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martes, diciembre 6, 2022
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En el futuro construiremos sondas autorreplicantes para explorar la Vía Láctea antes de lo que se piensa. ¿Por qué no tener ETI?

El futuro puede llegar en ráfagas repentinas. Lo que parece estar muy lejos puede aparecer repentinamente, especialmente cuando se trata de tecnología. Eso podría ser cierto para las máquinas autorreplicantes. ¿Combinaremos la impresión 3D con la utilización de recursos in situ para construir sondas espaciales autorreplicantes?

Un ingeniero aeroespacial con experiencia en robótica espacial cree que podría suceder más temprano que tarde. Y eso tiene implicaciones para SETI.

Alex Ellery es profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Carleton en Ottawa, Canadá. Ellery es autor y coautor de muchos documentos y artículos sobre temas como la impresión 3D, la utilización de recursos in situ, las máquinas autorreplicantes y la exploración robótica.

Ellery ha publicado un nuevo artículo sobre Cambridge Core titulado «Las sondas autorreplicantes son inminentes: implicaciones para SETI». En él habla de los avances en impresión 3D, autorreplicación y robótica y dice que ya estamos construyendo máquinas autorreplicantes, aunque tienen sus limitaciones. También dice que si los estamos desarrollando, entonces las ETI, si existen, también deberían haberlos desarrollado. Argumenta que SETI podría estar mejor enfocado en encontrar evidencia de sondas en lugar de escanear el cielo en busca de señales de radio.

Ellery escribe sobre una gran cantidad de conceptos familiares para los lectores de Universe Today, por ejemplo, biomimética y minería de asteroides. Él dice que la biomimética puede desempeñar un papel importante en las sondas espaciales autorreplicantes dedicadas a la minería de asteroides. «Las sondas autorreplicantes son un ejemplo de TRIZ (Teorija Reshenija Izobretatel’skih Zadach), una teoría de resolución de problemas inventiva que combina soluciones biomiméticas con problemas tecnológicos», escribe.

Esta imagen del artículo muestra algunos motores eléctricos. En el panel de la izquierda, un motor eléctrico impreso en 3D (izquierda) se encuentra junto a un motor eléctrico estándar (derecha). El panel de la derecha muestra el motor de CC impreso en 3D con bobinas enrolladas. La fabricación aditiva (FA) también forma parte del proceso. Crédito de la imagen: Alex Ellery.

Estamos razonablemente seguros de que otros sistemas solares tienen cinturones de asteroides. En nuestro Sistema Solar, se espera que la minería de asteroides sea una gran parte de nuestra expansión al espacio. Por lo tanto, las sondas interestelares autorreplicantes probablemente dependerán de los asteroides como materia prima. Pero hay algunos problemas asociados con eso, y la biomimética podría brindar una solución.

Ellery explica que uno de los principales problemas en la minería de asteroides es el entorno de microgravedad. La masa de una máquina no es suficiente para mantenerla unida a un asteroide. Sugiere que el taladro perforador de madera y el ovipositor de la avispa de la madera podrían ser una solución al proporcionar una forma para que una máquina se ancle a un asteroide. “Emplea dos secciones longitudinales que penetran a través de un mecanismo alternativo dual: los dos segmentos del vástago de perforación alternan entre anclaje y penetración, y el segmento anclado proporciona tracción para el segmento de excavación percusivo”, escribe. Los científicos ya han desarrollado una herramienta quirúrgica basada en el taladro y el ovipositor de la avispa, por lo que el ovipositor podría inspirar una solución similar en la minería de asteroides.

Ellery y su colega Abdurrazag Elaskri crearon un motor eléctrico impreso en 3D en 2020 y publicaron un artículo al respecto. Utilizaron la fabricación aditiva para fabricar el núcleo de hierro, el devanado, el aislamiento y el imán permanente. En el futuro, las sondas autorreplicantes harán uso tanto de la impresión 3D como de la fabricación aditiva. La distinción entre los dos probablemente desaparecerá.

Todavía queda un largo camino por recorrer para pasar de un motor eléctrico a una sonda autorreplicante, pero esto definitivamente es un progreso. “Tenemos motores eléctricos impresos en 3D que pueden aprovecharse potencialmente del material extraterrestre que debería estar disponible en todos los sistemas estelares”, escribe Ellery.

Ellery también escribe sobre velas ligeras, algo con lo que los lectores habituales de Universe Today están familiarizados. Una vela ligera, o vela solar, usa grandes espejos para atrapar la presión de radiación de una estrella de la misma manera que un velero atrapa el viento con sus velas. Johannes Kepler habló por primera vez sobre la idea allá por 1610 en una carta a Galileo. Ahora, las velas ligeras se han probado con éxito en naves espaciales de demostración.

¿Serán las velas ligeras parte de las sondas autorreplicantes en el futuro?

Las velas ligeras son películas delgadas de Mylar/Kapton con una capa reflectante de aluminio aplicada. Ellery dice que en lugar de Mylar/Kapton, las velas ligeras construidas por máquinas autorreplicantes podrían estar hechas de elastómero de silicona. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y también está muy presente en los asteroides. Y el aluminio está ampliamente presente en el mineral anortita, que también está disponible en los asteroides.

Esta es una foto de LightSail 2, una nave espacial diseñada, construida y lanzada por la Sociedad Planetaria como una misión de prueba para la tecnología. Crédito: La Sociedad Planetaria

Las velas ligeras podrían fabricarse mediante sondas autorreplicantes, según Ellery, aunque todavía existen algunos obstáculos. “Las velas grandes se pueden ensamblar a partir de módulos de velas más pequeños para facilitar la fabricación y el manejo; no está claro si la impresión 3D se puede implementar con capas extremadamente delgadas, pero hemos demostrado la viabilidad de la deposición de aluminio sobre plástico de silicona”, escribe.

