El vol espacial interestel·lar o viatge interestel·lar es un viatge tripulat o no-tripulat entre estels . Aquest es un concepte basic dins de la ciencia-ficcio , pero en la practica, el viatge interestel·lar es molt mes dificil que el viatge interplanetari a causa que les distancies implicades son enormement majors (de l'ordre de l' any llum ). Per la mateixa rao, el viatge intergalactic es encara mes complicat. ^[1]

La versemblanca del viatge interestel·lar ha estat debatut arduament per diversos cientifics, autors de ciencia-ficcio i entusiastes. En aquest sentit, s'han publicat molts treballs sobre conceptes relacionats. Donats un temps de viatge suficient i un treball d'enginyeria, semblen possibles tant viatges no-tripulats com a viatges generacionals, encara que representen un considerable repte tant tecnologic com a economic dificil d'aconseguir durant algun temps, en concret per a les sondes tripulades. La NASA ha estat investigant en aquests temes durant diversos anys, i ha acumulat una serie d'aproximacions teoriques. ^[1]

Dificultats del viatge interestel·lar [ modifica ]

La principal dificultat del viatge interestel·lar es l'enorme distancia que ha de cobrir-se, i en consequencia, el temps que portaria amb els metodes de propulsio mes realistes ?de decades a mil·lennis ?. Aixi, una nau interestel·lar estaria molt mes exposada als perills que es troben en els viatges interplanetaris , com l'intens buit , radiacio i micrometeoroides . El llarg temps de viatge fa dificil dissenyar missions tripulades, i la justificacio economica de qualsevol missio interestel·lar es gairebe impossible, ja que els beneficis que no son accessibles en un termini de decades ?o major? tenen un valor actual proper a zero.

S'ha sostingut, que si una missio interestel·lar no pot ser completada en menys de 50 anys, probablement no hauria d'iniciar-se. En comptes d'aixo, els diners haurien de ser invertits a dissenyar un millor sistema de propulsio. Aixo es deu al fet, que una nau espacial lenta , probablement es depassada per una altra missio posterior dotada d'un sistema de propulsio mes avancat. ^[2]

Els viatges intergalactics implicarien distancies d'un milio de vegades majors que els viatges interestel·lars, augmentant les dificultats en un factor similar.

Distancies interestel·lars [ modifica ]

Frequentment, les distancies astronomiques es mesuren pel temps que empra la llum a viatjar entre dos punts (vegeu any llum ). La llum, en el buit, viatja a 299.792.458 metres per segon . La distancia entre la Terra i la Lluna es d'1,3 segons llum , que amb la tecnologia de propulsio espacial actual, suposa un viatge d'uns tres dies de durada. La distancia entre la Terra i els altres planetes del sistema solar varia entre tres minuts llum i unes quatre hores llum. Depenent del planeta i de la seva alineacio amb la Terra, les naus espacials no-tripulades empren entre uns pocs mesos i una mica mes d'una decada a realitzar el viatge.

L'estel mes proper al Sol es Proxima Centauri , una nana vermella que forma part del sistema Alfa Centauri a 4,23 anys llum de distancia (vegeu Llista d'estrelles mes properes ). La nau espacial mes rapida enviada fins ara cap a l'exterior, Voyager 1 , ha recorregut 1/600 d'any llum en 30 anys i viatja a 1/18000 de la velocitat de la llum (vegeu Llista d'objectes creats per l'home que mes s'han allunyat de la Terra ). A aquesta velocitat, el viatge a Proxima del Centaure duraria uns 72.000 anys. Indubtablement, aquesta missio no estava programada especificament per viatjar rapidament cap als estels, i la tecnologia actual es molt superior. El temps de viatge pot reduir-se a uns pocs mil·lennis, o fins i tot a un segle o menys utilitzant la propulsio nuclear d'impuls ? Projecte Orio ?.

No obstant aixo, no existeix tecnologia actual capac de propulsar una nau amb una velocitat que li permeti arribar un altre estel en menys de 50 anys. Les teories actuals en fisica assenyalen que es impossible viatjar mes rapid que la llum ?velocitat superluminica?, i suggereixen que de ser aixo possible, podria tambe ser possible construir una maquina del temps amb metodes similars.

