El documento resume los principales hitos en la historia de los viajes espaciales, desde el primer objeto que cruzó la línea Karman en 1942 hasta misiones recientes como Kepler y Rosetta. Luego describe los enormes desafíos técnicos y científicos que plantea el viaje interestelar, incluyendo la gran distancia a otras estrellas, la necesidad de grandes cantidades de energía y protección contra la radiación. Finalmente, resume varias propuestas teóricas para la propulsión interestelar, pero concluye que aún faltan

1. EL PROXIMO CAPITULO
DE LA HUMANIDAD 2:
VIAJES INTERESTELARES
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2. Antecedentes
03 de octubre 1942 Primer vehículo en cruzar la línea Karman (100 km / ~ 62
millas por encima de la superficie de la Tierra) y por lo tanto
entrar en el espacio exterior
Alemania Programa militar cohete
V-2
21 de agosto 1957 El primer misil balístico intercontinental (ICBM) URSS R-7 Semiorka / SS-6
Albura
04 de octubre 1957 Primer satélite artificial. Las primeras señales del espacio URSS Sputnik 1
03 de noviembre 1957 Primer animal en órbita, la perra Laika URSS Sputnik 2
02 de enero 1959 Primer disparo de un cohete en órbita terrestre
Primero en alcanzar la velocidad de escape de la Tierra o de
inyección Trans Lunar
Primera detección de viento solar
URSS Luna 1
04 de enero 1959 El primer satélite artificial para llegar a las proximidades de la
luna y el primer satélite artificial en órbita heliocéntrica
URSS Luna 1
07 de agosto 1959 Primera fotografía de la Tierra desde la órbita EE.UU. Explorer 6
13 de septiembre
1959
Primera impacto en otro mundo (la Luna)
Primera entrega de (URSS) banderines nacionales a un
cuerpo celeste
URSS Luna 2
12 de abril 1961 El primer vuelo orbital tripulado humano (Yuri Gagarin) URSS Vostok 1
16 de junio 1963 Primera mujer en el espacio (Valentina Tereshkova) URSS Vostok 6

3. Antecedentes
03 de febrero 1966 Primer aterrizaje suave en otro mundo (la Luna)
Primeras fotos de otro mundo
URSS Luna 9
21 de julio 1969 Primer humano en la Luna y primera puesta en marcha desde un
cuerpo celeste
EE.UU. Apolo 11
23 de abril 1971 Primera estación espacial URSS Salyut 1
24 de enero 1986 Primer sobrevuelo de Urano (máxima aproximación 81.500 kms) EE.UU. Voyager 2
19 de febrero 1986 Primera estación espacial de investigación a largo plazo habitada
constantemente
URSS Mir
14 de febrero 1990 Primera fotografía de todo el Sistema Solar EE.UU. Voyager 1
24 de abril 1990 Observatorio orbital óptico EE.UU. / ESA Hubble
04 de julio 1997 El primer rover operativo en otro planeta (Marte) EE.UU. Mars Pathfinder
20 de noviembre 1998 Primera estación espacial multinacional,
Mayor objeto artificial construido en el espacio hasta la fecha
Rusia,
EE.UU., ESA,
Japón,
Canadá
Estación Espacial
Internacional
06 de marzo 2009 Misión Kepler lanzada, primer telescopio espacial designada para
buscar exoplanetas similares a la Tierra
EE.UU. Kepler
25 de agosto 2012 Primera sonda artificial en el espacio interestelar. EE.UU. Voyager 1
12 de noviembre 2014 Primera sonda hecha por el hombre para hacer un aterrizaje
planeado y suave en un cometa (67P/Churyumov-Gerasimenko)
ESA Rosetta

4. Retos del viaje interestelar
Viajar a otras estrellas plantea desafíos gigantescos
Distancia
• Velocidad suficiente para llegar en un plazo razonable
• El Voyager 1 (la nave espacial más rápida en el espacio) necesitaría 80,000 años para llegar a
la estrella más cercana
• Próxima Centauri esta 10.000 veces más lejos que el último planeta del sistema solar.
Energia
• La aceleración de una tonelada a una décima parte de la velocidad de la luz requiere la
cantidad total de energía generada por la humanidad en un año en toda la Tierra.
• La energía tiene que venir de:
– Combustible almacenado (aumento de la carga adicional)
– Cosechado en el espacio (ver comentarios sobre Bussard)
– Proyectada a través de enormes distancias
Medio interestelar
• El gas y el polvo pueden dañar gravemente las naves espaciales que viajan a gran velocidad si
no están adecuadamente protegidas
• Ahora sabemos que la radiación es muy alta en el espacio exterior, lo que compromete la
salud a largo plazo de los astronautas.

