Esta es la cantidad de personas que tendríamos que enviar a Proxima Centauri para asegurarnos de que alguien realmente llegue

Si los humanos alguna vez van a colonizar la galaxia, tendremos que hacer el viaje a una estrella cercana con un planeta habitable. El año pasado, los astrónomos plantearon la posibilidad de que nuestro vecino más cercano, Próxima Centauri, tenga varios exoplanetas potencialmente habitables que podrían cumplir los requisitos.



Proxima Centauri está a 4,2 años luz de la Tierra, una distancia que tardaría unos 6.300 años en recorrer con la tecnología actual. Tal viaje tomaría muchas generaciones. De hecho, la mayoría de los humanos involucrados nunca verían la Tierra o su contraparte exoplanetaria. Estos humanos necesitarían reproducirse entre sí a lo largo del viaje de una manera que garantice la llegada de una tripulación sana a Próxima Centauri.

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Y eso plantea una pregunta interesante. ¿Cuál es la tripulación más pequeña que podría mantener una población genéticamente saludable durante ese período de tiempo?





Hoy recibimos una respuesta gracias al trabajo de Frédéric Marin en la Universidad de Estrasburgo y Camille Beluffi en la empresa de investigación Casc4de, ambos en Francia. Han calculado la probabilidad de supervivencia para misiones de varios tamaños y las reglas de reproducción que se requerirán para lograr el éxito.

Primero, algunos antecedentes. Los científicos e ingenieros espaciales han estudiado varias formas de llegar a las estrellas cercanas. El problema, por supuesto, son las grandes distancias involucradas y las velocidades comparativamente tranquilas que pueden manejar las naves espaciales humanas.

Apolo 11 viajó a unos 40.000 kilómetros por hora, una velocidad que lo llevaría a Próxima Centauri en más de 100.000 años. Pero las naves espaciales se han vuelto más rápidas desde entonces. Parker Solar Probe, que se lanzará este año, viajará a más de 700.000 kilómetros por hora, aproximadamente el 0,067 por ciento de la semilla de la luz.



Entonces, Marin y Beluffi usan esto como la velocidad alcanzable con la tecnología espacial de vanguardia en la actualidad. A esta velocidad, un viaje interestelar todavía tardaría unos 6.300 años en llegar a Próxima Centauri b, dicen.

Seleccionar una tripulación para un viaje espacial multigeneracional de este tipo no sería tarea fácil. Los parámetros importantes incluyen el número inicial de hombres y mujeres en la tripulación, su edad y esperanza de vida, las tasas de infertilidad, la capacidad máxima del barco, etc. También requiere reglas sobre la edad a la que se permite la procreación, cuán estrechamente relacionados pueden estar los padres, cuántos hijos pueden tener, etc.

Una vez que se determinan estos parámetros, se pueden conectar a un algoritmo llamado Heritage, que simula una misión multigeneracional. Primero, el algoritmo crea una tripulación con las cualidades seleccionadas. Luego recorre la misión, teniendo en cuenta las muertes naturales y accidentales cada año y verificando qué miembros de la tripulación están dentro de la ventana de procreación permitida.

Luego, asocia aleatoriamente a dos miembros de la tripulación de diferentes sexos y evalúa si pueden tener un hijo en función de las tasas de infertilidad, las posibilidades de embarazo y las limitaciones de la consanguinidad. Si el embarazo se considera viable, el algoritmo crea un nuevo miembro de la tripulación y luego repite este ciclo hasta que la tripulación muere o llega a Próxima Centauri después de 6300 años.



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Cada misión también incluye una catástrofe de algún tipo (una plaga, una colisión u otro accidente) que reduce la tripulación en un tercio.

Luego, el algoritmo repite cada misión 100 veces para determinar la probabilidad de que este tamaño de tripulación llegue a su destino.

Una pregunta clave es qué grado de consanguinidad se puede permitir. Marin y Beluffi miden esto utilizando una escala en la que la reproducción entre gemelos idénticos se registra como 100 por ciento; hermano/hermana, padre/hija o madre/hijo es 25 por ciento; tío/sobrina o tía/sobrino es 12.5 por ciento; y primos hermanos es 6.25 por ciento.

Una opción es limitar la consanguinidad a menos del 5 por ciento, por lo que los socios deben tener una relación más lejana que los primos hermanos. Otra opción es estipular que los socios no pueden tener ninguna relación, de modo que la consanguinidad sea 0. Marin y Beluffi usan este segundo escenario en su simulación.

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Luego, el algoritmo determina la probabilidad de éxito en más de 100 misiones para diferentes tamaños iniciales de tripulación.

Los resultados hacen una lectura interesante. El algoritmo de Heritage predice que una tripulación inicial de 14 parejas reproductoras tiene cero posibilidades de llegar a Próxima Centauri. Un grupo tan pequeño no tiene suficiente diversidad genética para sobrevivir.

Los investigadores han observado con animales que la diversidad genética de una población inicial de 25 parejas puede mantenerse indefinidamente con una cría cuidadosa. Pero cuando el algoritmo Heritage usa esto como el equipo inicial (25 hombres y 25 mujeres), predice un 50 por ciento de posibilidades de morir antes de llegar al destino. Eso se debe en gran parte a eventos aleatorios que pueden influir en dicha misión.

Las posibilidades de éxito, según Heritage, no alcanzan el 100 por ciento hasta que la tripulación inicial tiene 98 colonos, o 49 parejas reproductoras. Entonces podemos concluir que, bajo los parámetros utilizados para esas simulaciones, se necesita una tripulación mínima de 98 colonos para un viaje espacial multigeneracional de 6.300 años hacia Proxima Centauri b, dicen Marin y Beluffi.

Es un trabajo interesante que sienta las bases para simulaciones más detalladas. Por ejemplo, las tasas de fertilidad en el espacio profundo pueden resultar bastante diferentes de las de la Tierra. Y las posibilidades de que un niño sano resulte de un embarazo exitoso también pueden ser mucho menores debido a las tasas de mutación más altas debido a la radiación.

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Las posibilidades de catástrofe a causa de accidentes o plagas pueden resultar mucho menores que las posibilidades de catástrofe causada por factores sociales como el conflicto. Todo esto podría programarse en una versión más avanzada de Heritage.

De hecho, estos temas ya han sido explorados por escritores de ciencia ficción. Por ejemplo, en el libro sieteeves , el autor Neal Stephenson imagina un futuro en el que la humanidad pasa por un cuello de botella demográfico y todos los individuos descienden de siete mujeres.

Dado el trabajo de Marin y Beluffi, el futuro imaginado de Stephenson parece muy poco probable. Pero seguramente es importante considerar el escenario dadas las múltiples amenazas que enfrenta nuestra civilización.

Ref: arxiv.org/abs/1806.03856 : Cálculo de la tripulación mínima para un viaje espacial multigeneracional hacia Próxima Centauri b

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