mayo 16, 2010

Las naves espaciales de la Ciencia Ficción

Hay muchas novelas e historias de Ciencia Ficción en las que los lectores nos encontramos con asombrosos cruceros y embarcaciones en donde la tripulación realiza un viaje espacial. Nos dejan pasmados con la descripción de la tecnología con la que están manufacturados y con sus características. Los tipos de naves pueden ser desde simples veleros o cruceros y naves cuyo fin principal es la transportación de personal  o recursos naturales hasta potentes acorazados y destructores con armas que tienen el poder de destruir incluso planetas enteros. Este tipo de naves las encontramos tanto en la Ciencia Ficción Dura como en la Space Opera, siendo ejemplos de esta última la serie de La Fundación de Asimov y Star Wars de George Lucas.

No solo se nos pueden presentar como naves clásicas, sino también en forma de planetas artificiales que son extraordinarias armas de guerra. Aquí vemos a la Estrella de la Muerte de Star Wars, y caracterizada extraordinariamente por un doble. Adivine cuál es la verdadera, yo tardé un rato en dar con la falsa.


Estos planetas artificiales los podemos encontrar en novelas como Hacedor de Estrellas de Olaf Stapledon o El Planeta Errante de Fritz Leiber. En ellos pueden habitar millones de personas, como en el caso del Planeta Errante y ser cruceros de guerra como el antes mencionado y los que se describen en la novela de Stapledon de los que algunos son mundos naturales. Cito textualmente:

"Seguían entonces guerras como no habían ocurrido nunca en nuestra galaxia. Flotas de mundos, naturales y artificiales, maniobraban entre las estrellas para sorprenderse mutuamente, y se destruían unas a otras con ondas de energía subatómica de largo alcance. El huracán de la guerra barría un extremo y otro del espacio, aniquilando sistemas planetarios enteros. Muchos mundos del espíritu encontraron también un fin repentino. Muchos mundos inferiores que no participaban de la lucha cayeron en la guerra celestial que bramaba alrededor"

Sin embagro esta clase de mundos-nave consumirían mucho combustible, algo parecido a lo que Leiber expone el El Planeta Errante, pues esta inmensa nave termina tragándose a la Luna para abastecerse.

Bien, comenzaremos con los tipos de naves más importantes, según mi consideración, de la Ciencia Ficción.

Naves-Mundo (antes mencionadas)

Naves Generacionales

Comenzamos por este tipo de naves que han sido objeto de interés por los autores de Ciencia Ficción. Naves de este tipo son las que tienen la tarea de llegar a otros mundos pero para hacer eso toman muchos años e incluso siglos, por lo que los tripulantes originales no son los que llegan vivos.. Estas naves viajan a una velocidad mucho menor a la de la luz. Se suele usar para misiones de colonización de planetas muy lejanos. Este tipo de embarcaciones suelen tener hábitats propios para lograr la sustentabilidad de sus tripulantes por un tiempo prolongado.

Se encuentran en la literatura en obras como La Nave Estelar de Brian Aldiss, La Saga de los Aznar del español Pascual Enguídanos con su nave Valera, Universo Cautivo de Harry Harrison, Universo de Robert Heinlein o en Efímeras de Kevin O'Donnell Jr.

Velero Solar

Es de las opciones más atractivas sobre todo para los científicos. Es un tipo de nave que acelera gradualmente obteniendo su energía de la presión de radiación solar. Esto tiene algunos inconvenientes puesto que en el espacio profundo la radiación es mínima, sin embargo si consideramos la velocidad que, con la lenta aceleración gradual, puede obtener este tipo de nave al entrar al espacio profundo, se toparía con muchas partículas en un lapso muy corto de tiempo, aprovechándolas para su propulsión. El método puede ser también complementario al uso de otro tipo de motores. La NASA incluso tiene proyectos para desarrollar este tipo de embarcaciones.

Las ventajas que ofrece este concepto son que no se necesitaría combustible, aligerando considerablemente el peso de la nave y así alcanzar mayores velocidades, sobre todo porque aceleran de manera ininterrumpida.
Existen dos tipos de velas que usan los veleros solares. 

Velas de fotones o fotónicas, consistentes en una gran superficie compuesta por una o varias láminas reflectantes muy ligeras, capaces de aprovechar la presión lumínica de la radiación solar para obtener impulso. Además de fotones de origen solar, las velas pueden diseñarse para aprovechar cualquier otro tipo de ondas electromagnéticas generadas por el hombre, tales como rayos laser o microondas. 