5. Tiempo
• o El principio de espera: Si una misión necesita de más de 50 años para
llegar a su destino tal vez no se deba comenzar, porque los
descubrimientos futuros podrían permitir viajes más rápidos y una nave
futura podría ser capaces de adelantar a la misión más antigua, haciéndola
obsoleta e inútil.
• o Si el viaje es largo para los astronautas, ¿cómo podemos enviarlos a otra
estrella?
– Dilatación del tiempo
– Animación suspendida
– Colonización con embriones
– Nave Generacional
– Vida extendida
– Upload de Mentes
Comunicaciones
• Obviamente la velocidad x2 de la luz. Por tanto, 8 años para enviar un
mensaje y recibir una respuesta de Alfa Centauri, la estrella más cercana.
Retos del viaje interestelar

6. Propulsion 1
1. Cohetes de combustible sólido/líquido
• Todo lo que hemos logrado hasta ahora, gracias a ellos.
• No podríamos haber caminado en la Luna o enviar el Voyager a los límites del sistema solar sin ellos
• El payload del Apollo fue del 3%. Los cohetes son muy grandes, caros y extremadamente ineficientes.
• Ya no podemos avanzar más con ellos.
• Sus velocidades máximas los hacen inadecuados para la exploración del sistema solar, incluso
2. Propulsor iónico
• Wikipedia: el propulsor iónico electrostático es un diseño para los propulsores de iones, altamente
eficiente de bajo empuje para propulsión de naves espaciales que utiliza energía eléctrica. Estos diseños
utilizan electrodos de alta tensión para acelerar iones con fuerzas electrostáticas
• Los propulsores electrostáticos de iones han acelerado iones a velocidades que alcanzan los 100 km/s. En
2006, la ESA probó con éxito de un motor electrostático de iones mejorado con velocidades de 210 km/s.
• Estos motores necesitan una fuente de energía. Podemos construir propulsores más potentes, pero
necesitaremos consiguiente, más energía, lo que es un problema en el espacio.
• Mejorarán los viajes espaciales, pero no lo suficiente para exploración interestelar

7. Propulsion 2
3. Velas solares
• Wikipedia: Las velas solares son una forma de propulsión espacial que utiliza la presión de radiación (también
llamada presión solar) de las estrellas para empujar grandes espejos ultrafinos a altas velocidades.
• La vela solar permite operaciones de bajo costo y de larga vida útil, ya que tienen pocas piezas móviles y
utilizan sin combustible
• Algunos estudios indican que un vela solar grande y ligera, lanzada contra el sol podría regresar con
velocidades de más de 100 km / s (x10 vs sondas más rápidos)
• Esto sólo funcionará si podemos construir velas muy ligeras. La nanotecnología abre la puerta para esto. Las
velas de carbono soportan temperaturas muy altas, lo que es importante para permitir altas aceleraciones, y
son ligeras y resistentes.
• Las velas solares no tienen que ser protegidas. El polvo espacial (típicamente de 1 micra aprox) hará agujeros
muy pequeños (alrededor de 1,5 micras)
4. Velas solares con beamers
• Wikipedia: Las velas de solares también podrían ser impulsados ​​por rayos de energía para ampliar su rango
de operaciones, lo que se denomina estrictamente Vela beamer.
• El beamer es la parte costosa de este concepto, pero una vez se tiene uno, se puede utilizar para lanzar
muchas sondas. Analogía con el esfuerzo de construir un puente en comparación con el esfuerzo de cruzar un
río con un barco.
• "Las velas solares serán las primeras naves espaciales"

