Escudos de fuerza: mito o realidad

La tecnología actual aún está lejos de conseguir escudos o campos de fuerza tales como los que aparecen en el cine o la literatura de ciencia ficción. Y la razón fundamental es que resulta prácticamente imposible que uno de estos dispositivos sea capaz de repeler o rechazar el ataque de todo tipo de amenazas, sean de la naturaleza que sean: rayos láser, torpedos fotónicos, misiles guiados, bombas termonucleares, incluso cuchillos o espadas, como sucede en la célebre novela de Frank Herbert, Dune, o en la película homónima de David Lynch.

En la entrada anterior sobre el tema de los escudos de fuerza, os había contado que ninguna de las cuatro interacciones o fuerzas fundamentales de la naturaleza presentaba las propiedades requeridas para comportarse de forma parecida a como suelen hacer en el cine los escudos protectores omnipotentes. Sin embargo, asimismo os dejé una puerta abierta a la esperanza. Veamos a qué me refiero en concreto con esto.

El profesor Jim Al-Khalili, afirma Paul Parsons en su libro The science of doctor Who, propone utilizar la fuerza electromagnética como fundamento a la hora de construir un escudo de fuerza. Si recordáis, el inconveniente que presentaba utilizar la fuerza electromagnética para repeler potenciales armas mortíferas era la ausencia de carga eléctrica neta del objeto que incidiese sobre la región protegida por el escudo. Pues bien, una posible solución a este inconveniente podría consistir en bombardear dicho objeto con un haz de positrones (antipartículas de los electrones), con lo cual se aniquilarían una parte de los electrones del mismo. Como resultado, el arma quedaría con una carga neta positiva y podría ser desviada o rechazada mediante el empleo de campos eléctricos o magnéticos. No está nada mal como solución parcial, pues seguimos teniendo el problema de su ineficacia ante ataques con rayos láser, por ejemplo. En el mismo libro se propone una solución viable para desviar ataques con mortíferas radiaciones electromagnéticas. Haciendo uso de un efecto cuántico como el scattering Delbrück, los fotones de un láser serían susceptibles de ser desviados con campos eléctricos. Para ello, bastaría que se transformasen en pares electrón-positrón, impidiéndoles a estas dos partículas volver a recombinarse en un nuevo fotón eléctricamente neutro y, por tanto, inmune a la fuerza electromagnética.



Otra idea posible para construir un escudo de fuerza similar a los maravillosos artilugios de la ciencia ficción ha sido propuesta por el profesor Michio Kaku, quien en su libro The physics of the impossible, sugiere una disposición sucesiva de tres fases: una primera constituida por una ventana de plasma de alta temperatura encargada de vaporizar objetos sólidos, una intermedia formada por una sucesión de miles de haces láser entrecruzados que también estarían destinados a vaporizar posibles armas amenazadoras y, finalmente, una red hecha a base de nanotubos de carbono encargada de ejercer una fuerza repulsiva descomunal a semejanza de una malla elástica superfuerte. Me detendré un poco en la primera de estas tres etapas.

Una ventana de plasma es, como su propio nombre indica, una estructura en forma de lámina constituida por un gas ionizado a altísima temperatura (unos 10.000-15.000 grados) y confinado mediante campos eléctricos y magnéticos. Fue patentada (con el número 5578831) por Ady Hershcovitch en 1995, mientras trabajaba en el Brookhaven National Laboratory. Los resultados fueron publicados en el volumen 78 de la prestigiosa revista Journal of Applied Physics. Su utilidad consiste en separar dos regiones físicas que se encuentren a distintas presiones, siendo comúnmente una de ellas el vacío. Para aquellos de vosotros que seáis aficionados a la serie original de Star Trek, seguro que semejante comportamiento os resultará muy familiar, ya que un dispositivo muy similar se empleaba para separar la atmósfera de una nave espacial atracada del vacío del espacio exterior. Si se pudiesen obtener plasmas a temperaturas arbitrariamente altas, y a decir verdad no existe ninguna ley física que impida esto, la idea del profesor Kaku podría funcionar ya que la ventana sería capaz de vaporizar prácticamente cualquier material. Únicamente habría que reducir el consumo energético de la lámina, el cual limita seriamente el tamaño de la misma (unos 8 kW por cada centímetro de diámetro).



