de asistencia gravitatoria gracias a otros planetas. Esto nos ha permitido tener satélites de comunicación y explorar el Sistema Solar con sondas automáticas, incluso nos ha permito abandonar el mismo. Es técnicamente posible realizar una misión tripulada a Marte con este tipo de tecnología.
La propulsión química se basa en combinar un combustible y un oxidante que generen una reacción química potente que caliente mucho el resultado de la misma. Cuanto más caliente mejor, pues eso ayuda a tener un chorro de gas a gran velocidad. Por la tercera ley de Newton, esta acción produce una reacción de sentido contrario que hace avanzar al cohete, que va ganado velocidad hasta que se agotan los propergoles. Pero la energía liberada químicamente tiene un límite y la velocidad de expulsión de gases, por tanto, también.
La conservación del momento nos dice que la velocidad terminal para un cohete será proporcional a la velocidad de los gases expulsados multiplicado por el logaritmo natural de la razón entre la masa inicial y final del cohete. Como la velocidad de los gases está limitada a unos pocos km por segundo, la velocidad de final del cohete también lo estará. Naturalmente, se puede conseguir una ventaja extra fabricando cohetes por etapas, que es una manera de deshacerse del peso muerto.
Estas restricciones nos dicen que no es rentable conseguir una velocidad final que sea mayor de un orden de magnitud de la velocidad de expulsión de los gases. Por lo que los cohetes químicos sólo pueden proporcionar unos pocos km/s. Pero son suficientes para abandonar la Tierra si vamos por encima de 11 km/s.
La masa de la Tierra, su tamaño y densidad terminan la velocidad de escape dada antes. Es suficiente para retener la atmósfera, pero no tanto que nos impida viajar al espacio. Marte, por el contrario, tiene un tamaño menor y, por consiguiente, una velocidad de escape menor, por eso se ha quedado prácticamente sin atmósfera. Básicamente, la velocidad de las moléculas de aire puede ser superior a la de escape y estas terminan en el espacio.
El nuevo estudio analiza lo que pasaría en esas supertierras de las que hemos hablado. Para un equivalente a las misiones Apolo un civilización que viviera allí requerían de un cohete con un peso de 400.000 toneladas, que es el peso, más o menos de una de las pirámides de Giza en Egipto. El viaje al espacio sería increíblemente caro, por no decir imposible con combustibles químicos. Podrían usar propulsión nuclear, pero a costa de contaminar con radiactividad su planeta o tener un accidente fatal. Este tipo de civilización no tendría televisión por satélite, ni GPS ni nada por el estilo. Tampoco tendrían un telescopio espacial como el Hubble que les permitiera ver el Universo sin su densa atmósfera, ni tampoco misiones robóticas a sus planetas vecinos. Esos habitantes estarían encarcelados por siempre en su planeta.
Así, por ejemplo, en el caso de Kepler-20b mencionado al principio, la velocidad de escape es 2,4 veces la de la Tierra, es decir, 26,9 km/s. Visto así, nosotros hemos tenido suerte, pues no solo podemos ir allá fuera, sobre todo, podemos hacer mejor ciencia.
Para poder lanzar el telescopio James Webb a nosotros sólo nos basta con el cohete europeo Arian, una hipotética civilización de una supertierra requeriría un cohete que consumiera 55.000 toneladas de combustible.
Pero, además, se las tendrían que ver con la velocidad de escape de su estrella que depende de la distancia a la misma y, si se trata de una supertierra habitada, estará en la zona habitable, que, en el caso de una enana roja está muy cerca de la estrella según nuestro estándar. La velocidad de escape va con la raíz cuadrada de la masa sobre la distancia. Así que, paradójicamente, es más fácil para nosotros huir del influjo gravitatorio del Sol que para los habitantes de una exoplaneta alrededor de una enana roja, pues estos están muy dentro del pozo gravitatorio de su estrella, aunque su campo gravitatorio sea menor.
Así, Proxima Centauri, tiene una masa de un 12% de la del Sol, pero el planena Proxima b está veinte veces más cerca de su estrella que nosotros de la nuestra. Para sus hipotéticos e imposibles habitantes, pues la actividad de Proxima Centauri es tan intensa que esteriliza a Proxima b, la velocidad de escape de su estrella es de 65 km/s. La relación entre la masa de los propergoles de un cohete químico y la masa de la carga de pago de una misión automática de exploración por o fuera de su sistema sería de miles de millones a uno. En este caso se requeriría un cohete con la potencia de la lanzadera espacial para enviar 1 kilogramo de carga.
Obviamente, una vez ahí fuera se podrían usar otros tipos de propulsiones, desde la nuclear a las velas láser, además de aprovechar las maniobras de asistencia gravitatoria si hay otros planetas en el sistema, algo, esto último, que sí se podría hacer bien en el sistema TRAPPIST-1.