Este proceso es complicado y Ellery y sus colegas han logrado avances importantes. “Impresión 3D de múltiples materiales para incorporar plásticos, metales y cerámicas: hemos demostrado el principio de usar aleación de aluminio fundido con plásticos de silicona simultáneamente, lo cual es un gran paso hacia la impresión 3D de metal/plástico en componentes integrados; de hecho, esto es precisamente lo que se requiere en electrónica de impresión y velas solares”.

Las velas ligeras también se basan en soportes ligeros pero fuertes. Hay diferentes formas de proporcionar el soporte y el mecanismo de despliegue que requieren las velas, pero Ellery confía en que las futuras sondas autorreplicantes podrán fabricarlas. La modularidad es clave, dice. “La vela interestelar es una estructura de magnitud, pero no hay ninguna razón física por la que no pueda construirse aprovechando la capacidad de producción de las máquinas autorreplicantes, que pueden alcanzar una escala exponencial a partir de una población de módulos”.

La idea de una máquina autorreplicante universal se encuentra en el centro del artículo. Ellery describe cómo podrían reproducirse y extenderse por una galaxia, aprovechando los recursos generalizados. “Los asteroides ofrecen una gama de materias primas para alimentar la máquina autorreplicante: metales, cerámica, volátiles (se supone que son de naturaleza similar a los volátiles lunares), reactivos y materia prima para plásticos”, escribe. “Toda la Galaxia podría ser colonizada dentro de 24 generaciones (dando una población de 424 mil millones) asumiendo dos descendientes por generación”, explica.

La imagen de la izquierda muestra aluminio fundido con una lente Fresnel. La imagen de la derecha muestra aluminio fundido directamente sobre plástico de silicona. Crédito de la imagen: Alex Ellery.

Ellery argumenta con firmeza que nos estamos acercando a la era de las máquinas autorreplicantes, aunque todavía queda mucho trabajo por hacer. “Actualmente estamos desarrollando máquinas autorreplicantes; aunque aún existen desafíos asociados con la gran escala asociada con los viajes interestelares, nuestro esquema actual de autorreplicación garantiza que las tecnologías fundamentales se puedan desarrollar en poco tiempo”, escribe.

Y si estamos cerca de hacerlo, al menos en escalas de tiempo de civilización, ¿no lo habrían hecho también las ETI? “Esto sugiere que si aplicamos el principio copernicano, las ETI, si existen, deberían haber desarrollado sondas autorreplicantes”, afirma.

Algunos pensadores señalan que existen riesgos en el desarrollo de máquinas autorreplicantes. La IA avanzada utilizada en las máquinas eventualmente podría volverse difícil de vivir o imposible de controlar. Es un tropo bien explorado en la ciencia ficción.

Esta figura del estudio muestra la abundancia elemental en nuestro Sistema Solar. Si bien otros sistemas diferirán, habrá amplias similitudes entre los sistemas solares con estrellas de la misma población. Crédito de la imagen: Ringwood, 1966.

Pero Ellery dice que la utilidad de las máquinas autorreplicantes supera las preocupaciones. “La pura utilidad de la tecnología de autorreplicación margina la noción de que ETI no desarrollará esta tecnología por temor a sus peligros potenciales”, afirma.

Si las ETI están utilizando esta tecnología, eso nos lleva al segundo punto principal que plantea en su artículo: SETI debería tratar de detectar firmas tecnológicas relacionadas con sondas autorreplicantes activas en cinturones de asteroides de otros sistemas solares. Si existen ETI, argumenta, entonces ya han desarrollado sondas autorreplicantes y es posible que ya hayan pasado por nuestro Sistema Solar. Y si lo hicieron, debería haber pruebas.

Todavía no hemos descubierto ninguna evidencia. Pero no estamos cerca de una búsqueda exhaustiva. La Luna es el único cuerpo en el Sistema Solar que ha sido fotografiado en detalle, y no hay evidencia, aunque los tubos de lava merecen una mirada más cercana por varias razones. “No hay evidencia observacional de grandes estructuras en nuestro sistema solar, ni signos de minería y procesamiento a gran escala, ni signos de residuos de tales procesos”, escribe Ellery. Como mínimo, debería haber residuos de arcilla, dice Ellery.

El cinturón de asteroides es un objetivo principal para los recursos necesarios para las sondas espaciales autorreplicantes. Los científicos creen que la mayoría de los sistemas solares tienen cinturones de asteroides. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Concluye a partir de esta falta de evidencia que es probable que las ETI no existan. “Concluimos, por lo tanto, que la hipótesis más sostenible es que las ETI no existen”. Pero Ellery no cree que debamos dejar de buscarlos. De hecho, la búsqueda puede servir para otro propósito. “Sin embargo, esto no invalida las búsquedas SETI de ningún tipo; de hecho, requiere que en un sentido popperiano intenten refutar la hipótesis”. Karl Popper fue un filósofo que argumentó que la falsificación empírica debería tener prioridad sobre el método científico.

Es prematuro concluir que las ETI no existen. Pero si lo hacen o no, no cambia el objetivo principal del artículo de Ellery. Las máquinas autorreplicantes están llegando y representan la mejor manera para que la humanidad explore y se expanda en la galaxia.

«… la máquina autorreplicante es la máquina definitiva que ofrece un poder cosmológico indiscutible a la especie humana a largo plazo».

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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