Velas de plasma. A diferencia de las velas fotónicas, consisten en grandes mallas o redes en las que se genera un campo eléctrico o magnético capaz de interceptar el plasma del viento solar para obtener impulso. En función del campo que generen, estas velas se denominan velas magnéticas o velas eléctricas.

Fusión Nuclear

Naves que funcionan generando su energía a partir de los procesos de fusión del deuterio.  Personalmente el tipo de nave más interesante de todas. Generalmente este tipo de embargaciones cargan con enormes cantidades de combustible, por lo que su realización sigue pareciendo imposible. Sin embargo, en algunas novelas podemos observar una solución planteada por los escritores: el combustible no lo carga consigo la nave, sino que lo recoge del espacio, puesto que como sabemos, el hidrógeno es el elemento mas abundante del universo. Entonces la tarea solamente recae en recoger todo el hidrógeno que sea posible para acelerar la nave.

Ejemplos de estas naves las vemos en la extraordinaria Tau Cero de Poul Anderson, Un Mundo fuera del tiempo de Larry Niven o La Guerra Interminable de Joe Haldeman. En estas novelas se da detalle de los efectos relativistas implicados en este tipo de naves y sus graves consecuencias.

Volviendo a Tau Cero, hay que mencionar lo espectacular que es el tipo de motor con el que la Leonora Cristine funciona, aunque esto se merecería una entrada aparte.

El vehículo en cuestión usa un motor Bussard ramjet para acelerar lentamente hasta alcanzar virtualmente la velocidad de la luz. Este tipo de motor fue propuesto en 1960 por el ingeniero Robert Bussard. La nave Leonora Cristine usa un recolector gigantesco de decenas de miles de kilómetros que se extiende alrededor de la nave pero no físicamente sino electromagnéticamente. Estos enormes campos electromagnéticos actúan como colectores del hidrógeno y lo aceleran, fundiéndolo, a una velocidad muy enorme, acelerando de esta forma.

Cálculos recientes hechos por el ingeniero aeroespacial Robert Zubrin, han demostrado que la escasa resistencia opuesta por las partículas presentes en el medio interestelar, a la escala del recolector necesario para recogerlas, sería mayor que la aceleración obtenida con la fusión nuclear del material absorbido. Esto ha generado el concepto de freno o paracaídas Bussard.

Explosión atómica

Hay otras alternativas que no son mediante fusión sino mediante fisión nuclear. La nave va detonando una serie de bombas nucleares una tras otra para darle impulso a la nave. El inconveniente de este tipo de propulsión resulta evidente: la alta contaminación que esto produciría.
Buscando un modo de utilizar más eficientemente la energía atómica surgió el proyecto Orión, que consiste en utilizar una explosión atómica para producir plasma, que al chocar contra un plato en el vehículo espacial, generaría un enorme impulso.

La duración del estallido es tan breve que el plato de impulso, de acero o aluminio, apenas sufre un ligero desgaste.

El resultado es un motor con una relación de impulso miles de veces mayor que el de un motor químico. Además, necesita una masa de reacción mucho menor gracias a las altas velocidades que alcanza el plasma.
Sin embargo, un pequeño fallo en el proceso de detonación puede destruir la nave, así como todo lo que haya a su alrededor.

Sin embargo, la ciencia ficción ha podido soslayar estos inconvenientes. En la película Deep Impact, la nave construida por los Estados Unidos para interceptar al cometa que va a destruir la Tierra está dotada de un sistema de propulsión Orión, y el plato de impulso se puede apreciar perfectamente en la secuencia de partida de la nave. Esto es un importante acierto en la ambientación científica de la película, ya que con la tecnología actual este sistema es el único que permitiría alcanzar la velocidad necesaria para la maniobra de cita orbital con el cometa.

