thumb|Logo thumb|250px|El 24 de agosto de 2016 (12:00 CET), ESO organizó una conferencia de prensa para discutir el anuncio de Próxima b en su sede en Garching, cerca de Múnich, Alemania. En esta imagen, el Dr. S. Pete Worden da un discurso.
Breakthrough Starshot (a veces traducido como Disparo estelar) fue un proyecto de investigación e ingeniería desarrollado por el programa Breakthrough Initiatives que pretendía desarrollar una flota de micronaves espaciales (conocidas como StarChip) impulsadas con velas solares capaces de viajar a Alfa Centauri (localizado a una distancia de 4,37 años luz) al 15% o 20 % de la velocidad de la luz (60 000 km/s o 215 millones de km/h), por lo que tardarían entre 20 y 30 años en alcanzar su destino, y otros 4 años en comunicar a la Tierra su llegada. El viaje planeaba también incluir un sobrevuelo sobre el planeta Próxima Centauri b, el cual posee características muy similares a la de la Tierra y también se encuentra en la zona habitable de su estrella. El concepto principal que permitiría poner en marcha este proyecto se explica en el artículo de Philip Lubin (de la Universidad de California en Santa Bárbara) titulado "Plan de trabajo para el vuelo interestelar",(file available at University of California, Santa Barbara here Accessed 16 de abril de 2016) publicado en abril de 2015 en la revista científica British Interplanetary Society. El envío de una nave espacial ligera implicaría una matriz en etapas de varios kilómetros de láseres orientables por haz con una potencia de salida combinada y coherente de hasta 100 GW.
En septiembre de 2025, Scientific American informó que el proyecto estaba suspendido indefinidamente. Philip Lubin estima que, en ese momento, el proyecto había gastado alrededor de 4,5 millones de dólares de los 100 millones propuestos.
Inicios del proyecto El proyecto, que forma parte del programa Breakthrough Initiatives, y tiene un presupuesto de 100 millones de dólares para iniciar la investigación,ABC: Stephen Hawking anuncia un plan para enviar una sonda a Alfa CentauriMark Zuckerberg joined Stephen Hawking to create tiny interstellar spaceships fue anunciado el 12 de abril de 2016, durante un acto celebrado en Nueva York en el que participaron el físico, filántropo y empresario inversionista ruso Yuri Milner y el físico y cosmólogo Stephen Hawking que forman parte de la Junta Directiva, al igual que el filántropo y cofundador de Facebook Mark Zuckerberg. Yuri Milner estima que el presupuesto final podría ascender aproximadamente a unos 5 o 10000 millones de dólares, calculando que la primera nave podría ser lanzada al espacio alrededor del año 2037. El astrofísico Pete Worden es el director del programa, siendo esta su tercera ocasión de participar como director en una investigación espacial y el profesor Avi Loeb (Universidad de Harvard) preside la Junta Asesora para el proyecto.https://breakthroughinitiatives.org/News
En 2017, Stephen Hawking en una conferencia en el Festival Internacional Starmus dijo a la audiencia:
Miembros del Comité Comité de Gestión y AsesoríaBreakthrough Starshot, Leaders, Management and Advisory Committee
Objetivos El proyecto Breakthrough Starshot tiene como principal objetivo demostrar el concepto de la posibilidad de enviar nano-naves espaciales impulsadas por luz a larga distancia teniendo como principal destino el sistema estelar Alfa Centauri. Como objetivos secundarios estarían la exploración del sistema solar y la exploración, estudio y detección de asteroides que cruzan la Tierra. La nave espacial sobrevolaría y, posiblemente, podría fotografiar mundos similares a la Tierra que pudieran existir en el sistema.
Posible objetivo, un planeta En agosto del año 2016, el Observatorio Europeo Austral (European Southern Observatory-ESO) anunció la detección de un planeta en órbita alrededor de la estrella Próxima Centauri, tercera del sistema Alpha Centauri. El planeta, llamado Próxima Centauri b, orbita dentro de la zona habitable de su estrella, pudiendo ser un objetivo potencial para uno de los proyectos de Breakthrough Initiatives.