D'altra banda, la teoria de la relativitat especial ofereix la possibilitat d'escurcar el temps de viatge aparent : si la nau es mou a una velocitat propera a la velocitat de la llum, la dilatacio del temps relativista faria que el viatge sembles molt mes curt per al viatger. No obstant aixo, per a la gent que romangues a la Terra transcorrerien molts anys fins que els viatgers tornessin de nou: els viatgers trobarien que hauria transcorregut molt mes temps a la Terra que el que haurien emprat en el viatge ?aquest efecte s'il·lustra en la paradoxa dels bessons ?.

La relativitat general ofereix la possibilitat teorica dels viatges superluminics sense violar les lleis fonamentals de la fisica per mitja de forats de cuc , tot i que encara es debat si aquests existeixen al mon real. Els mecanismes proposats per a viatges mes rapids que la llum, dins de la teoria de la relativitat general, requereixen l'existencia de materia estranya .

Hi ha 59 sistemes estel·lars coneguts dintre de vint anys llums des del sol, contenint 81 estrelles visibles. La seguent taula seria considerada una llista dels principals objectius en missions interestel·lars: ^[3]

Sistema estel·lar	Distancia ( al )	Comentaris
Alfa Centauri	4,3	Sistema mes proper. Tres estrelles (G2, K1, M5). L'estrella Alfa Centauri A es similar al nostre Sol (una estrella G2). Alfa Centauri B te un planeta confirmat. [4]
Estel de Barnard	6,0	Nana roja del tipus M5, petita i de baixa lluminositat. El seguent mes proper al sistema solar.
Sirius	8,7	Estrella A1 gran, molt brillant i companya d'una nana blanca .
Epsilon Eridani	10,8	Una sola estrella K2 lleugerament mes petita i freda que el Sol. Te dos cinturons d'asteroides, podria tenir un planeta gegant pero mes petit, [5] i pot contenir un sistema planetari del tipus semblant al sistema solar.
Tau Ceti	11,8	Una sola estrella G8 semblant al Sol. Alta probabilitat de tenir un sistema planetari de tipus sistema solar: les evidencies actuals mostren 5 planetes amb dos potencialment a la zona habitable.
Gliese 581	20,3	Sistema planetari multiple. L'exoplaneta no confirmat Gliese 581 g i el confirmat Gliese 581 d son a la zona d'habitabilitat de l'estrella.
Vega	25,0	Almenys un planeta, i d'una edat adequada per haver desenvolupat la vida primitiva [6]

La tecnologia astronomica actual i a curt termini es capac de trobar sistemes planetaris al voltant d'aquests objectes, augmentant el seu potencial per a l'exploracio.

Missions tripulades [ modifica ]

La massa de qualsevol nau capac de transportar essers humans seria inevitablement diverses ordres de magnitud major que la necessaria per una sonda interestel·lar no-tripulada. Com a exemple, la primera sonda espacial, Luna 1 , tenia una massa en orbita sense combustible de 361 kg , mentre que la primera nau que transportava un esser viu, la gossa Laika en el Sputnik 2 , tenia una carrega 20 vegades major. En el cas de missions interestel·lars, la diferencia entre tots dos tipus de nau es molt major, ja que a causa de la gran extensio de temps implicada es necessari un sistema de suport de vida .

Metodes proposats per a viatges interestel·lars [ modifica ]

Si una nau espacial pogues viatjar a una velocitat mitjana del 10% de la velocitat de la llum , aixo seria suficient per arribar a Proxima del Centaure en quaranta anys. Hi ha diversos sistemes de propulsio capacos d'aconseguir aixo, pero cap d'ells es raonablement economic.

