Comienzan a medir el empuje de la luz en materiales para velas láser de naves interestelares

La idea de viajar por el espacio interestelar utilizando naves espaciales propulsadas por el impacto de fotones contra velas ultrafinas puede parecer exclusiva de novelas de ciencia-ficción, pero ya se trabaja en ello y recientemente se ha logrado un avance importante.

Un programa conocido como Breakthrough Starshot Initiative, iniciado en 2016 por Stephen Hawking y Yuri Milner, ha estado explorando la idea de la propulsión lumínica para viajes interestelares. El concepto consiste en utilizar rayos láser para propulsar una sonda espacial diminuta (y por tanto con una masa también minúscula) provista de vela lumínica, a fin de acelerarla hasta velocidades enormes y hacerla viajar en poco tiempo (unos 20 años) al sistema estelar de Alfa Centauro (Alfa centauri). Situado a 4,2 años-luz de la Tierra, este es el sistema solar más cercano al nuestro.

Un equipo integrado, entre otros, por Harry Atwater, Lior Michaeli y Ramon Gao, los tres del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Estados Unidos, trabaja en la cuestión.

El desarrollo de una membrana que pueda utilizarse como vela láser exige superar numerosos retos. La membrana debe resistir el calor, mantener su forma bajo presión y desplazarse de forma estable por el eje de un rayo láser. Pero antes de que pueda comenzar la fabricación de tal vela, se necesita saber cómo exactamente los materiales de los que estará hecha responden a la presión de la radiación láser. Atwater y sus colegas se propusieron averiguar si podían determinar la fuerza que los fotones ejercen sobre una membrana con solo medir sus movimientos. Y han descubierto que ciertamente es factible.

A raíz de ello, han desarrollado una plataforma para caracterizar las membranas ultrafinas que algún día podrían utilizarse para fabricar esas velas lumínicas. Y la han probado con una vela lumínica miniaturizada que han fabricado a tal fin.

Los experimentos del equipo constituyen un primer y decisivo paso para pasar de las propuestas y diseños teóricos de las velas lumínicas a las observaciones y mediciones reales de los materiales potenciales y a la comprobación física de los conceptos clave.

Recreación artística del concepto de nave con vela lumínica impulsada por un láser desde la Tierra. (Ilustración: Caltech)

Atwater, Michaeli y sus colegas exponen los detalles técnicos de su plataforma de pruebas en la revista académica Nature Photonics, bajo el título “Direct radiation pressure measurements for lightsail membranes”. (Fuente: NCYT de Amazings)