La peor combinación sería una supertierra en la zona habitable en una estrella enana roja de poca masa o, pero aún, una enana roja ultrafría como la de TRAPPIST-1, con una masa de sólo un 9% la del Sol. En este caso les costaría salir de su planeta y del pozo de gravedad de su estrella.
Así que ese supuesto paraíso casi eterno de un planeta superhabitable sería, en realidad, una cárcel que impediría salir a sus habitantes e incluso hacer ciertos tipos de ciencia. Nosotros, en este caso, somos más afortunados… O no.
La realidad es que, pese a las ventajas de la ciencia y los satélites de observación, que nos dicen que estamos destruyendo el clima y la biosfera terrestres, los humanos nos comportamos estúpidamente y, en lugar de resolver los problemas que estamos creando, soñamos con colonias en un planeta horrible como Marte o, peor aún, en salir en un viaje imposible hacia otros sistemas planetarios de biología seguro que incompatible y sometidos a tal cantidad de radiación que ni el tardígrado más fuerte lograría sobrevivir. Los habitantes de una supertierra, por el contrario, aceptarían su sino y trataría de cuidar su única casa en el cosmos. No les quedaría más remedio.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Artículo de broma del mismo autor.
Ilustración: NASA Ames/SETI Institute/JPL-CalTech.
33 Comentarios
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jueves 26 abril, 2018 @ 12:28 am
¿Y si en vez de cohetes, se usan planeadores con alas?
jueves 26 abril, 2018 @ 12:53 am
Como dice M.A., hay opciones. Es sorprendente lo miopes que pueden llegar a ser. Aparte que en la Tierra es viable usar globos meteorológicos para lanzar pequeños cohetes desde 50 km de altura, con la ventaja de que no tienen que vencer el rozamiento atmósferico desde el nivel del mar que es buena parte de la energía consumida (a sumar a la gravitatotia), y con la limitación de unos 100 kg de carga útil. Pero con la miniaturización actual no son necesarios mamotretos de toneladas.
Por otro lado, cohetes de propulsión nuclear (propulsión, tal cual) siempre han estado encima de la mesa, desde luego en los EEUU hace más de 50 años que se dedicaron ingentes recursos económicos al tema. Si no fue adelante es por el problemilla del escape y que el coste no compensa respecto a la energía química. Pero por cierto que el enlace químico no ha dicho la última palabra, es perfectamente posible diseñar reactantes que liberen cantidades impensables, el tema nuevamente es económico, es decir, dependería de los recursos disponibles y la organización, social o no, de esos presuntos alienígenas.
Es posible que se necesitase una tecnología más refinada, eficiente y sofisticada, y en ese aspecto, es más bien para reflexionar el argumento contrario, que teniendo nosotros (aparentemente) más facilidades, no se diría que sepanos aprovecharlas. Pero sospecho que esto todo es superfluo, seres en esos mundos serán radicalmente diferentes, tanto como para vivir adaptados a esos mundos. Por poder, podrían haber dicho que su arquitectura sería muy chunga, que lo sería, porque incluso el acero en esas condiciones como que no da mucho margen.
jueves 26 abril, 2018 @ 12:53 am
Como dice M.A., hay opciones. Es sorprendente lo miopes que pueden llegar a ser. Aparte que en la Tierra es viable usar globos meteorológicos para lanzar pequeños cohetes desde 50 km de altura, con la ventaja de que no tienen que vencer el rozamiento atmósferico desde el nivel del mar que es buena parte de la energía consumida (a sumar a la gravitatotia), y con la limitación de unos 100 kg de carga útil. Pero con la miniaturización actual no son necesarios mamotretos de toneladas.
Por otro lado, cohetes de propulsión nuclear (propulsión, tal cual) siempre han estado encima de la mesa, desde luego en los EEUU hace más de 50 años que se dedicaron ingentes recursos económicos al tema. Si no fue adelante es por el problemilla del escape y que el coste no compensa respecto a la energía química. Pero por cierto que el enlace químico no ha dicho la última palabra, es perfectamente posible diseñar reactantes que liberen cantidades impensables, el tema nuevamente es económico, es decir, dependería de los recursos disponibles y la organización, social o no, de esos presuntos alienígenas.
Es posible que se necesitase una tecnología más refinada, eficiente y sofisticada, y en ese aspecto, es más bien para reflexionar el argumento contrario, que teniendo nosotros (aparentemente) más facilidades, no se diría que sepanos aprovecharlas. Pero sospecho que esto todo es superfluo, seres en esos mundos serán radicalmente diferentes, tanto como para vivir adaptados a esos mundos. Por poder, podrían haber dicho que su arquitectura sería muy chunga, que lo sería, porque incluso el acero en esas condiciones como que no da mucho margen.
jueves 26 abril, 2018 @ 1:26 am
¿Y un ascensor espacial?