Propulsio nuclear de impuls [ modifica ]

Des de la decada de 1960 , es tecnicament possible construir naus espacials amb propulsio nuclear d'impuls , aixo son, naus conduides per una serie d' explosions nuclears . Aquest sistema de propulsio comporta la possibilitat d'un impuls especific molt alt ?l'equivalent en els viatges espacials a l'economia de combustible? i una alta velocitat, per la qual cosa aconseguir l'estel mes proper seria una questio de decades i no de segles . Els costos operatius i de construccio per unitat de massa en orbita -sense combustible- serien similars als de les naus que utilitzen coets quimics. ^[7]

Existeixen dos projectes de naus espacials que utilitzen propulsio nuclear de pols, el Projecte Orion ^[8] i el Projecte Longshot . Mitjancant l'us de bombes nuclears en miniatura com a combustible, l'Orion hauria d'aconseguir un 3% de la velocitat de la llum . Es una les poques propostes d'una nau interestel·lar que pot ser construida enterament amb tecnologia actual.

Coets de fusio [ modifica ]

Naus espacials de coets de fusio , utilitzant previsibles reactors de fusio, haurien de poder aconseguir un 10% de la velocitat de la llum. Com a combustible usarien deuteri . Una proposta per a una nau d'aquest tipus es el Projecte Daedalus .

El problema de tots els metodes de propulsio tradicionals es que la nau espacial ha de transportar el seu combustible, fent-la bastant pesada. Els tres metodes seguents intenten resoldre aquest problema.

Ramjets interestel·lars [ modifica ]

En 1960 Robert W. Bussard va proposar el Bussard ramjet , un coet de fusio on un gegantesc col·lector recolliria l' hidrogen difus de l'espai interestel·lar, el cremaria durant el vol mitjancant una reaccio de fusio proto-proto , i expulsaria els residus cap enrere. Tot i que calculs posteriors amb estimacions mes precises suggereixen que l'impuls generat seria menor que la resistencia ocasionada per qualsevol tipus de col·lector, la idea es atractiva perque ates que el combustible es recull en ruta , teoricament la nau podria accelerar fins a prop de la velocitat de la llum.

Coets d'antimateria [ modifica ]

Un coet d'antimateria tindria una densitat d'energia i impuls especific molt major que qualsevol altre tipus proposat de coet. Si es troben recursos energetics i metodes eficients de produccio per crear antimateria en la quantitat requerida, teoricament podrien aconseguir-se velocitats properes a la de la llum, on la dilatacio del temps s'escurcaria de forma considerable el temps de travessia per als viatgers.

Propulsio amb rajos [ modifica ]

Vel·les solars impulsades per lasers massius situats en terra podrien, potencialment, aconseguir fins i tot velocitats majors, ja que no necessiten massa de reaccio i per tant no necessiten accelerar aquesta massa ni la mateixa nau. En teoria una vela solar conduida per un laser o un altre raig des de la Terra pot usar-se per desaccelerar un nau espacial aproximant-se des d'un estel distant o planeta, mitjancant el despreniment de part de la vela i utilitzant-la per enfocar el raig en la superficie frontal de la resta de la vela. ^[9]

La propulsio mitjancant un raig laser sembla avui la millor tecnica per als viatges interestel·lars, ja que usa una fisica coneguda i una tecnologia tambe coneguda que ha estat desenvolupada per a altres finalitats. ^[10]

Metodes mes especulatius [ modifica ]

Entre els metodes mes especulatius cal distingir, d'una banda, aquells en els quals no se sobrepassa la velocitat de la llum i, d'altra banda, aquells en els quals la velocitat de la llum no constitueix un limit infranquejable (viatges superluminics ).

Viatges a la velocitat de la llum [ modifica ]

Viatges interestel·lars per transmissio [ modifica ]

Si les entitats fisiques poden ser transmeses com a informacio i reconstruides en la seva destinacio, el viatge exactament a la velocitat de la llum seria possible. Dins de la relativitat general , la informacio no pot viatjar mes rapid que la llum. L'increment de velocitat quan es compara amb els viatges a velocitats properes a la de la llum podria semblar minima per a observadors des de fora, pero per als viatgers el viatge seria instantani.

