¿Es posible cambiar la órbita de la Tierra?
Las películas de ciencia ficción con un presupuesto millonario ya no son patrimonio exclusivo de Hollywood. China se ha catapultado también a este lucrativo mercado. El lanzamiento de La Tierra Errante, una ambiciosa película china de más de dos horas de duración, visible en Netflix, data de principios de 2019.
La historia retoma un poco la de la mítica serie Space: 1999, en la que la Luna abandonaba la órbita de la Tierra tras una catastrófica explosión nuclear, encontrándose errante en el espacio profundo, acabando de alguna manera en la ruta de hipotéticos planetas extrasolares habitados por improbables civilizaciones alienígenas.
En el caso de la película china, no es la Luna la que abandona la órbita de la Tierra, sino la propia Tierra la que abandona su órbita alrededor del Sol. En la ficción cinematográfica, el Sol comienza a expandirse peligrosamente y, para escapar de sus garras mortales, los científicos proponen enviar nuestro planeta al sistema Alfa Centauri, a más de cuatro años luz de distancia. Para ello, todos los gobiernos de la Tierra, tocados por una repentina sabiduría, ceden el poder a un organismo supranacional. Este organismo decide la construcción de una serie de gigantescos motores situados a lo largo del ecuador, cuyo cometido será dar al planeta el empuje necesario para desprenderse de la gravedad solar, para iniciar un viaje de siglos hacia Alfa Centauri.
Omitimos las complicaciones posteriores de la trama, que ven cómo la Tierra corre el riesgo de ser destruida por la gravedad joviana, y nos preguntamos si el supuesto básico de la película -desplazar la Tierra de su órbita alrededor del Sol- es de algún modo factible. Matteo Ceriotti, ingeniero aeroespacial italiano e investigador de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Glasgow, en Escocia, se hizo la misma pregunta. Veamos las respuestas que encontró Ceriotti, basadas en los no muchos métodos teóricamente útiles para tener éxito en tal empresa.
Hay que aclarar, sin embargo, que la hipótesis analizada por Ceriotti no es precisamente la de la película: «enviar» la Tierra a Alfa Centauri es una idea que suena demasiado inverosímil para ser tomada en serio. Ceriotti, más modestamente, ha investigado la posibilidad de desplazar el planeta en una órbita un 50% más alejada del Sol que la actual. La pregunta a responder es esencialmente ésta: ¿es posible ampliar la órbita de la Tierra hasta que coincida aproximadamente con la de Marte? Veamos.
El método más básico que se nos ocurre para mover un cuerpo celeste de su órbita es hacerlo por las malas. En la película Armagedón, de 1998, se utilizaban cabezas nucleares para desviar o, más correctamente, hacer añicos un asteroide en curso de colisión con la Tierra. Pasando de la ciencia ficción a la ciencia, la NASA y la ESA tienen previstas misiones para utilizar un impactador cinético, es decir, una bala, para desviar ligeramente un pequeño asteroide de su órbita. Por desgracia, ambos métodos serían poco prácticos si el objetivo fuera modificar la órbita de la Tierra. En efecto, la masa de nuestro planeta equivale a casi seis septillones de kilogramos (5,97 × 10²⁴ kg, para ser exactos). Es tan grande que cualquier artefacto explosivo o impactador cinético calibrado sobre dicha masa acabaría teniendo un efecto secundario muy desagradable: el de destruir la Tierra.
Por suerte, existen métodos más amables para lograr este objetivo. Por ejemplo, el impulso necesario podría dividirse en un número masivo de empujes menores consecutivos. Algo así ocurre ya cada vez que se produce un lanzamiento espacial, después de todo. El impulso que dan los motores a un cohete para lanzarlo más allá de la atmósfera es un empuje contra la Tierra. Sin embargo, su efecto sobre el movimiento orbital de la Tierra es imperceptible, porque la potencia de los motores de un solo cohete, incluso de los más grandes, es insignificante en relación con la masa del planeta. Ceriotti calculó que se necesitarían 300.000 millones de lanzamientos a plena carga del Falcon Heavy de SpaceX para modificar la órbita de la Tierra y ensancharla en un 50%. Desgraciadamente, habría que consumir el 85% de la masa de la Tierra en materiales para construir y alimentar una flota similar de Falcon Heavy, dejando en la nueva órbita una Tierra «marchita», con apenas el 15% de su masa actual.
Un método más conveniente sería utilizar motores iónicos, es decir, motores que crean un ligero empuje continuo, disparando iones (normalmente iones de xenón) acelerados gracias a un sistema electrostático. Es el tipo de motor que alimentó la nave espacial Dawn en su extraordinaria misión dedicada a la exploración de Vesta y Ceres. Para empujar la Tierra fuera de su órbita, habría que construir un motor iónico gigante y colocarlo a 1.000 km de altura, para mantenerlo fuera de la atmósfera. Sin embargo, el motor debería estar firmemente conectado a la superficie de la Tierra empleando haces superresistentes, para transmitir el empuje al planeta. Utilizando un motor iónico capaz de producir un empuje continuo de 40 km/s en la dirección del movimiento orbital de la Tierra, sería entonces necesario transformar en propulsor iónico sólo el 13% de la masa de la Tierra, para ampliar la órbita hasta la distancia de Marte. Todavía quedaría disponible el 87% de la masa terrestre…
Afortunadamente, también hay sistemas de propulsión más baratos, que no obligarían a empobrecer la masa terrestre. La luz, por ejemplo, tiene impulso aunque no tenga masa. Por ello, es teóricamente posible utilizar potentes láseres para generar empuje. El proyecto Breakthrough Starshot se basa precisamente en esta idea: construir en algunos lugares de la Tierra una central de energía láser de 100 GW, capaz de producir un rayo colimado para acelerar hasta una fracción significativa de la velocidad de la luz una vela solar lanzada hacia Próxima Centauri. Gracias a la energía solar para generar la potencia necesaria, un sistema láser de este tipo también podría utilizarse para producir un empuje continuo capaz de modificar la órbita de la Tierra. Desgraciadamente, incluso disponiendo de un láser de 100 GW, se necesitarían tres mil millones de años disparando un impulso constante para ensanchar la órbita de la Tierra en un 50%: ¡es un tiempo ocho órdenes de magnitud mayor que el transcurrido desde el Big Bang hasta hoy!
También existe una forma alternativa de utilizar la presión de la radiación, es decir, la fuerza ejercida por la luz, para obtener el mismo cambio orbital en un tiempo mucho menor. El sistema consiste en utilizar una vela solar «aparcada» en órbita alrededor de la Tierra, orientada de forma que desvíe la radiación solar hacia la superficie terrestre. Según un estudio de 2002, los fotones del Sol reflejados por la vela hacia la Tierra moverían el centro de masa del sistema Tierra/vela, modificando la órbita de nuestro planeta con el tiempo. Desgraciadamente, para trasladar la Tierra a la órbita de Marte se necesitaría una vela solar con una anchura de 19 diámetros terrestres, es decir, ¡más de 240.000 km! Sin embargo, se ahorraría mucho tiempo en comparación con la solución anterior basada en el uso de láseres. Con una vela solar tan grande, «sólo» bastarían 1.000 millones de años para trasladar la Tierra a la distancia de Marte del Sol.