Una duda: si hablamos de combustibles, ¿tendría que ser obligatoriamente un planeta con oxígeno, o también cabe que sea otro gas el catalizador?
jueves 26 abril, 2018 @ 2:17 am
Parece buena tu idea de los globos aeróstáticos, Dr, Thriller aunque solo fuese para eleavar unos pocos kilos de aparataje.
Otro abrazo.
jueves 26 abril, 2018 @ 9:36 am
No recuerdo ahora, en realidad hay bastantes proyectos, hasta demasiados, sucede que obviamente no todos ni mucho menos llegaron siquiera a tener financiación significativa. P.ej. leí hace poco que en la URSS llegó a haber planes para un bombardero de propulsión nuclear, si esto se planeó allí es obvio que tuvo sus contrapartidas en otros estados.
https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Pluto
En principio, por supuesto para ICBMs. Creo que la contraparte soviética fue el YaR. No llegaron a volar porque la propulsión química era más que suficiente, aunque Putin ahora tiene un drone submarino nuclear y debe tenerlo, visto como han amansado en el otro lado. De todas estas historias el resultado más tangible fue cuando probaron el reactor Kiwi en Nevada, creo que fue, por la temperatura y lo chapucero del diseño se les empezaron a fragmentar las barras de combustible (nuclear) y a salir por la tobera hacia la atmósfera, así que pararon el reactor claro.
Recientemente se ha especulado con el uso de hidrógeno metálico para los lanzadores. Especulación, naturalmente.
Un ascensor espacial sí es algo inviable para nuestra tecnología incluyendo la platónica. No hay ningún material que pueda llegar a resistir las tensiones.
En último hablamos de energía. Teniendo energía no hay barrera que valga, y obviamente de capacidad organizativa. Economía. Esto una vez más es otra prueba psicológica, que revela nuestros límites, no los límites ajenos. Es que es posible que un contacto con una civilización ET nos produzca un impacto fatal, no es fácil para una especie tan dada a la arrogancia cultural al menos en su organización social presente asimilar que haya otras que sean una fracción de estúpidas. Y a la tecnología, como fenómeno cultural que es, la tenemos muy deificada.
jueves 26 abril, 2018 @ 9:44 am
Es más, yo siempre he visto la paradoja de Fermi como un mal perder. Como la excusa barata de «mal de muchos consuelo de [aquí su epíteto favorito]». Como el estudiante frustrado ante un examen realmente difícil que se regodea en la hemorragia de reprobados. Que no hubiese ETs no sé si realmente prentende revalorizar nuestra existencia o más bien justificar nuestras estupideces. Me da que en plano profundo, lo segundo, y obviamente, va a ser que no estamos ni capacitados para verlas.
jueves 26 abril, 2018 @ 9:45 am
Muchas gracias Sr NeoFronteras por poner a nuestro alcance conocimientos tan sumamente interesantes como el de este post, o el del anterior “Deducen filamentos cósmicos”
Estoy seguro que somos muchos los lectores fieles y silenciosos que los leemos atentamente, reflexionamos sobre ellos y cumplimos con el fin para el que usted escribe: aprendemos Ciencia en ellos.
Tenemos en gran estima su trabajo, por favor que no le desalienten posibles apariencias de baja significación estadística, muchas gracias por divulgar Ciencia y Tecnología y ánimos para continuar.
jueves 26 abril, 2018 @ 11:12 am
He de discrepar con el artículo en que una anchura del 70% más le otorgue ser 10 veces más masiva:
Masa de la Tierra según Wikipedia, para ahorrarme cálculo: 5,9736 x 10^24 kg.
Volumen de la supertierra: (4/3)(pi)/(1,7 x 6371.000 m)^3 = 5,322 x 10^21 m3 = V;
Masa de la supertierra: V x 5515 kg/m3 = 2,935 x 10^25 kg
Relación: Supertierra/Tierra = 2,935 x 10^25 kg / 5,9736 x 10^24 kg = 4,9. O sea unas cinco veces más pesada, no 10 veces más. He supuesto la misma densidad porque no creo que ese mayor volumen y, por tanto gravedad, le proporcione una densidad del doble o cosa así.
Es que no soy menos mosca cojonera que Dr., que ya es decir.
jueves 26 abril, 2018 @ 12:08 pm
El cálculo de tomás es correcto, si la densidad fuese la de la Tierra, 70% más de diámetro implica 4.9 veces la masa de la Tierra.
Lo de 1.7 radios terrestres y 10 masas terrestres lo dice el paper original y don Neo se limita a no alterarlo:
https://arxiv.org/abs/1804.04727
El paper original toma como base el planeta real Kepler-20 b en el que se ha medido un radio de 1.868+0.066-0.034 radios terrestres y una masa de 9.70+1.41-1.44 masas terrestres, es decir una densidad de 8.2+1.5-1.3 g/cm^3, cuando la densidad de la Tierra es 5.51 g/cm^3
Partiendo de estos datos reales, el autor del mencionado documento los “redondea al alza para resaltar aún más sus propósitos”, convirtiendo el radio de 1.868 en 1.7 y la masa de 9.7 en 10. Y hace los números a partir de estos parámetros, repito NeoFronteras se limita a reproducirlos según constan en el original.