Pero no creáis que la idea subyacente tras el concepto de escudo de fuerza únicamente tiene su utilidad en violentas guerras interestelares o invasiones alienígenas. Nada más lejos de la realidad. Mucho menos romántico, aunque igualmente emocionante resulta proteger a los astronautas en misiones más allá de la capa protectora de nuestra atmósfera. En efecto, la Tierra se encuentra rodeada por una región de campo magnético (la magnetosfera) que nos protege de las partículas cargadas eléctricamente procedentes del Sol o de los rayos cósmicos de alta energía procedentes del espacio. Cuando nuestras misiones espaciales se encuentran más allá de esta barrera protectora, los efectos de este bombardeo continuo pueden resultar enormemente peligrosos, tanto para la salud de los astronautas como para los propios instrumentos de a bordo. Recientemente, se ha descubierto que el campo magnético protector de la Tierra no es siempre igual de efectivo, sino que esta efectividad depende, a su vez, de la orientación del campo magnético solar. Así, cuando ambos campos están alineados (polo norte solar con polo norte terrestre), el flujo de partículas nocivas que penetran en nuestra atmósfera es hasta veinte veces mayor que cuando los campos magnéticos están antialineados (polo norte solar con polo sur terrestre). La doctora Ruth Bamford y un equipo de colaboradores formado por investigadores del Reino Unido, Suecia y Portugal han propuesto el año pasado, en un artículo publicado en el volumen 50 de la revista Plasma Physics and Controlled Fusion, el diseño de una pequeña magnetosfera artificial con la que rodear la nave espacial y blindar el interior de la misma ante un potencial chorro de partículas cargadas de alta energía. La extensión de este escudo protector abarcaría unos 100-200 metros de diámetro y se requerirían unos campos magnéticos de tan sólo 1 Tesla de intensidad. Los autores del trabajo piensan que en unos cinco años podría disponerse de un prototipo.

Tampoco hay que ascender hasta el espacio interplanetario para encontrarse con barreras protectoras a modo de escudos infranqueables. Sin ir más lejos, los aviones comerciales están siendo equipados ya con materiales antibomba, en particular las puertas que dan acceso a las cabinas de los pilotos o los contenedores para el equipaje e incluso se pretende llevar a cabo lo mismo con el fuselaje (la compañía Telair International está desarrollando tales materiales, formados por kevlar, la materia prima de los chalecos antibalas, y otros componentes). Y descendiendo un poco más hasta el nivel del suelo, encontramos el TROPHY, un sistema de defensa activa diseñado por RAFAEL (empresa israelí dedicada al desarrollo armamentístico). Consiste en la detección del elemento amenazador (misil guiado o cohete) en todo el espacio (360º) que rodea al sistema protegido (normalmente, un tanque o un vehículo anfibio), y el posterior lanzamiento de un haz e interceptación de aquel, típicamente a una distancia prudencial de entre unos 10 y unos 30 metros del objetivo. Su creador afirma que está ideado para enfrentarse a múltiples amenazas simultáneas procedentes de distintas direcciones y que es operativo en todo tipo de terrenos, ya sean urbanos o en campo abierto y en todo tipo de condiciones atmosféricas.



Aunque todas las ideas expuestas en los párrafos anteriores constituyen soluciones más o menos cercanas a los míticos escudos de fuerza reflejados en la ciencia ficción, ninguno de ellos cumple en su totalidad con las propiedades que parecen mostrar éstos. Sin embargo, conviene recordar la cantidad de veces que algún científico famoso ha afirmado que un determinado logro resultaría imposible en el futuro, para darse cuenta de la cantidad de veces que ha metido la pata. Nunca digáis “de esta agua no beberé…”.