La inspiración para la exploración espacial puede venir de todos los rincones. Una de las fuentes más inspiradoras, o aterradoras, para algunos en la exploración espacial provino del experto en informática John von Neumann, quien estableció un marco para las máquinas autorreplicantes en una serie de conferencias que dio en 1948. Desde entonces, científicos e ingenieros han estado debatiendo las ventajas y los peligros de tal sistema.
Sin embargo, si bien la tecnología ha avanzado mucho desde la década de 1940, todavía parece que todavía estamos muy lejos de tener una máquina von Neumann completamente funcional. Eso es a menos que recurras a la biología. Incluso los sistemas biológicos simples pueden realizar hazañas absolutamente alucinantes de síntesis química. Y hay pocas personas en el mundo de hoy que lo sepan mejor que George Church. El genetista de Harvard ha estado al frente de una revolución en las ciencias biológicas durante los últimos 30 años. Ahora, ha publicado un nuevo artículo en Astrobiology que reflexiona sobre cómo la biología podría ayudar a crear un sistema a picoescala que potencialmente podría explorar otros sistemas estelares casi sin costo alguno.
“Picoescala” en este contexto significa pesar del orden de un picogramo. Dado que el satélite operativo más pequeño jamás creado hasta ahora pesaba solo 33 gramos, reducirlo a 10-12 de ese tamaño podría parecer ambicioso. Pero eso es precisamente lo que potencialmente podrían hacer los sistemas biológicos.
Una bacteria típica pesa alrededor de un picogramo. Y con una modificación genética suficientemente avanzada, las bacterias pueden hacer cualquier cosa, desde procesar desechos tóxicos hasta emitir luz. Por lo tanto, el Dr. Church cree que podrían ser una excelente herramienta de exploración interestelar.
La base de ese argumento se reduce a una combinación de costos y estadísticas. El costo es la explicación simple de cuánto dinero se necesita para poner material en órbita. Los investigadores podrían lanzar trillones de satélites de tamaño pico al mismo costo que poner en órbita un satélite de un gramo. A primera vista, parece una propuesta de valor bastante buena.
Las estadísticas dictan la incertidumbre que conlleva el envío de una sonda a otro sistema estelar. Dado que la humanidad nunca lo ha hecho antes, es difícil saber qué posibilidades podría tener uno de sobrevivir. Pero está claro que, a velocidades relativistas que permitirían que una sonda alcance una estrella en un tiempo razonable, un impacto con literalmente cualquier cosa significaría el final de la misión, lo que probablemente resultaría en una explosión del tamaño de varias bombas nucleares.
Con billones de sondas más pequeñas, existe una probabilidad mucho mayor de que al menos algunas logren pasar y llegar al sistema estelar de destino. Incluso aquellas que viajan a velocidades relativistas no tendrían un impacto demasiado grande con cualquier cosa con la que entren en contacto, por lo que no necesariamente eliminarían a todos sus compañeros de viaje a la vez.
Entonces, obviamente, una sonda del tamaño de un picogramo tiene algunas ventajas, pero ¿qué sucede cuando la sonda llega al sistema estelar? No sería particularmente interesante simplemente empujar una bacteria a Alpha Centauri solo para que no haga nada más que acelerar a través de ese sistema estelar al llegar.
Church sugiere que una sola bacteria (o sonda von Neumann) podría, en teoría, crear un dispositivo de comunicación que podríamos detectar desde la Tierra. Para hacerlo, podría usar la presencia de bioluminiscencia o reflectancia.
La bioluminiscencia, o la luz emitida por organismos biológicos, sería teóricamente detectable en la superficie o en la atmósfera de los exoplanetas. La sonda en sí podría programarse para reproducirse y emitir una fluorescencia lo suficientemente brillante como para que podamos detectarla. En teoría, también podría enviar algún tipo de información como parte de esa señal, por ejemplo, variando la frecuencia de los pulsos o la longitud de onda de la luz, si se hubiera entrenado adecuadamente de antemano.
Alternativamente, otro fenómeno biológico podría proporcionar una base para la comunicación mediante la luz. La reflectancia y, lo que es más interesante, la reflectancia modificable, podrían volver a servir como base para un protocolo de comunicación. Muchos materiales biológicos tienen tasas de reflectancia muy altas, y algunos pueden modificarse en función de la criatura viviente que los controla. Al reflejar un láser dirigido al planeta en el que reside, una sonda von Neumann podría potencialmente enviar mensajes codificados a la Tierra variando la longitud de onda de esa señal reflejada.
Incluso los experimentos mentales sobre este tipo de resultados potenciales amplían los límites de lo que se conoce en biología, como admite deliberadamente el propio Dr. Church. Como dice repetidamente en el documento, mucho más trabajo sobre este tema sería un “desafío de laboratorio interesante”. Eso puede ser un eufemismo, pero ayuda a recordar a aquellos que están interesados que la inspiración y las posibles soluciones pueden provenir de lugares inesperados.
Información adicional: George Church – Picogram-Scale Interstellar Probes via Bioinspired Engineering
Artículo con fines divulgativos basado en el artículo original en Inglés.
Créditos: Andy Tomaswick, Universe Today
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