Puestos a redondear «arrimando el ascua a mi sardina», tal vez hubiese sido menos arbitrario que el autor hubiese usado 1.868-0.0034=1.834 para el radio y 9.70+1.41=11.11 para la masa.
Saludos.
jueves 26 abril, 2018 @ 1:03 pm
Bueno, vivirán más con los pies en el suelo, a diferencia de nosotros que seguimos soñando con los viajes interestelares, en plan Star Trek y Star War, Flash Gordon, (Space Opera). No verían estrellas brillar en el cielo, ni seguirían sus movimientos; quizás no podrían orientarse por la noche, ni predecir épocas de cosechas, sequías, abundancias de lluvia. O a lo mejor, salvo lo de orientarse por la noche, harían lo demás de diferente forma. Pero no estarían buscando exoplanetas, enviando sondas automáticas a otros planetas de su entorno. Sería una ciencia centrada en el mundo en el que viven y habitan.
Como leí una ve en un blog, » ¿Emigrarán los seres humanos a otros planetas?
La respuesta, en breve, es no. Mucho la matiza Spier, hasta extremos casi ridículos, especulando con la posibilidad improbable de un viaje interestelar que (en cualquier caso) seguiría dejando en la Tierra a la totalidad de la especie humana en bloque, y que no resolvería nada sino una precaria continuidad de algunas tradiciones culturales. Ni eso, habría que decir. Un puñado de astronautas no podrían, ni con auxilio informático, mantener una compleja tradición cultural, que depende de una amplia población y una extensa organización social. Serían a la vez los últimos hombres y los nuevos primitivos, antes de su muerte fría que sería más temprana que tardía.
Pero no sucederá, ni siquiera ese epílogo de la historia. No disponemos de la tecnología y de la energía necesaria para impulsar ese viaje, y con toda seguridad nunca dispondremos de ellas. No habrá naves interestelares, pues sólo el derroche industrial del siglo XX ha hecho posibles nuestras diminutas incursiones en el vecindario extraterrestre. Para recorrer el futuro precario, la Tierra es nuestra única nave espacial, y el destino de una hipotética nave o flotilla interestelar no haría sino remedar, en versión abreviada y a modo de farsa tecnológica, un grotesco théâtre de la cruauté, la tragedia de la historia humana. Las dejaremos esas naves para el cine, compensación imaginaria, y ya tenemos en cualquier caso las Historias Futuras de Olaf Stapledon y otros a modo de consuelo. Pronto tendremos otros asuntos que resolver, y otros futuros más apremiantes. He de decir que Spier también concluye, con lúgubre parquedad, que esos sueños de la razón no son sino sueños de la imaginación: «en la actualidad, no se dan las circunstancias Goldilocks necesarias para la realización de viajes espaciales a largas distancias» (427).
Los viajes a las estrellas son una fantasía de la era industrial, del mismo modo que el Más Allá era una fantasía de la era de la servidumbre. Huímos a los cielos—pero sólo en la imaginación. Muchos no lo han entendido aún.» http://vanityfea.blogspot.com.es/2011/10/somos-siete-mil-millones.html
Como en la película de la Fuga de Logan, de Michael Anderson, no hay renovación de los ciudadanos en la Ciudad de las Cúpulas (el Más Allá). Tampoco hay ningún Santuario (el Viaje a las estrellas de la Sci.Fi). El Santuario, solo era una forma de evadir nuestros propios temores, pero que en realidad no existe, como explicaba Logan 5 a Jesica 6, en la película, cuando llegaron a una ciudad de Washinton, en ruinas, y solo encontraron gatos que vivían con un viejo, que no había visto a ninguna otra persona, en años, viviendo entre ruinas de lo que una vez fue, una gran ciudad, con sus jentes, llena de vida.
Otro reportaje sobre el tema: https://elpais.com/sociedad/2012/06/26/actualidad/1340737773_603506.html
jueves 26 abril, 2018 @ 5:45 pm
Miguel Ángel:
Con un ascensor espacial a lo máximo que se puede aspirar es a ligar con cables un satélite a la superficie de la Tierra. Pero los satélites dan vueltas alrededor de nuestro planeta, por lo que resulta imposible atarlos a la Tierra para tenerlos quietecitos.
Se podría pensar ( ya se pensó hace bastante tiempo) en un satélite que siguiera una órbita geoestacionaria, es decir que daría vueltas alrededor de la Tierra al mismo tiempo que ésta rota, siempre, tal satélite estaría por encima del mismo punto de la Tierra. Pero ni siquiera este tipo de «ascensor espacial» que conectaría Tierra-satélite es ahora mismo posible.
