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Naves espaciales y sus motores

el  Jueves, 13 June 2019 16:56 Escrito por 

Bujías y levas con fundamento científico

Las naves espaciales han sido desde siempre el recurso para poder viajar por el espacio exterior. Estas eran la representación modernizada de los antiguos barcos que surcaban libres los mares en las películas de piratas [Arcadia- Capitán Hadock]. También los suplentes de coches en las persecusiones callejeras, aunque ahora entre estrellas en vez de empinadas calles.

Esta habitualidad de la aparición de las naves espaciales en las películas hicieron que ellas en si mismas se volvieron un personaje más (y a veces con más personalidad que los propios personajes humanos). Evolucionando de simples vehículos transportadores [Cohete de Zarkov-Flash] a protagonistas [Even Horizon] o un personaje más [Discovery- 2001. Una odisea en el espacio] requirió más descripción en su forma.

Una de las partes que requirió mayor detalle fué su corazón; el motor. Soluciones imaginativas para poder hacer realidad los fantásticos viajes que realiza cada nave en su respectiva película. Pero estas soluciones tan variopintas llevan en su base preceptos científicos que les otorgan un buen grado de verosimilitud.

Para poder plasmar esto, veamos unos ejemplos de conocidas naves espaciales y los fundamentos usados en sus respectivos motores.

 

Halcón milenario

La veloz nave capitaneada por Han Solo y copilotada por Chewbacca realizó la carrera (o paso) Kessel en menos de 12 parcsecs (parasegundos) gracias a su hipermotor. Este tipo de motor permite al Halcón (cuando funciona) saltar al Hiperespacio y escapar o salvar las inmensas distancias interplanetarias.

Tan complejo motor necesita un «fantástico» funcionamiento. Este crea un punto de singularidad hiperenergética lograda gracias a la antimateria. Una vez lograda la singularidad, el siguiente paso es provocar una torsión en el nanoespacio acercando dos puntos cuánticos lejanos a una distancia mucho menor. La tremenda energía de la antimateria aumenta el nanoespacio a hiperespacio. Es por esto que la tecnología hiperespacial y de antimateria van juntas.

El tan nombrado hiperespacio es una forma de espacio con más de 4 dimensiones. Stephen Hawking lo representa como un puente uniente de dos puntos en un toroide, así el viaje de un lado a otro sería más rápido que rodearlo. Realmente no se iría más rápido que la luz sino que se tomaría un atajo para llegar antes que la luz la cual realiza el trayecto largo. Sería un viaje fuera del espacio, se realizaría en otro medio; el llamado hiperespacio.


Viajar por este medio acarrea un problema, la alteración en el viaje del tiempo absoluto en el espacio en relación al relativo de la nave. Este problema es solventado en las películas tratando el viaje temporalmente como el mismo discurrir normal de tiempo en el universo. Por ejemplo; el Halcón salta al hiperespacio en Tantoine para ir a Alderaan llegando en unas pocas horas, esas horas son las mismas que han pasado en el planeta destino sin que tengan en cuenta que en realidad se ha salido del espacio-tiempo. En realidad esto produciría que al salir de Tantoine podrían llegar a Alderaan antes de ser destruido e incluso en el segundo siguiente al de haber partido.

 

USS Enterprise. NCC-1701

Una de las naves Enterprise emblemática de las series y películas de Star Trek utiliza un motor que le permite ir a más velocidad que la luz. Representado esta velocidad con la denominación Warp. El movimiento se realiza mediante un empuje por curvatura, la deformación del espacio alrededor de la nave lo permite.


Esta forma de funcionamiento (energéticamente prohibitiva) la desarrolló el físico mexicano Miguel Alcubierre en el año 1984. Para ello la nave espacial necesitaría un gran anillo alrededor elaborado de materia exótica, la cual crea una zona de espacio-tiempo comprimido delante y otra zona expandida detrás, todo esto sin modificar el espacio-tiempo en el que la nave se ubica. La posterior destensión produciría a la nave un empuje hasta 10 veces la velocidad de la luz, de ahí la escala Warp del 1 al 10. La nave de Kirk podía llegar hasta Warp 8.5.

 

Covenant

La nave de la última película de la (malograda) franquicia Alien recarga energía a través de unas enormes velas pleglables. Estas están basadas en construcciones plausibles aunque poco efectivas. El principio en el que se basan es en la «captura» de los fotones solares los cuales empujarían la nave, aunque en el film solo se usan para recargarse.

La sonda japonesa IKAROS, lanzada en 2010 poseía unas velas fabricadas de un material llamado Kapton el cual atrapa fotones. Esta tenía un grosor de apenas 5 micras (0.005 milímetros) y 14X14 metros lo que permitió que llegara a Venus en unos seis meses por el empuje de los fotones solares.

En el film la nave despliega las velas para recargar, pero no se observa ni reseña ninguna estrella cercana que lo permita y lo más inquietante; la explosión de neutrinos que le afecta.


La explosión alcanza la nave y destruye varios enganches de las velas tal como si fuera un golpe de viento real en una vela de barco. Nada más lejos de la realidad. La interacción de los neutrinos es nula debido a su tamaño (ya lo vimos en: 2012, o el ataque de los neutrinos mutantes).

Así tenemos un elemento científico correcto; la vela, usado de forma errónea; interacción con neutrinos.

 

Interestellar

La Ciencia utilizada en esta gran película es muy certera en su tratamiento sobre agujeros negros y de gusano, viajes relativos temporales y amor (jajaja, es broma). Aunque patine (o solo sean licencias cinematográficas) en alguno que otro. Aquí veremos uno; la famosa resolución de la ecuación de Michael Caine. El otro en: Interstellar, o vamos a pillar olas.

La ecuación trata de descifrar una posible utilidad de la quinta dimensión. Manipular la gravedad. Mediante ella y con la construcción de una enorme Arca, se podría salvar a toda la humanidad de la extinción. Al final de la película con los datos aportados por el robot TRAS al ser arrojado a Gargantúa consiguen resolverla, pero… una cosa es resolver una ecuación y otra muy distinta construir una nave que manipule la gravedad.

Un ejemplo real para comprender la problemática fílmica de este límite ingenieril es la fusión nuclear. Este es un enorme desafío de la ingeniería, pues construir un reactor de fusión sería mucho más ventajoso que el existente de fisión. Las ecuaciones y leyes que explican las reacciones de fusión son bien conocidas, pero los actuales límites la hacen imposible de poner en práctica.

Esto no hace más que quitarle el entusiasmo a Murphy cuando halló su solución.


Con lo anterior podemos comprobar como las naves tienen una parte más que científica y realista en su confección. Todo para poder salvar las distancias estelares de formas conocidas o todavía no estudiadas como ; la velocidad absurda [Spaceballs] o la improbabilidad infinita [Guía del autoestopista galáctico].

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Cristian Cárdenas

Licenciado en Química aficionado a criticar y escribir. Lector de Ciencia o Ciencia-Ficción, ¿hay algo más? La Ciencia en sus n-formas en: cardescu.es

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