Llegar a Alfa Centauri con un cohete de combustible químico exigiría cientos de miles de años de viaje y un presupuesto que ningún programa espacial del planeta ha contemplado nunca en serio. El sistema estelar más cercano a la Tierra se sitúa a 4,24 años luz de distancia y una sonda Voyager, lanzada hoy mismo, tardaría unos 75.000 años en cruzar la frontera de Próxima b. Ahora, un equipo de las universidades Texas A&M y Northeastern acaba de presentar en la revista Newton, del grupo Cell, una lámina de silicio del tamaño de un sello de correos capaz de moverse en cualquier dirección al ser atravesada por un láser, sin combustible ni motor a bordo.
El dispositivo, bautizado como metajet, está formado por pilares de silicio dispuestos en patrones precisos. Cada pilar es unas 200 veces más fino que un cabello humano. Al recibir el haz láser, los patrones doblan la luz hacia un lado mientras la lámina se eleva al tiempo que se desplaza lateralmente, lo que da una maniobrabilidad tridimensional completa.
Los autores del estudio aseguran que es la primera vez que la propulsión lumínica logra controlar a la vez velocidad y dirección.
El retroceso de un arma medido en micrómetros
La explicación física que los investigadores ofrecen recurre a una imagen mecánica conocida. Cuando la luz se dobla hacia un lado al cruzar el metajet, el dispositivo recibe un impulso en el sentido contrario, igual que un fusil retrocede al disparar.
La luz funciona como una pelota de pingpong que rebota contra una mesa, transfiere una fuerza pequeña pero medible y deja al objeto en movimiento. La diferencia con la propulsión por vela solar tradicional es dónde se hace el control. Hasta ahora, los métodos ópticos manejaban la trayectoria moviendo el haz desde fuera. El metajet incorpora el control directamente en el material.
El truco está en la estructura interna. Los pilares se agrupan en lo que el equipo llama supercelda, una unidad geométrica que se puede ajustar para favorecer la velocidad o la elevación. Pocos pilares producen una curvatura más pronunciada y mayor velocidad lateral. Más pilares aportan mayor sustentación.
En los experimentos de laboratorio, realizados en un entorno líquido para anular la gravedad, los metajets alcanzaron una velocidad de siete micrómetros por segundo, una cifra modesta pero suficiente para validar el principio físico.
Otra característica importante para el escalado es que la fuerza generada no depende del tamaño del dispositivo, sino de la potencia del láser. En teoría, el mismo principio que mueve un chip microscópico podría mover un objeto mucho mayor con un haz lo bastante potente. El equipo no ve obstáculos físicos fundamentales para ese salto de escala, aunque sí desafíos de ingeniería térmica y de absorción de luz que tendrán que resolver los próximos prototipos.
La promesa interestelar y los pasos en tierra
El horizonte que dibujan los investigadores son las velas de luz interestelares, naves de propulsión lumínica impulsadas desde la Tierra por un haz láser de alta potencia que empuja una vela ultrafina de metasuperficies.
En 2016, el proyecto Breakthrough Starshot, respaldado por inversores como Mark Zuckerberg con 100 millones de dólares iniciales, anunció una sonda capaz de alcanzar Alfa Centauri en 20 años viajando cerca de la velocidad de la luz. El programa terminó frenándose por falta de financiación. En 2019, la misión LightSail 2 de The Planetary Society demostró que la propulsión lumínica sin combustible es viable en sondas pequeñas de baja masa.
Antes de cualquier viaje interestelar, los autores prevén usos más cercanos. A corto plazo, los metajets podrían funcionar como microrrobots controlados por láser, sin cables ni combustible, en aplicaciones de biología, medicina y química.
La capacidad de mover objetos diminutos dentro de un fluido sin contacto físico encaja con la cirugía mínimamente invasiva, la liberación dirigida de fármacos y la manipulación de tejidos en cultivos in vitro. El equipo de Texas A&M y Northeastern trabaja ya en una segunda generación con superceldas más densas y materiales con menor absorción óptica, los dos cuellos de botella que separan la prueba de laboratorio del prototipo aeroespacial.
