Crean la tecnología para fabricar una nave que llegará a Alfa Centauri en sólo 20 años

Un equipo de investigadores ha desarrollado una tecnología de fabricación nanométrica que podría reducir de 15 años a un solo día la producción de velas láser, estructuras clave para propulsar naves interestelares al 20% de la velocidad de la luz.

El avance, publicado recientemente por científicos de la Universidad Tecnológica de Delft en Holanda y la Universidad Brown en Estados Unidos, resuelve uno de los mayores obstáculos del proyecto Breakthrough Starshot: fabricar en masa estas velas, cubiertas de miles de millones de agujeros nanométricos, sin comprometer su resistencia o reflectividad.

De nanometros a campos de fútbol

El método emplea un proceso de grabado con gas para eliminar las capas de soporte bajo la vela, dejando una estructura suspendida de 200 nanómetros de grosor (500 veces más delgada que un cabello humano) y 60 milímetros de lado. «No se trata solo de miniaturizar; es replantear cómo construimos a escala nanométrica», explica Richard Norte, líder del equipo en Delft.

La clave reside en combinar dimensiones macroscópicas con precisión atómica: cada vela mantiene billones de perforaciones microscópicas para optimizar la reflexión de los láseres, pero su fabricación requiere ahora horas, no años.

Según los cálculos del equipo, si este proceso se amplía, una vela funcional para misiones interestelares alcanzaría “el tamaño de siete campos de fútbol» con un grosor milimétrico. «Es la simultaneidad de lo grande y lo pequeño en un mismo material lo que lo hace ligero y reflectante”, destaca Norte. El prototipo actual, ya probado en suspensión, supera en robustez a los diseños previos: “Si se rompe, será durante la fabricación. Una vez suspendido, es notablemente resistente”.

El siguiente paso consiste en impulsar la vela con láseres en condiciones controladas. Aunque el desplazamiento previsto es de centímetros (frente a los 4,37 años luz que separan la Tierra de Próxima Centauri), Norte subraya su relevancia: “Sería 10.000 millones de veces mayor que cualquier intento anterior”. Estos ensayos no sólo validarán la tecnología, sino que también explorarán límites físicos hoy teóricos, como la aceleración máxima que un objeto fabricado puede alcanzar.

Paralelamente, el método abre nuevas aplicaciones industriales. «Ahora que podemos fabricar estas velas del tamaño de obleas de silicio, investigamos qué más podemos lograr con nanotecnología y láseres», adelanta Norte.

El camino por delante

En febrero del año pasado, la NASA declaró lista para misiones reales otra tecnología de vela solar menos avanzada, que utiliza los fotones del sol para impulsar naves. El proyecto —dirigido durante dos décadas por Les Johnson, ingeniero del Marshall Space Flight Center— desplegó una vela de 1.651 metros cuadrados de superficie (equivalente a tres pistas de baloncesto) fabricada con un polímero ultrafino similar al escudo térmico del telescopio James Webb.

El mayor reto técnico de este proyecto no fue el material, sino controlar la rotación de la vela en el espacio. “Dirigirla hacia arriba, abajo o los lados fue sencillo ajustando el centro de masa”, me contó en su día Johnson. “El problema fue el alabeo [rotación sobre su eje]». La solución: incorporar parches en la tela que, al aplicar voltaje, alteran su reflectividad. “Si un área refleja menos luz, la fuerza diferencial corrige el giro”, afirmó.

Tras superar pruebas de vibración, radiación y micrometeoritos, la vela alcanzó el nivel TRL 6, que certifica su viabilidad para misiones. Entre sus primeras aplicaciones estará monitorizar tormentas solares desde puntos fijos cerca del Sol, aumentando un 50% el tiempo de alerta ante eventos Carrington y Miyake, que resultaría mortiferos para la civilización actual.

«La presión de los fotones solares acelera la nave de forma continua. Sin combustible, las misiones pueden durar décadas», afirma Johnson. A corto plazo, la tecnología permitirá estudiar asteroides o planetas como Mercurio sin límites de propelente. A largo plazo, Johnson anticipa su uso en sondas interestelares: «Con láseres orbitales potentes, como propone Breakthrough Starshot, una vela podría alcanzar Próxima Centauri en una vida humana».

Pero el sueño de Johnson es precisamente lo que ha conseguido el equipo de Norte: utilizar laseres de alta potencia para impulsar la nave a velocidades relativistas que nos permitan alcanzar Alfa Centauri en menos tiempo que una vida humana. Quedan retos por resolver, pero estamos cerca de conseguirlo