futuro

Sábado, 8 de enero de 2005

TECNOLOGIA ESPACIAL: NAVES IMPULSADAS CON ANTIMATERIA

Punto de partida

 Por Federico Kukso

Cuando en 1929 el físico inglés Paul Dirac predijo teóricamente la existencia de una partícula idéntica en masa al electrón, pero con carga eléctrica contraria –el antielectrón o positrón–, no tenía la menor idea de que su descubrimiento (gracias al que embolsó el premio Nobel de Física en 1933) tal vez (y sólo tal vez) en un futuro sería la llave de ignición de viajes interplanetarios más rápidos. Gracias, claro está, a un nuevo combustible: la antimateria. Al menos, así lo piensan los científicos del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA y de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), quienes consideran que la energía producida por la antimateria permitiría que las naves espaciales puedan recorrer mayores distancias en menor tiempo. Hasta ahora son sólo sueños, diseños y prolijas simulaciones en laboratorios, pero es de lo que más se habla en los pasillos de la agencia espacial. El proyecto lleva el nombre de A.I.M. (Antimatter Induced Microfusion) y consiste en un sistema híbrido de propulsión entre las tecnologías de antimateria que se utilizan en la actualidad y la fusión nuclear.
Como se sabe, la materia está compuesta por átomos, y estos por partículas aún más pequeñas: los protones, neutrones y electrones, por ejemplo. Pero ahí no termina la cosa. Para toda partícula (de materia) existe una correspondiente antipartícula (de antimateria) casi idéntica, como una imagen y su reflejo en un espejo; excepto en la carga –si la hay– que es de signo opuesto, y eventualmente algunas otras características cuánticas. Pero lo importante es que cuando una partícula y su antipartícula se encuentran, se aniquilan entre sí convirtiéndose en energía pura.
Pero hay un problema: ¿dónde se consigue antimateria? Se supone (en teoría) que inmediatamente después del gran estallido cósmico –el Big Bang, hace 13.700 millones de años– que dio origen a todo (incluido el tiempo), fueron creadas cantidades iguales de materia y antimateria. Qué pasó con esta última, no está del todo claro (en 1967, el físico Andrei Sajarov propuso que tal ausencia se debería a una pequeña asimetría en las leyes de la física, conocida como “violación CP”). Es por eso que, ante su ausencia, es preciso fabricarla caseramente a partir de lo que se tiene, materia y energía. Así, los científicos se las ingenian para obtener lo que pueden de antimateria, ínfimas cantidades, mediante el bombardeo y el choque de protones contra objetivos de níquel en gigantescos aceleradores de partículas a una velocidad cercana a la de la luz (300 mil km/seg).
Si bien desde fines de los ‘30 se conoce teóricamente la antimateria, no fue hasta hace unos pocos años que se lograron evidencias más fuertes de su existencia. En 1995, un grupo de científicos alemanes e italianos del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) situado en Ginebra, Suiza, logró crear lo que muchos otros estaban buscando: los primeros antiátomos de hidrógeno. Fueron nueve y sólo duraron cuarenta nanosegundos. Casi nada, pero ahí estuvieron. A partir de entonces, las investigaciones mejoraron. En la actualidad se produce antimateria a razón de diez nanogramos por año en un moderno desacelerador de antiprotones,algo así como una “fábrica de antipartículas” en forma de círculo con una circunferencia de 188 metros.
Pero hay un inconveniente: todos los antiprotones producidos en el CERN en un año sólo lograrían encender una lamparita de 100 watts por tres segundos. Verdaderamente, muy poco. La idea es encontrar una forma de producir mayores cantidades, ya que con esta energía –obviamente– no se va ni a la esquina. Encima, está el costo. La antimateria es la sustancia más cara de la Tierra, nada menos que 62.5 billones de dólares por gramo. De hecho, su mayor productor, el Laboratorio Nacional de Aceleración Fermi de Illinois (Estados Unidos) apenas fabrica una mil millonésima de gramo por año a un costo de ochenta millones de dólares. O sea, a este ritmo harían falta un millón de años y 80 mil trillones de dólares para producir un gramo de antimateria (una nave espacial necesitaría casi medio kilo para llegar a la estrella más cercana).
Por otra parte, la antimateria debe ser almacenada de tal manera que no entre en contacto con la materia y evitar una explosión no deseada. No es sólo cuestión de fabricarla sino también de embotellarla y llevarla de alguna manera al espacio. Es así como la NASA, en colaboración con el Laboratorio Nacional de Los Alamos y la Universidad de Pensilvania, fabricó un dispositivo portátil para acumular antimateria. Consiste en un envase (una “trampa portátil”) lo suficientemente resistente como para mantener a las antipartículas en forma estable en el vacío por medio de campos eléctricos y magnéticos.
Ahora bien, impulsar una nave espacial requeriría mucha más energía que la necesaria para encender un lamparita eléctrica. Es por eso que los científicos piensan combinar tecnologías: los avances en antimateria con algo de lo que se sabe un poco más, la fusión, esto es, la combinación de dos o más átomos livianos (por ejemplo, deuterio y tritio, ambos isótopos del hidrógeno) para dar origen a uno más pesado liberando enormes cantidades de energía. La cosa sería así: la antimateria, en su aniquilación con la materia, funcionaría de catalizador, como una chispa que enciende una llama, suministrando la energía necesaria para alcanzar la reacción nuclear. La nave –por ahora no tripulada y que ya tiene nombre: AIM Star (ver imagen)– estaría compuesta por una serie de anillos magnéticos de almacenaje que evitarían el contacto materia-antimateria, un sistema de alimentación de energía –por donde se inyectaría la antimateria a un blanco–, y un motor de fusión nuclear.
En comparación con los sistemas convencionales de propulsión química, la energía obtenida de la antimateria reduciría enormemente la duración de un viaje de ida y vuelta a otro cuerpo celeste. Lo suficiente como para que cuando la nave vuelva, haya alguien para recibirla de regreso. Sólo 140 nanogramos de antiprotones serían suficiente combustible para enviar una nave a Marte. Y demoraría en llegar tan sólo un mes. En 1996, la Mars Global Surveyor tardó once.
Mientras tanto, acá en la Tierra, los científicos esperan, sueñan, desean, que la propulsión por antimateria deje de ser ciencia ficción en un plazo de 50 a 100 años. Quizás menos. Entonces, el ser humano podrá emprender viaje y llegar hasta donde ningún hombre ha llegado antes.

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