Los satélites geoestacionarios suelen orbitar a una altura de unos 35.000 kilometros no hay material alguno, lo suficientemente ligero y resistente como para soportar el peso de cables con tales longitudes, ni siquiera los nanotubos de carbono.
Y además la gravedad tiraría de los cables con tanta fuerza que posiblemente el satélite atado al ascensor espacial, de no poder hacerle ganar altura mediante algún tipo de maniobra, acabaría estrellado contra la Tierra.
En definitiva, q
jueves 26 abril, 2018 @ 5:47 pm
¡vaya! saltó la cosa.Bueno, decía que en definitiva y según este estudio, nunca nos va a poder visitar «marcianos».
Saludos, Miguel Angel.
jueves 26 abril, 2018 @ 9:54 pm
Michael Hippke juega un poco con los números, efectivamente. Un ejemplo más del problema del «burro esférico». Pero da igual, al usar un ejemplo como Kepler-20b, seguro que podemos encontrar casos con esa masa igual a 10 veces la terrestre, aunque pueden ser minineptunos y la hemos liado.
Sobre el resto, unas precisiones:
Los propergoles químicos están muy estudiados y no dan mucho más de sí, aunque se usen casos exóticos ya estudiados hace décadas:
https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660014560.pdf
Algunos son tripropelentes con litio, fluor e hidrógeno. No se gana mucho, son inseguros y por eso no se usan.
Los motores térmicos nucleares tampoco es que sean mucho mejores que los químicos y sueltan radioactividad. Además, ¿qué se hace con la primera fase?, ¿se deja que se estrelle por ahí? Nerva o los aviones con motor térmico nuclear no se desarrollaron por razones de seguridad, pero se estudiaron a fondo.
El ascensor espacial no funciona en la Tierra porque no hay material que aguante la tensión. Además, no se puede construir desde el suelo, sino desde el espacio.
La atmósfera de una supertierra será más densa, pero eso no facilita la subida al espacio, la dificulta aunque se usen aviones o globos. La densidad y grosor de una atmósfera no cambia la velocidad de escape. De nada sirve subir arriba si no se tiene la velocidad suficiente. El espacio está muy cerca, a sólo 100 km de nosotros.
jueves 26 abril, 2018 @ 11:11 pm
El argumento de la tecnología es un arma de doble filo. En el pasado se argumentaban imposibilidades técnicas de la cual la guinda fue aquel astrónomo británico que el mismo día que entraba en órbita el Sputnik declaraba una vez más la imposibilidad del viaje espacial. Es cierto que hoy conocemos mucho mejor y de forma bastante definitiva las leyes de la física que regulan las mecánicas orbitales, cosa que en el pasado no y no era posible debatir sobre el asunto en condiciones, pero cómo y de qué manera podemos disponer de la energía, si la tenemos, eso no está, aún, escrito en piedra.
En términos prácticos, para poner un objeto en órbita en un planeta x hay que disponer de una energía y. Lo primero es disponer de esa energía, en la Tierra es colosal, pero está al alcance de cantidades relativamente asequibles de baterías, llamémoslo así, de enlaces químicos. Por otro lado, no conocemos otro sistema de propulsión que el de acción y reacción, lo que implica que a velocidades «bajas» (hipersónicas) de salida de los productos, la cantidad de materia debido al momento tiene que ser enorme, de ahí que en cualquier cohete químico la masa de los propulsores químicos sea del 90% o más. Obviamente si incrementamos la velocidad de salida a barbaridades será necesaria menor cantidad de masa, pero el entorno va a quedar como de perlas. Esto es lo que hay en el sentido de que no conocemos otra cosa.
Quiero decir con esto que si se trata de desbocar la imaginación, podemos sacar a pasear el hidrógeno metálico, la antimateria (sospecho que no llegaría la pirámide de Keops en este caso para crear un casco blindado decentemente), literalmente pequeñas explosiones nucleares de fisión a popa (sí, esto fue un concepto del Pentágono) y cualesquier salida de madre que se nos antoje, incluyendo cañones electromagnéticos a lo Jules Verne que sean capaces además de abrir un túnel de vacío en la atmósfera, cosa que fue contemplada durante el festival de subvenciones conocido como la reaganiana Guerra de las Galaxias, aunque esos túneles en principio sólo tenían un ancho para haces de partículas. Como abogado del diablo, yo tengo que contemplar todas las opciones por muy descabelladas que se nos antojen, y concluir que el autor del artículo debe *probar* que no es posible, cosa que no puede y no hace, y se limita a decir que desde nuestros conocimientos, parece que la cosa tiene mala pinta.
Que tiene mala pinta es obvio, porque posiblemente la superficie de un planeta así pueda estar empobrecida de elementos fisibles, p.ej., que se hayan hundido en su manto a profundidades inalcanzables. Pero a fin de cuentas, entiendo que estamos especulando, y como las especulaciones las carga el diablo, creo que necesita un abogado. Aunque sólo sea por discrepar.