8. Propulsion 3
5. Bussard ramjet
• Wikipedia: Bussard propuso una variante de reactor de un cohete de fusión capaz de vuelo espacial
interestelar, usando enormes campos electromagnéticos para recoger y comprimir el hidrógeno del medio
interestelar. Las altas velocidades fuerzan la masa reactiva en un campo magnético progresivamente
restringido, comprimiéndolo hasta que se produzca la fusión termonuclear. El campo magnético entonces
dirige la energía de escape como propulsión opuesta a la dirección prevista del viaje, acelerando así el vehículo.
• Después de la propuesta original hemos descubierto que estamos en una región del espacio que no tiene
suficiente hidrógeno. Aunque se trataba de un concepto prometedor, ahora se considera como un no-go.
6. Cohetes de fisión
• Desarrollado hace 40 años, nunca utilizados.
• Wikipedia: NASA hizo (en 2013) simulaciones de combustibles para cohetes termonucleares con el objetivo
provisional para apoyar el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS). El proyecto mostraba etapas de cohetes el
doble de eficientes que sus contrapartes químicas impulsando las misiones tripuladas a la Luna, Marte y más
allá.
• En resumen: Podrían ser utilizados para el sistema solar, pero no lo suficiente como para ser propulsores
interestelares eficaces.

9. Propulsion 4
7. Cohetes de fusión
• Wikipedia: Un cohete de fusión es un diseño teórico para un cohete impulsado por la energía de
fusión, que podría proporcionar una aceleración eficiente y a largo plazo en el espacio sin la necesidad
de llevar un suministro grande de combustible. El diseño se basa en el desarrollo de la tecnología de la
energía de fusión más allá de las capacidades actuales y la construcción de cohetes mucho más grandes
y más complejos que cualquier nave espacial actual. Un reactor de fusión más pequeño y ligero podría
ser posible en el futuro cuando se hayan ideado métodos más sofisticados para controlar el
confinamiento magnético y evitar inestabilidades del plasma. La energía de fusión podría proporcionar
una alternativa más ligera y compacta.
• No tenemos la tecnología para su control. De hecho, ni siquiera estamos cerca.
8. Cohetes de antimateria
• Wikipedia: Un cohete de antimateria es una tipo especulativo de cohetes que utilizan la antimateria
como fuente de energía. Hay varios diseños que intentan lograr este objetivo. La ventaja de esta clase
de cohete es que una gran fracción de la masa en reposo de una mezcla de materia / antimateria se
puede convertir en energía, lo que permite a estos cohetes tener una densidad mucho más alta de
energía y de impulso específico que cualquier otra clase teórica de cohete.
• Aún más futurista que la fusión. Grandes desafíos tecnológicos tanto en la producción del combustible
como en su contención.

10. Propulsion 5
9. Agujero Negro
• Wikipedia: idea teórica para permitir los viajes interestelares propulsando una nave estelar, creando un
agujero negro artificial y usando un reflector parabólico para reflejar su radiación de Hawking. (2009, Louis
Crane y Shawn Westmoreland)
• El estudio argumenta una serie de ventajas de este concepto frente a la antimateria, la fusión o fisión.
• También es futurista ya que hoy tenemos la tecnología sólo para crear agujeros negros muy pequeños
durante fracciones de segundo.
10. FTL (Más rápido que la luz)
• Una serie de teorías / opciones en torno a viajar más rápido que la luz. Son en su mayoría especulativas por el
momento
• Motor de curvatura (warp drive)
• El motor de Alcubierre o motor de curvatura fue teorizado como una solución particular de las
ecuaciones de Einstein en 1994 por Miguel Alcubierre.
• Los viajes FTL se logran mediante la deformación del espacio, al contraerlo delante de la nave espacial
y expandiéndolo detrás, mientras que el centro de la burbuja permanece en el espacio “normal”.
• Se requiere de materia exótica (materia con masa negativa) para este concepto funcione.

11. Conclusion
Para cada opción/solución, 3 preguntas:
• Física: ¿Podemos hacer esto? ¿Es
esto posible?
• Ingeniería: ¿Sabemos cómo?
• Economía: ¿Podemos hacerlo con
una cantidad razonable de recursos?
Conclusión
• A corto plazo nuestra mejor manera
de progresar parece estar en las
velas solares. Combinado con
Beamers, las velas solares podrían
incluso convertirse en naves
espaciales, aunque será lentas.
• Se necesitan avances significativos a
largo plazo. NO hay una restricción
fundamental para crear naves FTL,
pero estamos quizá a siglos de
dominar la ingeniería necesaria.

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