Viajando más rápido que la luz
 
El hiperespacio se puede considerar como un espacio cuadridimensional donde el tiempo juega un papel  sumamente importante a diferencia del espacio tridimensional. Es un concepto tocado por la ficción no tan dura, aunque hay de todo. Quien  haya visto Star Wars no puede pasar por alto las entradas al hiperespacio del Halcón Milenario, brincando de un lado a otro de la galaxia. Este modo de viajar también se encuentra en la saga de La Fundación de Asimov o en el antes mencionado Planeta Errante de Fritz Leiber, donde el gran planeta sale del hiperespacio hasta posarse cerca de la Tierra, generando grandes estragos, mismos que son descritos en la novela. (En la imagen de la izquierda el Halcón Milenario)

Otra variante de este método es el distorsor espacio-temporal utilizado por A. E. Van Vogt en su trilogía de los No-A. El aparato en cuestión aprovecha las propiedades mecánico-cuánticas del espacio para realizar el salto hiperespacial. El inconveniente es que hay que colocar satélites a distancias predefinidas para que el salto pueda realizarse.

En Star Trek podemos observar que la USS Enterprise genera una especie de distorsión espaciotemporal denominada warp. Este tipo de dostorsión warp es una forma teórica de propulsión a velocidades mayores que la luz, velocidades superluímicas, y se genera un plegamiento espaciotemporal que acerca el punto de destino al de partida. Este viaje no se realiza de manera instantanea. Esta propulsión se diferencía del hiperespacio en que al generar esta curvatura la nave no entra en el hiperespacio sino que es similar a que si se trasladara en la orilla o borde del mismo dentro de una burbuja warp. Esto recuerda de cierta forma a la propuesta teórica del físico mexicano Miguel Alcubierre sobre un viaje superlumínico en el que la nave estaría encerrada dentro de una burbuja y en la parte delantera se generaría una contracción espaciotemporal así como una dilatación en la parte prasera de la burbuja, la burbuja viajaría a mayor velocidad que la luz pero la nave no, sino que permanecería dentro de la burbuja, respetando de esa forma las leyes de la Física.

En otras obras también podemos encontrar referencias a naves que funcionan mediante fisión nuclear o antimateria como en Mundos Aparte de Joe Haldeman, aunque son mucho menos comunes. El sistema basado en la antimateria permitiría la producción de 20.000 billones de jules por kilogramo de combustible, lo cual sin duda tendría la ventaja de un enorme y supereficiente aprovechamiento energético. El problema en este caso recae en los métodos de producción de antimateria, ya que actualmente necesitamos grandes aceleradores de partículas para fabricar siquiera unas pocas partículas que no podemos pensar usar para fines de propulsión.

En la siguiente imagen vemos una comparación, donde observamos algunas de las embarcaciones y vehículos de las películas y series de televisión más famosas.


Si desean ver un comparativo en escala de los tamaños de las naves más importantes de la ciencia ficción, desde la nave de Battlestar Galactica hasta el cubo de los Borg o las naves pollo que invadieron la Tierra en la película de Jimmy Neutrón (bueno, estas últimas no están... lástima) les recomiendo visiten esta interesante página.

6 comentarios:

  1. Hola nery,ya te debia un buen comentario en este blog, ya estuve viendo tus post y la verdad estan muy buenos, de echo estuve checando el post de las naves espaciales y orale!!! no soy fan de estas cosas pero se tornan interesantes, te dejo un 10+!!

    A ver que dia te das una vuelta por aca en vacaciones!! por cierto una duda, tu diseñaste el logo??? enseñamee o dime donde porfis!!

    Esta my padre tu blog, estare pasando por aqui!!
    Bye!!!

    Hector Gore!! :D

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  2. Hola Héctor, gracias por el comentario. Ya estaré pronto por allá, a mediados del mes siguiente.
    El logo del blog... te refieres al de la cabecera o al caracol? El de la cabecera no lo diseñé, es una imagen que encontré en la Web, tiene algunos científicos y fórmulas de los mismos, y el caracol básicamente lo mismo. Hay páginas también donde puedes diseñar tu logo, pero no son muy buenas.
    Saludos hasta Tabasco.

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  3. Guau!, soy una ignorante en literatura de ciencia ficción, me ha asombrado como expones el lazo que existe entre la ficción-fantasía de estas Obras y el conocimiento "real" que las sustenta. Apasionante la verdad. Una extensión infinita por aprender y aprehender.
    Mis besos!

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  4. Sí, y creo que es una de las cosas más emocionantes de la CF, la parte de la ciencia, tocada por el subgénero denominado "ciencia ficción dura".

    Saludos.

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  5. Que interesante reseña, Damián... y me voy volando al link que nos presentas al final. :)

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  6. Juan Carlos: Qué bueno que te haya gustado!

    Saludos!

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