Una última reflexión. Se habla mucho de cómo sería la astronomía en esos mundos extrasolares, es perfectamente posible que ni siquiera puedan ver las estrellas, en Venus p.ej. no se pueden. Pero, salvo que tengan una rotación totalmente sincronizada, es de suponer que podrán ver su estrella (o -s, si s el caso), y que, más complejo o más simple, esa estrella dibujará el pertinente analema en el cielo cada revolución. Cada planeta de nuestro sistema tiene el suyo, como su firma personal (hasta Venus). Que los humanos hayamos sacado nula información de nuestro analema (o de tantas otras auroras boreales), es cosa nuestra, y a veces parece obvio distinguir con claridad percepción de la ley de la ley misma, yo me guardo la cartera al respecto. Todos los abogados lo hacen.
Lo que no quita que esté diciendo una sarta de sandeces, por supuesto. Pero alguien tiene que decirla.
jueves 26 abril, 2018 @ 11:12 pm
Muy agradecido por las aclaraciones, queridos Neo y Lluís. Y más abrazos.
viernes 27 abril, 2018 @ 7:46 am
Amigo Luis y ¿no podría ser ese ascensor espacial un satélite cuyo canje descienda sólo hasta una altura donde un avión pueda cargar material? En ese caso no tendría que tocar tierra
viernes 27 abril, 2018 @ 8:21 am
Por el 10 de Albert: Gracias por tu investigación. Es que redondeando y multiplicando pueden hacerse muchas trampas. Tampoco el artículo habla de una densidad tan alta. El núcleo ha de ser muy grande en esa supertierra.
En resumen, gracias.
viernes 27 abril, 2018 @ 8:36 am
A JavierL: Si es un avión no podríamos hablar de un satélite geoestacionario. En todo caso un helicóptero. Pero se me hace muy difícil la cosa, porque, aunque el heli- pudiera alcanzar los 8000 m de altura, el colgante tendría -según el 12 de Lluís-: 35000 – 8000 = 27000 m, que tampoco hay material que lo resista. Pero es que pienso que la velocidad angular del satélite y la del extremo inferior han de ser distintas, ya que para algo que esté más cerca, la velocidad ha de ser mayor.
Saludos.
viernes 27 abril, 2018 @ 9:54 am
Por centrar un poco el debate, pienso que un poco definitivamente.
Cuando Jules Verne escribió de la Tierra a la Luna ya sabía que su propuesta era inviable. No es factible crear un cañón que dispare proyectiles a esa velocidad dadas las demandas de evacuar calor y ondas de choque, o mejor dicho, es factible pero que su integridad permanezca tras el disparo no. Por otro lado, un objeto moviéndose a 28.000 km/h (en realidad habría que dispararlo a más) a nivel del mar, pues simplemente cualquier material conocido se desintegra, es decir, tenemos una explosión quasi nuclear. Por no hablar de la aceleración del proyectil en el tubo del cañón.
Verne sabía todo esto, así como posiblemente la cantidad de energía aproximada a poner en juego. Había dos opciones, que el proyectil se autopropulsase, o que fuese propulsado de forma externa y ajena a él. Como vivía de vender libros y conocía a su público, imagino que le pareció, para la popularidad de la tecnología de entonces, más fácil «colocar» la inyección externa que un mecanismo interno que sería totalmente nuevo y desconocido, a pesar de la pirotecnia.
En el caso que nos ocupa pasa lo mismo. Dados los requerimientos energéticos parece que necesitamos tecnologías completamente desconocidas para nosotros para orbitar el proyectil, si este se autopropulsa, incluyendo hacerlo despegar desde cierta altura desde algún otro mecanismo (p.ej. como en la Tierra, lanzar cohetes no desde globos, sino desde bombarderos).
Esto nos lleva entonces a la solución Verne, propulsar el proyectil desde tierra de un modo similar a las propuestas velas fotónicas del viaje interestelar. En este caso también hay que usar tecnologías rompedoras, y el control de la trayectoria del proyectil me parece que va a ser muy complicado, pero también creo que la imposibilidad del autor se derrumba bastante. Cuando hablaba de antimateria obviamente me refería a esto, pero supongo que sería posible propulsar un proyectil mediante pulsos dirigidos que liberasen energía a su popa, que es exactamente lo que hace una tobera. Un raíl electromagnético es una versión menos brutal del cañón de Verne, y puede ensayarse una infraestructura inicial que acelere de un modo similar descargando requerimientos colosales en otras etapas del proyecto.
En resumidas cuentas, cuanto más lo veo menos imposible me parece. ¿Más difícil? Para nosotros, tal vez. Pero es que en ese mundo, por definición, para nosotros sería todo más difícil, hasta afilar piedras. Las balas de cañón normalitas, de toda la vida, iban a ser muy poco efectivas para su coste, así que imagine quien quiera de qué forma podrían matarse entre ellos nuestras réplicas parahumanas en ese planeta.