En enero del año 2017, Breakthrough Initiatives y el Observatorio Europeo Austral acordaron colaborar para buscar planetas habitables en el sistema estelar Alpha Centauri. El acuerdo incluía que Breakthrough Initiatives proporcionaría fondos para una actualización del instrumento VISIR (VLT Imager y espectrómetro para infrarrojo medio) en el Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile. Esta actualización aumentará en gran medida la probabilidad de detección de planetas en dicho sistema.
Concepto thumb|391px|Diseño de una nave espacial equipada con una vela solar de 4mx4m (imagen artística). Las sondas del proyecto Breakthrough Starshot tendrán el tamaño de un sello postal
El concepto de Starshot consiste en el lanzamiento de una "nave nodriza" con una carga de miles de nano-naves espaciales (de unos centímetros de tamaño y pocos gramos de peso), que cuando alcancen una órbita de gran altura, serán liberadas y puestas en el espacio. A continuación, láseres de gran potencia desde la Tierra enfocarían un haz de luz para impulsar las velas de las naves una vez desplegadas, de manera individual, y acelerar su velocidad máxima en minutos, consiguiendo un promedio de 100 km/s2 y una energía de 1 TJ insuflado a cada vela (de 4×4 m).Lightsail, Integrity under thrust.Lightsail | Stability on the beam.
Si las naves encuentran un planeta con características similares a las de la Tierra, en una órbita de la zona habitable del sistema Alfa Centauri (caso que se ha dado con los telescopios terrestres a finales de agosto de 2016) el proyecto intentará realizar la proeza de acercar las nano-naves a una distancia de 1 unidad astronómica (150 millones de kilómetros o 93 millones de millas) del planeta. A esa distancia, las cámaras de la nave pueden obtener datos gráficos de una calidad suficientemente alta como para conocer dichas características.
Cada nave tendría la posibilidad de transmitir datos a la Tierra mediante un sistema compacto de comunicaciones vía láser. El enjambre de miles de unidades compensaría la posible pérdida de naves causadas por colisiones con polvo interestelar camino de su destino. En un trabajo más reciente, se ha sugerido que las colisiones con los distintos materiales hallados en el espacio parece no ser un problema tan grave como se pensaba en un principio.
Desafíos tecnológicos
La vela solar requiere una gran cantidad de energía: un láser con potencia de varios gigavatios (aproximadamente lo que genera una planta nuclear grande) proporcionaría solo unos newtons de empuje. Para compensarlo la nave espacial tiene que tener una masa de solo unos gramos, y deberá poseer el láser de la cámara, el ordenador, los sistemas de comunicación y una fuente de energía de plutonio, teniendo que ser todos miniaturizados. Todos los componentes tienen que estar perfectamente diseñados para soportar aceleración extrema, frío, el vacío y los protones, así como sobrevivir a colisiones con el polvo espacial.
StarChip StarChip es el nombre utilizado por la compañía Breakthrough Initiatives para la nave espacial interestelar de tamaño centimetral del programa Breakthrough Starshot, cuya propuesta de misión es impulsar una flota de mil StarChips en un viaje al sistema estelar Alfa Centauri, estrellas extrasolares más cercanas, situadas a unos 4,37 años luz de la Tierra. El viaje incluiría un sobrevuelo de Próxima Centauri b, exoplaneta del tamaño de la Tierra que se encuentra en la zona habitable de su estrella anfitriona. Las nanonaves robóticas ultraligeras StarChip, equipadas con velas solares, están programadas para viajar a velocidades de 20% y 15% de la velocidad de la luz, llevándoles entre 20 y 30 años para alcanzar el sistema estelar, respectivamente, y aproximadamente 4 años para notificar a la Tierra el éxito de la misión. Los principios conceptuales para permitir el viaje interestelar se describieron en "Una hoja de ruta hacia el vuelo interestelar", por Philip Lubin de la Universidad de California en Santa Bárbara, que es asesor del proyecto Starshot.
