Objetivo: Próxima Centauri

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Felipe Torrentí Salom

 

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El espacio: la última frontera. Estos son los viajes de la nave estelar Medigene, que continúa su misión de enseñar genética a mundos desconocidos, nuevas vidas y nuevas civilizaciones; hasta alcanzar lugares donde nadie ha podido llegar. Es… uno de los objetivos más extraños de la Federación.

Fecha estelar: 96129.13. Continuamos nuestro viaje hasta el segundo planeta del sistema Próxima Centauri. Próxima Centauri b, así llamado, es un planeta rocoso un poco más grande que la Tierra. Un día allí dura 11’2 días en la Tierra y, aunque su estrella tiene una luminosidad de solo el 15% de la del Sol, el planeta está tan cerca de ella que la radiación total es un 65% la del Sol. Próxima Centauri b tiene una temperatura en el equilibrio de 40 grados bajo cero y se teoriza que es potencialmente habitable. Es el exoplaneta potencialmente habitable más cercano a la Tierra.

 

¿Cuál es el problema?

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Douglas Adams tiene razón: “El espacio es grande. Muy grande. No creerías lo vasto, enorme, alucinantemente extenso que es. Creerás que el camino a la farmacia es un largo trecho, pero eso son sólo motas de polvo para el espacio”. El espacio es tan grande, de hecho, que incluso el exoplaneta más cercano a la Tierra está a 4,25 años luz de distancia (¡40.200.000.000.000 kilómetros!). La Parker Solar Probe, la nave espacial más rápida que hemos construido, tardaría 6.300 años en llegar hasta allí.

Por desgracia no tenemos una fisiología vulcaniana: cada humano solo puede llegar de media a los 80 años de vida. La única forma de que la especie humana llegue a otro planeta es construyendo una nave generacional: una nave espacial que mantiene una población estable de tripulantes que nacen, se reproducen y mueren a lo largo de varias generaciones (210 en nuestro caso). Este es un concepto que aparece en varias novelas de ciencia ficción (como Universe, por Robert A. Heinlein) y, al igual que ocurrió con los comunicadores de Star Trek, las naves generacionales están captando la atención de ingenieros y científicos.

Un proyecto de tal magnitud no viene sin su serie de obstáculos, por supuesto. Uno de los problemas que encontraron esos científicos e ingenieros y que hay que solucionar antes de poder construir una nave espacial de este tipo es el de la consanguinidad.

 

El problema de la consanguinidad

Proporción de consanguinidad entre diferentes familiares. Imagen original por Citynoise (CC BY-SA 4.0), de Wikimedia Commons.

 

A pesar de que la gran mayoría de humanos están sanos, cada uno de ellos tiene al menos un par de genes con un alelo defectuoso. Normalmente no ocurre nada, pues estos genes son silenciosos en heterocigosis (cuando hay una copia del gen defectuosa y otra funcional), y la variedad entre la población es tan grande que es muy poco probable que dos defectos del mismo gen se junten en la descendencia de dos padres aleatorios.

Sin embargo, cuando se reproducen parientes cercanos la probabilidad de que se hereden dos alelos defectuosos de un mismo gen aumenta. Por ejemplo: hay un 25% de probabilidades de que dos hermanos hayan heredado el mismo alelo defectuoso de su padre. Si estos dos hermanos se reproducen, su hijo tendrá a su vez un 25% de probabilidades de heredar un alelo deletéreo de cada padre. Uno de cada 4 hijos de esta pareja tendrá un defecto genético. Y si se mantiene la endogamia durante varias generaciones, la probabilidad de tener descendencia enferma aumenta mucho más.

Este es el problema de las naves generacionales: si la tripulación es demasiado pequeña, acabará por no haber ninguna pareja de viajeros sin vínculos de sangre. ¿Cuál es el número mínimo de tripulantes iniciales que necesita la nave para asegurarse de que al menos un humano llegue sano y salvo a Próxima Centauri? Esta pregunta es la que han intentado responder Frédéric Marin de la Universidad de Estrasburgo y Camille Beluffi de la empresa de investigación Casc4de.

 

Simular un viaje interestelar

Estos dos científicos desarrollaron un algoritmo que predice las probabilidades de éxito de un viaje espacial dependiendo de los parámetros introducidos: duración del viaje, capacidad máxima de la nave, hijos máximos por mujer, probabilidad de aborto espontáneo, etc. Uno de estos parámetros es, por supuesto, la consanguinidad máxima permitida. Si se mide la consanguinidad mediante proporciones, dos hermanos tendrían una consanguinidad de 0’25, mientras que dos gemelos idénticos tendrían una consanguinidad de 1.

