Naves espaciales como veleros solares: la idea de la NASA para llegar a estrellas sin usar nada de combustible

"La NASA continúa impulsando planes de desarrollo para la tecnologías de velas solares como un método prometedor de transporte al espacio profundo", según indica la organización espacial. La agencia se encuentra trabajando con la compañía Redwire, que actúa como contratista principal del programa, para el diseño de las velas que algún día se desplegarán en el espacio exterior.

El último gran hito al respecto se produjo el 30 de enero en las instalaciones de Redwire en Colorado. Allí, junto con personal de la NASA, demostraron por primera vez el despliegue de la vela solar con todos sus mecanismos y estructuras. El Centro Marshal de Vuelos Espaciales, dependiente de la misma agencia, lidera el proyecto y también se ha encargado del desarrollo de los algoritmos necesarios para controlar y navegar con la vela cuanto ésta se envíe al espacio.

Vuelo a vela

Más allá de la teoría sobre el viento solar, que fue propuesta por Kepler y calculada por Maxwell, los primeros experimentar con este efecto en el terreno empírico fue la NASA y su satélite Echo 1. Se trataba de un gran globo metalizado de gran área y poca masa que el viento solar terminó por destrozar su fina tela.

Sin embargo, la primera vez que se empleó para el movimiento de un objeto espacial fue en la sonda Mariner 10 en 1974, casualmente el mismo año que se publicó la novela. El programa se encontraba en peligro debido a una falta de propelente que estuvo a punto de arruinar la misión, pero los ingenieros encargados de la navegación orientaron los paneles solares para que se emplearan como una vela. Y funcionó.

Representación de satélite con propulsión de velar solar NASA

Se trata de sistema de propulsión que emplea la luz solar reflejada en una superficie que actúa como vela. "De forma muy parecida a como un velero emplea el viento", según describen en la NASA.

En el despliegue del pasado 30 de enero se desplegó sólo la cuarta parte de la vela en el centro de operaciones de Redwire. Cuando está finalizada, la estructura contará con 5.419 metros cuadrados con un grosor de 2,5 micrones; menor que un cabello humano. El material elegido por los ingenieros y científicos de la compañía es un polímero recubierto de aluminio, que brinda resistencia y ligereza a partes iguales.

Prueba de despliegue de la vela solar, por la NASA. NASA Omicrono

"Lo próximo es que los científicos propongan el uso de velas solares en sus misiones", explica. "Hemos cumplido con nuestro objetivo y hemos demostrado que estamos listos para volar". La Dirección de Misiones Científicas de la NASA ha financiado recientemente este sistema de vela solar para alcanzar un nuevo nivel de preparación tecnológica. Lo que significa que está lista para integrarse en naves y sondas espaciales.

La ventaja más importante es que no requiere combustible. Esto "permite un rendimiento de propulsión muy alto con muy poca masa", explican desde la NASA. "Este sistema de propulsión espacial es muy adecuado para misiones de baja masa en órbitas novedosas".

El análisis del clima espacial y sus efectos en la Tierra o los estudios avanzados de los polos norte y sur del Sol son sólo algunas de las misiones que pueden emplear este tipo de tecnología. "La propulsión con velas solares también es posible para mejorar futuras misiones a Venus o Mercurio, dada su cercanía al Sol", indican.

"Es el último sistema de propulsión ecológico", comentó esta vez Johnson. "Mientras el sol brille, la vela tendrá propulsión". Los científicos que han estado trabajando en las velas solares también han pensado en los momentos donde la luz solar no pueda proporcionar empuje. "Imagina un futuro en el que se podrían usar láseres para acelerar las velas solares a altas velocidades fuera del sistema solar y más allá".

Ante la ausencia de rozamiento y de cualquier fuerza contraria al movimiento, la aplicación de este láser aceleraría la nave hacia velocidades cada vez más altas. "Hasta que eventualmente vayan lo suficientemente rápido como para alcanzar otra estrella en una cantidad razonable de tiempo".

Espejos orbitales

Con un concepto similar al de las velas solares, la Universidad de Glasgow acaba de presentar un nuevo programa que busca establecer una constelación de espejos en órbita. El objetivo es proporcionar luminosidad a las granjas fotovoltaicas de todo el mundo incluso cuando sea de noche.

Estos satélites reflectores serán tan delgados como una gasa y redirigirán la luz solar desde su órbita hacia tierra firme. Se centrará en proporcionar energía en los momentos de gran demanda que, en buena parte del mundo, coinciden también con las horas sin producción solar.

Modelo de orbitador que podrí reflejar la luz Andrea Viale

Tienen previsto que cada uno de los satélites despliegue un único reflector de formato hexagonal y fabricado de Kapton aluminizado, un material en forma de película con el que se recubren algunas partes de los satélites ya que proporciona una gran estabilidad térmica. Cada uno de los lados podría alcanzar los 250 metros con un área total de 162.380 metros cuadrados cada uno de ellos.

Se estima que pueden establecerse a unos 900 km de altura respecto a la superficie terrestre —la ISS se encuentra a 400 km— y el equipo científico indica que cada uno de los reflectores podría iluminar un área de 10 kilómetros cuadrados en la superficie durante aproximadamente 17 minutos. Generando alrededor de 35 MWh de energía extra por pasada.

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