En julio de 2017, los científicos anunciaron que los precursores de StarChip, llamados Sprites, fueron lanzados con éxito con un cohete Polar Satellite Launch Vehicle desarrollado por la Agencia India de Investigación Espacial desde el del Centro Espacial Satish Dhawan.
Componentes Se espera que cada nanonave espacial StarChip estén equipadas con cámaras miniaturizadas, equipo de navegación, equipo de comunicación, propulsores de fotones y una fuente de alimentación. Además, cada nanonave estaría equipada con un medidor de luz, hecho de materiales livianos, con un peso cercano al gramo.
Cámaras Se prevén cuatro cámaras digitales a escala de subgramo, cada una con una resolución mínima de 2 megapíxeles.
Procesadores También están previsto que lleven cuatro procesadores también a escala de subgramo.
Propulsores de fotones Sería cuatro los propulsores de fotones a escala de subgramo, cada uno con la capacidad funcional de mínimo un nivel de láser de diodo de 1W.
Batería Equipado con una batería nuclear de 150 mg, impulsada por plutonio-238 o americio-241.
Capa protectora Estará protegido con una capa, posiblemente hecha de cobre al berilio, para así proteger la nanopartícula de las colisiones de polvo y la erosión por partículas atómicas.
Vela solar La vela solar no podrá ser mayor de 4 por 4 metros (13 por 13 pies), posiblemente estará compuesta por material a base de grafeno, que debería ser muy delgado y tener la capacidad de reflejar el rayo láser mientras absorbe solo una pequeña fracción de la energía incidente, o vaporizaría la vela.
Destinos potenciales La siguiente tabla enumera posibles destinos para viajes fotogravitacionales similares. Los "tiempo de viaje" indican la duración del viaje de la nave espacial a la estrella y su entrada en órbita alrededor de la misma (usando la presión de fotones para maniobras similares al aerofrenado).
NombreTiempo de viaje (Años) Distancia (Años luz)Luminosidad (L☉)Proxima Centauri1214,20,00005α Centauri A101,254,361,52α Centauri B147,584,36 0,50Sirius A68,908,5824,20Procyon A154,0611,446,94Vega167,3925,0250,05 Altair176,67 16,69 10,70Fomalhaut A221,3325,1316,67Denebola325,56 35,78 14,66Castor A341,3550,9849,85Epsilon Eridiani 363,3510,500,50 Asistencias sucesivas en α Cen A y B podría permitir que los tiempos de viaje a 75 años a ambas estrellas.
La vela solar tiene una relación masa-superficie nominal (σnom) de 8,6 × 10−4 gramos m−2para una vela nominal de clase de grafeno.
Área de la vela solar, cerca de 105 m² = (316 m)2
Velocidad hasta 37.300 km s−1 (12,5% c)
Otras aplicaciones El físico alemán Claudius Gros propuso que la tecnología Breakthrough Starshot podría utilizarse en un segundo paso para establecer una biosfera de microbios unicelulares en exoplanetas habitables transitoriamente.Claudius Gros: Developing Ecospheres on Transiently Habitable Planets: The Genesis Project, Astrophysics and Space Science, Vol. 361, pp 1-14 (2016).Jessica Boddy: Q&A: Should we seed life on alien worlds?, Science, 9 de septiembre de 2016. Una sonda Génesis viajaría a velocidades más bajas, alrededor del 0.3% de la velocidad de la luz. Por lo tanto, así podría desacelerarse utilizando una vela magnética.James Romero, "Should we seed life through the cosmos using laser-driven ships?", New Scientist, 13 de noviembre de 2017.
Véase también
Sonda interestelar Viaje interestelar Proyecto Daedalus
Proyecto Longshot Nave espacial Telescopio Coloso con una matriz Coloso de telescopios de 74m capaces de propulsar por láser nano naves espaciales a viajes interestelares.
Referencias
Enlaces externos Sitio web de la Iniciativa
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