Codificar, enviar i despres reconstruir una descripcio atom a atom de -per exemple- un cos huma pot resultar desalentador, pero pot ser suficient per enviar programari , que per a proposits practics, reprodueix la funcio neuronal d'una persona. Presumiblement el receptor o reconstructor d'aquestes transmissions ha de ser enviat a la destinacio per metodes mes convencionals.

Viatges superluminics [ modifica ]

S'han postulat diverses maneres de sobrepassar la velocitat de la llum. Fins i tot els de caracter mes serios son enormement especulatius.

Curvatura de l'espaitemps [ modifica ]

En la teoria de la relativitat general , l' espaitemps esta corbat d'acord amb l' equacio d'Einstein :

${\displaystyle G_{\mu \nu }=8\pi \,GT_{\mu \nu }}$

La relativitat general pot permetre que un objecte viatgi mes rapid que la llum en l'espaitemps corb. ^[11] Es pot imaginar com, aprofitant la curvatura, prendre una "drecera" d'un punt a un altre. Aquesta es una forma del concepte de Warp o propulsio de curvatura. Els motors Warp son utilitzats en la ciencia-ficcio pero la seva viabilitat real encara no s'ha rebutjat. El motor Warp permetria viatjar a velocitats superluminiques sense violar la teoria de la relativitat , perque la nau en si mateixa no viatjaria a velocitats superiors a la de la llum, sino que seria el mateix teixit espaitemporal el que es deformaria, arrossegant a la nau. En teoria, no hi ha impediments fisics que impedeixin viatjar a una velocitat arbitrariament alta. El principal problema d'aquest metode (a mes de la seva complexitat tecnologica, que impedeix plantejar-ho en un horitzo proper), es l'extraordinari consum d'energia que exigiria: s'ha calculat que per traslladar una nau de 1.000 m³ a velocitats superluminiques, caldria consumir l'energia equivalent a la materia continguda al planeta Jupiter . ^[12]

En fisica, la metrica d'Alcubierre esta basada en l'argument que la curvatura pot prendre la forma d'una ona en la qual la nau pot ser transportada com en una "bombolla". L'espai pot estar col·lapsant-se en un extrem de la bombolla i expandint-se en l'altre extrem. El moviment de l'ona podria transportar una nau espacial des d'un punt a un altre de l'espai en menys temps que el que empraria la llum en viatjar a traves de l'espai no-corb. Aquest concepte requeriria que la nau incorpores una regio de materia exotica . Com un hipotetic mitja de transport interestel·lar, la idea ha estat criticada.

Forats de cuc [ modifica ]

Els forats de cuc son distorsions hipotetiques de l' espaitemps que teoricament podrien connectar dos punts arbitraris en l'univers, a traves d'un pont d'Einstein-Rosen . Es desconeix si els forats de cuc son possibles en la practica. Encara que hi ha solucions de l' equacio d'Einstein de la relativitat general que tenen en compte forats de cuc, totes les solucions actualment conegudes impliquen alguna assumpcio, com per exemple l'existencia de massa negativa , que pot estar fora de la fisica. ^[13] No obstant aixo, Cramer et al. sostenen que aquests forats de cuc podrien haver estat creats en l'univers primerenc, estabilitzats per la corda cosmica . ^[14]

Metodes per a missions tripulades lentes [ modifica ]

Viatges interestel·lars lents, com el Projecte Longshot , generalment usen tecnologies de propulsio de naus espacials del futur proper. Per tant, els viatges son molt llargs, amb una durada que va des d'uns cent anys fins a milers d'anys. Els viatges tripulats podrien ser viatges d'anada per establir colonies. La durada d'aquest viatge presentaria un obstacle enorme en si mateix. Per salvar aquest obstacle s'han proposat diferents solucions:

Naus generacionals [ modifica ]

Una nau generacional es un tipus d' arca interestel·lar en el qual els viatgers viuen normalment -no en animacio suspesa - i la tripulacio que arriba a destinacio esta formada pels descendents d'aquells que van iniciar el viatge.

