La nave espacial que viaja a 1/5 de la velocidad de la luz y se autorepara de la radiación cósmica

En abril, un equipo de científicos, incluyendo a Stephen Hawking anunció un nuevo proyecto impresionante para explorar el espacio interestelar, mediante el uso de láser para propulsar nano-naves espaciales del tamaño de un sello de correos desde nuestro sistema hasta la estrella más cercana, Alfa Centauri.

La nave espacial que viaja a 1/5 de la velocidad de la luz y se autorepara de la radiación

Si podían conseguir que su pequeña nave espacial «StarChip» viaje a un 20 por ciento de la velocidad de la luz, se deduce que podría llegar en tan sólo 20 años. Pero, ¿cómo la vulnerable electrónica de una pequeña nave espacial podría sobrevivir durante 20 años en la hostilidad del espacio?

El problema para el proyecto Breakthrough Starshot de Hawking, dicen los investigadores de la NASA y el Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología, es la radiación.

Aparte de causar graves daños a los cuerpos del astronauta, la radiación de alta energía en el espacio también causaría graves defectos en la capa de dióxido de silicio de un chip nano-espacial, lo que significa que los componentes dejarían de funcionar mucho antes de 20 años de viaje.

¿Cuál es la solución? Como señala el equipo, el problema de la radiación se puede resolver seleccionando una ruta a través del espacio que minimice la exposición a la radiación cósmica.

Pero eso podría añadir una problema serio a la duración de una misión, e incluso una cantidad mínima de radiación podría infligir algún daño serio en una nave espacial diminuta.

Otra opción podría ser añadir blindaje a la electrónica para reducir el daño causado por los rayos cósmicos, pero de nuevo, agregando volumen y peso a la nave, disminuiría la velocidad de la misión, ya que una nave más grande no podría viajar a velocidades iguales a las especificaciones originales de «StarChip».

Pero hay una tercera manera de hacer que todo funcione, si podemos diseñar una nano-nave espacial que sea capaz de reparar los daños por radiación automáticamente mientras se dirige hacia Alpha Centauri.

«La curación en el chip ha existido durante muchos, muchos años», dijo Jin-Woo Han, investigador de la NASA, a Richard Stevenson en el IEEE Spectrum.

Utilizando un «nanowire transistor» del tipo «gate-all-around» experimental desarrollado por investigadores de KIST, el equipo dice que sería posible usar corriente eléctrica para calentar el chip contenido en una nano-nave espacial, curando de hecho cualquier daño incurrido a través de la exposición a la radiación.

La idea es que el chip dentro de la nave sería apagado cada pocos años durante el viaje, momento en el que el calentamiento del transistor podría remediar cualquier defecto inducido por la radiación.

El chip podría encenderse de nuevo una vez que haya «cicatrizado» lo suficiente.

En las pruebas realizadas por los investigadores con el «nanowire transistor» en el laboratorio, dicen que el proceso de calentamiento permite recuperar la memoria flash hasta alrededor de 10.000 veces, y la memoria DRAM hasta 1012 veces.

Si bien es sólo una solución hipotética en términos de aplicaciones de naves espaciales, y teniendo en cuenta que la investigación aún no ha sido revisada por otros científicos – el equipo dice que la técnica haría que las largas misiones espaciales interestelares como Breakthrough Starshot sean técnicamente factibles.

Por supuesto, asegurar que la electrónica permanezca funcional es apenas una pieza del rompecabezas.

Si una nano-nave espacial va a recorrer todo el camino hasta Alpha Centauri intacta, también tendrá que sobrevivir a otras amenazas diferentes a la radiación, como colisiones cósmicas con el gas y el polvo flotando en el espacio.

A principios del año, el equipo científico de Breakthrough Starshot inició una serie de experimentos diseñados para evaluar estos riesgos, y encontró que los impactos con el polvo en particular podrían ser catastróficos, lo que significa que al menos un cierto grado de blindaje adicional tendría que ser añadido a la nave.

Hay mucha más investigación que hacer antes de que esta increíble misión se convierta en una realidad, ya que la ciencia -como la pequeña StarChip- todavía tiene un largo camino por recorrer.

La investigación fue presentada esta semana en el International Electron Devices Meeting en San Francisco.

COMMENTS

WORDPRESS: 0
DISQUS: 0