Porque en este, tendemos a olvidarlo, se ha conquistado el espacio como un subproducto de los ICBMs, y en segundo lugar por la prioridad militar de espiar a tu enemigo desde el espacio. Estamos usando continuamente tecnología militar reciclada al ámbito civil, porque la economía quieras que no, es de escala, y es difícil matar un cerdo sin comerse absolutamente todo (aunque no todo el mundo come lo mismo, claro). Si nuestra historia tecnológica no fuese la que es, ¿quién pone la mano en el fuego y dice que no hubiera sido todo de otra manera?
viernes 27 abril, 2018 @ 7:08 pm
Totalmente inviable lo del helicóptero, tomás; no sólo ya por esa altura (seguimos con el problema de la falta de un material que soporte esa tensión), sino por la velocidad que puede alcanzar un helicóptero. Hay que tener en cuenta que los satélites que nos orbitan, de hecho, se precipitan hacia el suelo y si se mantienen en órbita es porque se desplazan tan rápido que el ritmo con el caen coincide con el que la Tierra se curva alejándose de ellos ( la Tierra también está en caída libre, como todo el universo)
Por otra parte cuanto más próximo está un objeto ( un satélite o la Estación Espacial Europea) a la Tierra más rápido tiene que moverse (velocidad angular) para poder mantenerse en órbita ya que tiene que alcanzar una velocidad suficiente para compensar la atracción gravitatoria y la menor curvatura aparente de la Tierra. Si no se alcanza esa velocidad el objeto o satélite se irá desviando hacia la superficie terrestre.
sábado 28 abril, 2018 @ 12:37 am
Siempre se ha propuesto esto de la antimateria, pero es un mal negocio. Primero porque la cantidad de energía que se necesita para sintetizar antimateria es enorme. Básicamente se crea a partir de energía pura y es un proceso muy ineficiente. Lo ideal sería recolectarla en algún sitio, como el cinturón de radiación de Júpiter o algo así (algún antiprotón habrá allí). Además, no es nada fácil almacenarla dentro de una nava espacial.
Pero lo peor es cómo usarla. Si juntásemos hidrógeno con antihidrógeno se generaría una gran energía y una lluvia de piones, entre otras cosas. Las partículas saldrían por todos lados y freirían a la tripulación y electrónica de la nave. No habría manera de «focalizar» esto como forma de chorro de propulsión de una manera eficiente y sin efectos secundarios.
Siempre se olvida una cosa en todo esto, por mucha energía que se tenga eso no se traduce en velocidad, es decir en energía cinética. Para ello es necesario que se conserve el momento y sin una masa propulsada todo la energía del Universo no es suficiente. Podemos poner unos paneles en el espacio para generar energía, pero la nava que se alimente de ellos no podrá propulsarse a no ser que lleve consigo materia a expulsar a gran velocidad.
sábado 28 abril, 2018 @ 12:45 am
En cuanto al ascensor espacial, y para el caso de la Tierra, se necesitaría un cable de 36.000 km con un asteroide al final que haga de contrapeso. Sólo es posible hasta la órbita geoestacionaria y eso depende del periodo de rotación del planeta (24 horas en el caso de la Tierra).
Suponiendo que se construyera en la Tierra serviría para colocar cargas en órbita estacionaria o ir más allá de esa órbita, no para órbitas inferiores. Más cerca simplemente se caería la carga y no orbitaría, pues las órbitas bajas tienen un periodo de unas pocas horas, no 24.
sábado 28 abril, 2018 @ 1:07 am
No, evidentemente si se usa una técnica de pulsos de algún tipo la masa propelente tiene que ponerla la propia atmósfera del planeta (haciendo que se expanda térmicamente p.ej. y la onda de choque empujar al proyectil), de alguna manera habría que mirar caso por caso. También sería posible dirigir un chorro de materia a la nave, tal cual un surtidor (pongamos haces de plasma), haciendo virguerías se pueden hacer muchas cosas, luego la idea de abrir un túnel de cuasi vacío en la atmósfera puede parecer aberrante, pero con una densidad muy baja se puede lanzar un proyectil inerte sin que se desintegre por las ondas de choque resultantes (no voy a hacer trampas como el autor, aunque estabilizásemos, bastantes segundos por no decir minutos, un túnel así, el plasma que quedase bien puede enviar el proyectil rumbo a una megagalleta). Tampoco quiero ocultar que las cantidades de energía para nada son triviales, pero la idea es: ¿estarían realmente atrapados? No veo razones de peso para pensar así, porque a fin de cuentas, si no es imposible, es posible, aunque en estas cosas sospecho que la voluntad tiene la última palabra. En realidad el problema es autorreferente, qué haríamos nosotros si nuestra historia fuese la misma (con los ajustes pertinentes) pero en un mundo así. Pues podríamos hacer eso, desde luego disparates hemos hecho muchísimos. Unos ET originales ya es una historia completamente diferente, y dependerá de cómo sea su mundo más allá de las barreras gravitatorias.