La simulación funciona realizando una serie de cálculos cada año simulado: primero se calculan el número de muertes accidentales y naturales y el número de tripulantes dentro del rango de edades donde se permite la procreación. Entonces, la simulación escoge aleatoriamente a dos de esos tripulantes (uno de cada sexo) y evalúa si pueden tener un hijo según los parámetros establecidos. Se verifica el porcentaje de infertilidad, las probabilidades de embarazo, las limitaciones de la endogamia, etc. Si la pareja cumple con todos los requisitos, se añade un nuevo miembro a la tripulación. El ciclo termina tras observar a toda la población femenina que está dentro de la ventana de procreación. Se guardan todos los datos y empieza un nuevo año.

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Este ciclo se repite cada año hasta que se llega al destino o toda la tripulación muere, y el viaje se simula 100 veces para obtener un porcentaje de eficacia. En el caso del artículo de Marin y Beluffi se simuló un viaje de 6.300 años a 200 km/s con una capacidad máxima de la nave de 500 pasajeros y un desastre que ocurre inevitablemente en el año 2500 del viaje y mata a una tercera parte de la tripulación.

 

Resultados

Marin y Beluffi inicialmente utilizaron los parámetros y las reglas establecidas por el antropólogo John Moore:

  • La tripulación inicial deberían de ser parejas jóvenes, casadas y sin hijos, para que puedan adaptarse a la vida en la nave antes de llegar a la edad de procreación autorizada (35 años).
  • Se debería retrasar la reproducción hasta los 35-40 años, para reducir el número de personas jóvenes y mayores no reproductoras y estabilizar la red social.

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Sin embargo, utilizando los parámetros de John Moore (edad de reproducción entre los 35 y los 40 años, dos hijos como máximo por mujer) la tripulación acaba perdiéndose, sea grande o pequeña, e incluso permitiendo cualquier nivel de consanguinidad. Las leyes sociales de Moore son demasiado severas para permitir viajes interestelares largos.

Marin y Beluffi obtuvieron mejores resultados realizando los siguientes cambios:

  • El número máximo medio de hijos por mujer se adapta a la población de la nave: si ésta supera un número límite se limita la fecundidad media de 3 a 2 hijos por madre.
  • Se amplía el intervalo de edades en los que se permite la reproducción. 35-40 es demasiado restrictivo, pues se reduce progresivamente la cantidad de adultos que están dentro de ese intervalo. Se establece un intervalo de 32-40 o 33-40 años.
  • Si no se limita la endogamia, las misiones que siguen las reglas anteriores mantienen un nivel de consanguinidad medio entre 0.06 y 0.065, que es una cifra mayor que el máximo de 0.05, a partir del cual se empiezan a ver efectos deletéreos en los pacientes. Al añadir una regla que limite la consanguinidad al 0.05 o incluso al 0 absoluto se consigue mantener sana a la tripulación. Sin embargo, cuanto más se limita la consanguinidad más se reduce el número de colonos que llegan a Próxima Centauri b.

Con estas reglas se consiguió que el éxito de la misión solo dependiera del número de parejas iniciales. Resulta que si este número es menor de 16, la misión fracasa el 100% de las veces. A partir de 25 ya empieza a ver más éxitos que fracasos, y a partir de 34 parejas la probabilidad de éxito es de un 94-98%. Los investigadores recomiendan un número mínimo de 49 parejas para asegurarse el éxito de la misión.

 

Conclusiones

Representación artítica de Próxima Centauri b, por ESO/M. Kornmesser (CC BY 4.0), de Wikimedia Commons.

Por supuesto, esta simulación no es absolutamente realista. No tiene en cuenta eventos aleatorios y asume muchas cosas, como por ejemplo que en el espacio se mantendrá igual la esperanza de vida o la infertilidad. Esta herramienta no es un oráculo que predice las probabilidades de éxito de nuestra odisea, pero nos sirve como paso inicial en el desarrollo de nuevas herramientas de predicción y simulación.

¿Completaremos nuestra misión y llegará por fin el ser humano a Próxima Centauri? Sin motores de curvatura o alguna forma de vivir 6.300 años jamás lo sabremos, pero puede que nuestros descendientes de 210 generaciones sí que lo consigan.

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