Si alguna vez la humanidad se decide a colonizar la galaxia, tendría que viajar hasta una estrella cercana con un planeta habitable. El año pasado, los astrónomos plantearon la posibilidad de que nuestro vecino más cercano, Próxima Centauri, podría albergar varios exoplanetas potencialmente habitables a los que podríamos intentar llegar.

Próxima Centauri está a 4,2 años luz de la Tierra, una distancia que tardaría unos 6.300 años en recorrerse con la tecnología actual. Para completar el viaje, serían necesarias varias generaciones de personas. De hecho, la mayoría de los humanos involucrados en el viaje nunca conocerían la Tierra ni su homólogo exoplanetario. Su vida entera transcurriría en la nave. Estos humanos necesitarían reproducirse entre sí a lo largo del viaje de forma que garantizase que un grupo saludable de personas pudiera poner el pie en Próxima Centauri.

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

La respuesta la acaban de dar el investigador de la Universidad de Estrasburgo (Francia) Frédéric Marin y la investigadora de la empresa de investigación Casc4de (Francia) Camille Beluffi. El equipo calculó la probabilidad de supervivencia para diferentes misiones de varios tamaños y las reglas reproductivas necesarias para alcanzar el éxito.

Primero un poco de contexto. Los científicos e ingenieros espaciales han estudiado varias formas de alcanzar las estrellas cercanas, pero el problema son las vastas distancias involucradas y las velocidades comparativamente lentas que puede manejar una nave espacial humana.

El Apolo XI viajó a una velocidad cercana a los 40.000 kilómetros por hora, por lo que habría tardado más de 100.000 años en llegar a Próxima Centauri. Pero las naves espaciales ahroa son más rápidas. La Parker Solar Probe, que se lanzará este año, viajará a más de 700.000 kilómetros por hora, alrededor del 0,067 % de la velocidad de la luz. Marin y Beluffi utilizan esta cifra como velocidad base para el viaje. "A esta velocidad, un viaje interestelar todavía requeriría cerca de 6.300 años para llegar a Próxima Centauri B", explican los investigadores.

Seleccionar una tripulación para un viaje espacial multigeneracional de este tipo no sería una tarea fácil. Entre los parámetros importantes está el número inicial de hombres y mujeres en la tripulación, su edad y esperanza de vida, las tasas de infertilidad, la capacidad máxima de la nave, etcétera. También se requieren reglas sobre las edades a las que se puede procrear, los vínculos genéticos entre los padres y cuántos hijos puede tener cada persona.

Cuando se han fijado todos estos parámetros, se pueden conectar a un algoritmo llamado Heritage, que simula una misión multigeneracional. El algoritmo crea un equipo con las cualidades seleccionadas. Después, se ejecuta a través de la misión, lo que permite muertes naturales y accidentales anuales para comprobar qué miembros de la tripulación se encuentran dentro de la ventana procreacional permitida.

Luego, el programa asocia de forma aleatoria a dos miembros de la tripulación de diferentes sexos y evalúa si pueden tener un hijo en función de las tasas de infertilidad, las probabilidades de embarazo y las limitaciones de endogamia. Si el embarazo se considera viable, el algoritmo añade un nuevo miembro a la tripulación y luego repite este ciclo hasta que la tripulación muera o llegue a Próxima Centauri después de 6.300 años.

Cada misión también incluye una catástrofe de algún tipo, como una plaga, colisión u otro accidente, que reduce a la tripulación en un tercio. Por último, el algoritmo luego repite cada misión 100 veces para determinar la probabilidad de que una tripulación de ese tamaño llegue a su destino.

Una pregunta clave es el grado de endogamia permitido. Marin y Beluffi lo miden con una escala en la que la reproducción entre gemelos idénticos se registra como 100 %; hermano/hermana, padre/hija o madre/hijo como un 25 %; tío/sobrina o tía/sobrino como un 12,5 %; y primos hermanos como un 6,25 %.

Una opción es limitar la endogamia a menos del 5 %, por lo que las parejas tienen que tener una distancia de relación más lejana que los primos hermanos. Otra opción es estipular que las parejas no pueden estar relacionadas en absoluto, de modo que la endogamia sería del 0 %. Marin y Beluffi usan este segundo escenario en su simulación.

Según el algoritmo, más de 100 misiones de diferentes tamaños iniciales de tripulación podrían llegar con éxito a Próxima Centauri. Y los resultados tienen una lectura interesante. El algoritmo 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 en animales que la diversidad genética de una población inicial de 25 parejas puede mantenerse indefinidamente con una crianza cuidadosa. Pero cuando el algoritmo de Heritage usa estos datos para su equipo inicial, 25 hombres y 25 mujeres, predice una probabilidad del 50 % de que desaparezcan 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 % hasta que el equipo inicial tenga 98 colonos o 49 parejas reproductoras. La investigación detalla: "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 Próxima Centauri B".

Es un trabajo interesante para preparar simulaciones más detalladas. Por ejemplo, las tasas de fertilidad en el espacio profundo pueden ser bastante diferentes de las de la Tierra. Y las posibilidades de que nazca un niño sano como resultado de un embarazo exitoso también pueden ser mucho menores debido a las mayores tasas de mutación por la radiación.

Las posibilidades de una catástrofe debido a accidentes o plagas pueden ser mucho menores que las posibilidades de catástrofes causadas 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 Seveneves, el autor, Neal Stephenson, imagina un futuro en el que la humanidad pasa por un cuello de botella poblacional y todos los individuos descienden de siete mujeres. Dado el trabajo de Marin y Beluffi, el futuro imaginado de Stephenson parece altamente improbable. Pero sin duda es importante considerarlo dadas las múltiples amenazas a las que se enfrenta nuestra civilización.

Ref: arxiv.org/abs/1806.03856 : Computing the Minimal Crew For A Multi-Generational Space Journey Towards Proxima Centauri b