En realidad el tema también tiene más intríngulis. ¿Qué probabilidad tenía nuestra civilización de iniciar la exploración del espacio? Siendo como nos es asequible y factible. ¿Un 25%? ¿Un 100%, certeza matemática? No podemos calcularlo y no tiene sentido hacerlo. En un mundo donde la URSS no logra la bomba nuclear, los EEUU no querrán perder el monopolio, y lo último que querrían es la existencia de misiles balísticos, que hoy en día como se ve están al alcance de países de medio pelo.
El problema desde nuestro punto de vista es la capacidad como especie, dado que estamos fragmentados y en competición (no amistosa precisamente). Es obvio que en esas condiciones un desafío de tales características está fuera de alcance, viable o no. Pero no podemos saber lo que puedan dar de sí otros. La historia está llena de análisis de «estos no pueden hacer tal cosa» (con razones objetivas y tan fundadas como la del artículo) que, sin embargo, la hicieron. Cierto es que precisamente por eso salen en los libros. Pero intento reflejar eso.
sábado 28 abril, 2018 @ 1:37 am
Por castigar un poco más con mi verborrea infumable. Aunque mis ideas de bombero puedan ser teóricamente factibles, en la práctica podrían ser una barrera insalvable. He citado la bomba, la Alemania nazi no pudo conseguirla, gracias le sean dadas a San Bohr, por varias razones, pero nosotros mismos hemos creado maravillas tecnológicas al borde de literalmente lo casi imposible, desde el LHC hasta los detectores de OG. No es muy difícil encontrar literatura de hace nada (una década) afirmando la imposibilidad (sí) de esto último. Los ejemplos no prueban nada (a lo sumo refutan), y estos particularmente, pero ya que estamos, tampoco nadie imaginó, nunca, jamás, el festival de exoplanetas que tenemos (literalmente, punta de iceberg) y desde luego, que estaríamos discutiendo esto aquí ahora. No estaban prohibidos por las leyes de la física, tampoco eran inevitables a partir de los datos que disponíamos. Soy petardito, no lo puedo negar, pero no veo la prohibición física en este caso. Tampoco la inevitabilidad.
sábado 28 abril, 2018 @ 8:58 am
Muy de acuerdo con tu 21, amigo Lluís. Cuando digo «En todo caso un helicóptero» es por descartar al avión, que no tiene sentido. Pero de la altura no te fíes porque el récord ya ha rozado los 8000 m. La diferencia de velocidades angulares también la cito en mi 19. Esto y la resistencia de materiales son los más elementales problemas insalvable.
domingo 29 abril, 2018 @ 6:14 pm
Patrañas financiadas con el oro de moscu !. Aunque no pudieran salir, aun tendrían ondas de radio, tv, y todo lo demás, pudiéndose comunicar con nosotros cuando desearan.
lunes 30 abril, 2018 @ 6:45 am
Estimado «cucun»: Pero ¿quien nos dice que tengan ese tipo de tecnología, similar a la nuestra?
lunes 30 abril, 2018 @ 3:04 pm
Una supertierra no sólo pone dificultades a una hipotética inteligencia extraterrestre, se la pone difícil a la misma emergencia de la vida compleja, tal como la conocemos, que es requisito previo e indispensable para la emergencia de la IET. La atmósfera de una supertierra casi con seguridad será mucho más densa y pesada que la de la tierra, con alta probabilidad tendrá un vulcanismo muy activo y duradero dado que tendrá un núcleo más grade y caliente, con todo lo cual es muy posible que tenga un efecto invernadero desbocado tipo Venus, aparte de que la presión atmosférica y la temperatura será ídem o mucho peor, dado que Venus no es un planeta tipo supertierra. Hablo de la vida compleja. Queda la posibilidad de la vida compleja en los mares de las supertierras ¿Cómo la afectaría la alta gravedad, la alta presión atmosférica, el alto vulcanismo y una impredecible téctonica de placas?
lunes 30 abril, 2018 @ 5:03 pm
Pero bpico aun con un enorme efecto invernadero quedaria la opción que este lo suficientemente lejos del sol para que tenga buena temperatura
martes 1 mayo, 2018 @ 10:19 am
Estoy con JavierL: Desconocemos la cantidad de circunstancias que pueden darse en una supertierra. Una de ellas es la que describe «bpico» -que supone más bien un supervenus-, pero hay muchas más.
jueves 3 mayo, 2018 @ 3:52 pm
Artículo de broma sobre el mismo tema del mismo autor:
https://arxiv.org/pdf/1803.11384.pdf
viernes 4 mayo, 2018 @ 10:04 am
Lo de desmontar el planeta no se me ocurrió ni a mí.