La historia de la humanidad ha sido moldeada por la energía que usamos. Al principio, usamos nuestros músculos, pero luego descubrimos el fuego y aprendimos cómo controlarlo y obtener energía. Más tarde, aprendimos a utilizar el carbón y el petróleo para impulsar grandes máquinas industriales. Luego iniciamos la “Era Atómica”, donde aprendimos el arte de dividir un núcleo para aprovechar una enorme cantidad de energía. En cada paso sucesivo, aumentamos nuestra utilización de la energía a niveles que nunca se habían alcanzado y avanzado significativamente como especie.
Actualmente, estamos buscando nuevas formas de obtener fuentes de energía renovables para cumplir con nuestros crecientes requisitos energéticos. A medida que la humanidad progrese, es probable que obtengamos un control completo de los recursos de nuestro planeta. En esa etapa, probablemente nos quedaremos sin recursos y tendremos una necesidad extrema de explorar y colonizar otros lugares habitables en el cosmos. Sin embargo, el espacio es complejo, por lo que invadirlo requerirá enormes cantidades de energía. Afortunadamente, sabemos dónde obtenerla… el Sol, la fuente de energía más importante para nuestro sistema solar.
Durante mucho tiempo, los científicos conocieron la magnanimidad de la energía solar, pero con los paneles solares, aprovechamos solo una parte de ese potencial. Sin embargo, ¿qué pasaría si pudiéramos idear un método para recolectar toda la energía del sol? Si es así, es probable que utilicemos alguna forma de la megaestructura llamada esfera de Dyson.
Esfera de Dyson
Una esfera de Dyson es una megaestructura propuesta que abarca completamente al Sol (o cualquier otra estrella) para aprovechar su energía. Para la humanidad, construir una esfera Dyson sería un salto tecnológico a la par con el descubrimiento de la rueda por parte de nuestros antepasados. Una esfera de Dyson podría ayudarnos a transformarnos de una especie planetaria a una interestelar.
La idea de la esfera de Dyson fue propuesta por primera vez por el físico Freeman Dyson en su artículo «Búsqueda de fuentes estelares artificiales de radiación infrarroja». Él postuló que, a medida que una civilización se hace tecnológicamente avanzada y agota sus fuentes de energía planetarias, necesitarían extraer energía fuera de su planeta. Extraer energía de la estrella más cercana sería la mejor apuesta. Para hacerlo, una civilización avanzada tendría que crear una esfera artificial alrededor del sol para aprovechar sus enormes cantidades de energía. Freeman opinó que una esfera sólida literal que encapsula el sol sería gravemente inestable y requeriría más material del que podría proporcionar incluso la combinación de todos los planetas de nuestro sistema solar. En su lugar, estimó que se podría hacer una esfera Dyson a partir de millones de satélites individuales de captación solar.
Una esfera de Dyson en nuestro sistema solar tendría un radio de 1 UA (unidad astronómica) y un área superficial mínima de 2.72x 1017 km2, aproximadamente 600 millones de veces el área de la superficie de la Tierra. La energía de salida del sol es de alrededor de 4×1026 W, lo que satisfaría fácilmente nuestros crecientes requerimientos de energía a medida que avancemos más en tecnología.
Variantes de la esfera de Dyson
Desde que se propuso por primera vez el concepto, se han diseñado muchas versiones de las esferas de Dyson para mejorar su factibilidad práctica. Estas son las dos versiones más populares de la esfera Dyson:
Tipo enjambre
La variante más cercana a la formulación original de la esfera de Dyson es el enjambre Dyson. En esta metodología de diseño, hay una gran cantidad de satélites independientes (o paneles solares avanzados) que orbitan en una densa formación alrededor del sol. Básicamente, la idea es utilizar diferentes formas de métodos inalámbricos de transferencia de energía para transferir energía entre estos componentes del enjambre y nuestro planeta.
Las dos ventajas principales asociadas con este enfoque es que los componentes orbitales individuales pueden dimensionarse según nuestros requisitos y esta construcción podría realizarse de forma incremental.
El inconveniente de este enfoque es que no tiene en cuenta de manera integral la dinámica astrofísica, que entraría en juego al intentar orbitar enjambres de construcciones de satélites alrededor del Sol. A medida que comenzamos a enviar más y más satélites de captación solar, sería cada vez más difícil mantener la estabilidad orbital.
Tipo burbuja
Otro enfoque para implementar una esfera de Dyson es usar algo llamado burbuja de Dyson. Al igual que un enjambre, una burbuja de Dyson se teoriza para estar compuesta de varias construcciones independientes. Sin embargo, hay una trampa … ¡estas construcciones no orbitarían al Sol!
En una burbuja de Dyson, se propone implementar construcciones envolventes utilizando colectores solares. Éstos son satélites suspendidos en el espacio que utillizan velas solares. Las velas solares son en sí mismas un concepto hipotético en el que la propulsión de los satélites se logra utilizando la presión de radiación ejercida por la luz solar en espejos grandes. Los satélites serían estacionarios con respecto al sol, pero también independientes entre sí.
Con el progreso actual de la ciencia de materiales, la practicidad de este enfoque es altamente improbable. Un colector solar 100% reflectante estacionado alrededor del Sol necesitaría tener una densidad de 0,78 gramos por metro cuadrado. Tal material de densidad ultra baja aún no se ha producido en entornos de laboratorio. Incluso el papel de impresión normal tiene una densidad de alrededor de 80 gramos por metro cuadrado; para hacer paneles con una densidad de 0,78 gms/m2, necesitaríamos un conocimiento profundo de la ciencia de materiales.
Podemos formular teorías sobre la construcción de megaestructuras revolucionarias que nos ayudarán a extraer toda la energía del Sol, pero hacerlo en un sentido práctico está actualmente más allá del alcance de la capacidad de ingeniería de la humanidad. La creación de una infraestructura para construir, desplegar y mantener enjambres o burbujas de satélites de recolección solar alrededor del Sol simplemente no es posible con los recursos que tenemos actualmente en la Tierra.
Fuente: ScienceABC