Les naus generacionals no son factibles actualment, a causa de l'escala enorme de la nau com a la dificil construccio d'un habitat autonom tan segellat. Els ecosistemes tancats artificials, inclusivament Biosfera 2 , han estat construits en una temptativa de resoldre les dificultats d'enginyeria plantejades en aquests sistemes, amb resultats diversos.

Les naus generacionals tambe haurien de solucionar problemes biologics i socials importants. ^[15] Les estimacions de la poblacio viable minima varien; entorn de 180 es el nombre mes baix, pero una poblacio tan petita seria vulnerable a la deriva genetica , que podria reduir el patrimoni genetic sota un nivell segur. Una nau generacional en ficcio tipicament pren milers d'anys per aconseguir la seva destinacio, un lapse de temps mes llarg que la durada de la majoria de les civilitzacions humanes. D'aqui deriva el risc que la cultura que arriba a la destinacio pugui ser incapac de fer el que es necessari. En el pitjor dels casos pot haver-se caigut en la barbarie . Aixi mateix es possible que els mateixos viatgers puguin oblidar-se que ells estan en una nau generacional.

Animacio suspesa [ modifica ]

S'han postulat diverses tecniques per l' animacio suspesa . Aquestes inclouen la hibernacio humana i la preservacio crionica . Encara que actualment cap es practica, ofereixen la possibilitat de naus dormitori en les quals els viatgers romanen inerts en els llargs anys de viatge.

Ampliacio de la vida humana [ modifica ]

Una variant d'aquesta possibilitat esta basada en el desenvolupament de l'extensio substancial de la vida humana, com l'estrategia de Senectut Insignificant Manipulada del doctor Aubrey de Grey . Si les vides dels tripulants de la nau fossin d'alguns milers d'anys, podrien creuar distancies interestel·lars sense la necessitat de ser substituits per generacions posteriors. Els efectes psicologics d'un viatge d'aquesta durada podria suposar un problema.

Embrions congelats [ modifica ]

Una altra possibilitat teorica es una missio espacial robotica portant un cert nombre d' embrions humans congelats d'una etapa primerenca. Aquest metode de la colonitzacio espacial requereix, entre altres coses, el desenvolupament d'un metode de reproduir les condicions d'un uter , el descobriment previ d'un planeta terrestre habitable, i avancos en el camp de robots mobils totalment autonoms.

Ciencia-ficcio [ modifica ]

El viatge interestel·lar es un tema comu o subgenere en la ciencia-ficcio . Les histories d'aquest tipus descriuen un entorn futurista en el qual la humanitat ha descobert com viatjar als estels. Usualment utilitzen una ciencia ficticia, la de l' hiperespai . L'hiperespai es troba mes enlla de l'univers i alhora inunda tot l'espai. Des de qualsevol punt de l'univers es pot accedir-hi. Es un concepte que data des de l'Edat d'Or de la Ciencia-ficcio nord-americana. D'aquesta forma, els personatges poden evadir la llei relativista que no es pot viatjar mes rapid que la llum; com l'hiperespai esta connectat amb tot l'espaitemps, el seu viatge a traves normalment no pren temps.

A part de l'hiperespai, les novel·les d'aquest tipus agreguen que les naus espacials compten amb motors d'antimateria, nuclears, solars o d'algun nou tipus de tecnologia. Actualment hi ha un concepte similar que es el dels forats de cuc; aquest si es un tema cientific, estudiat per Kip Thorne , per exemple. No obstant aixo, no ha estat utilitzat en moltes obres de ficcio, a excepcio de la novel·la Contact , de Carl Sagan , i les series de televisio Star Trek: Deep Space 9 i Stargate SG1 .

Son moltes les obres que tracten aquest tema. Com a exemples podem trobar la serie Fundacio d' Isaac Asimov que es un classic en el genere. Consta de sis llibres que expliquen la historia de la caiguda de l'Imperi Galactic en el futur llunya. La humanitat ha colonitzat la galaxia i ha oblidat el seu planeta d'origen, la Terra. Hari Seldon descobreix, per mitjans matematics, que l'Imperi esta a la vora de la destruccio. Inventa la ciencia de la psicohistoria, per mitja de la qual pot fer prediccions fiables en lapses de milers d'anys. Aquesta ciencia s'assembla a la fisica dels gasos ideals i la termodinamica, en el qual les particules individuals actuen com un conjunt, un sistema. Per tant, en la psicohistoria, els canvis que una persona pugui ocasionar son irrellevants. Aquesta ciencia exigeix volums gegantescs de poblacio; per aquesta rao pot ser aplicada en aquesta epoca, en que la poblacio es de centenars de milers de milions, escampada per tota la galaxia.

Star Wars es un altre exemple d'aquest genere; no obstant aixo, aquesta novel·la tambe es classificada com space opera . Aquesta novel·la va ser portada al cinema pel seu creador, George Lucas , qui va realitzar sis pel·licules sobre aquestes aventures. La ciencia-ficcio utilitzada en aquesta obra es considerada ciencia-ficcio tova ? soft SF ? per l'us de multiples elements fantastics.

Un exemple tambe cridaner dins de la ciencia-ficcio es el de Dune , de Frank Herbert . En aquesta novel·la es descriu la possibilitat de "doblegar" l'espai. Aquesta teoria es basa en la curvatura de l'espaitemps. No obstant aixo, en lloc de reduir la distancia recorreguda en uns quants anys-llum, la qual cosa es crea es una especie de nexe entre dos punts de l'espai que permeten recorrer aquesta distancia en, amb prou feines, uns segons. Es podria considerar un hibrid entre les teories de la curvatura de l'espaitemps, la dels forats de cuc i la de l'hiperespai.

Un altre exemple bastant original es l'exposat en la saga Mass Effect en el qual la galaxia aquesta connectada per un sistema de reles que redueix la massa de les naus interestel·lars a zero permetent aixi el viatge superluminic.

La situacio produida per naus amb tecnologia de propulsio mes avancada que avancen a altres mes lentes ha estat dramatitzat en l'obra de ciencia-ficcio Crisalida d' Eduardo Gallego i Guillem Sanchez i Gomez .

Molts altres autors, principalment nord-americans, han incursionat amb exit en aquest subgenere.

Referencies [ modifica ]

Referencies citades en el text [ modifica ]

Referencies no citades en el text [ modifica ]

• Mallove , Eugene; Matloff , Gregory. The Starflight Handbook (en angles). John Wiley & Sons, Inc, 1989. ISBN 0-471-61912-4 .  
• Zubrin , Robert. Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization (en angles). Tarcher / Putnam, 1999. ISBN 1-58542-036-0 .  
• Mallove , Eugene F.; Forward , Robert L.; Paprotny , Zbigniew [ et al. ].. Interstellar Travel and Communication: A Bibliography, . 33. British Interplanetary Society, 1980, p. 201-248.  
• Landis , Geoffrey A. "The Ultimate Exploration: A Review of Propulsion Concepts for Interstellar Flight," in Interstellar Travel and Multi-Generation Space Ships, . Apogee Books, 2003, p. 52-61. ISBN 1-896522-99-8 .  
• Paprotny , Zbigniew; Lehmann , Jurgen. Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1982 Update . 36. British Interplanetary Society, 1983, p. 311-329.  
• Paprotny , Zbigniew; Lehmann , Jurgen; Prytz , John. Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1984 Update . British Interplanetary Society, 1984, p. 502-512.  
• Paprotny , Zbigniew; Lehmann , Jurgen; Prytz , John. Interstellar Travel and Communication Bibliography: 1985 Update . 39. British Interplanetary Society, 1986, p. 127-136.  

Vegeu tambe [ modifica ]

• Amenaca per a la salut dels raigs cosmics
• Escala de Kardaixov

Enllacos externs [ modifica ]

• La Fisica del Viaje Interestelar. Astroseti Arxivat 2009-02-11 a Wayback Machine . (castella)
• Links gathered by Mark Tomion, including Practical Design of a Spacewarp, by Mohammad Mansouryar Arxivat 2009-04-25 a Wayback Machine . (angles)
• NASA Breakthrough Propulsion Physics Program Arxivat 2004-04-02 a Wayback Machine . (angles)