Ahora hay un velero en el espacio: la NASA desplegó una vela solar de 80 metros cuadrados para navegar sin combustible
ACS3 no es otro satélite más en el espacio, sino uno de los mayores avances hasta ahora hacia una tecnología de propulsión sin combustible: las velas solares.
Despliegue exitoso de ACS3. La NASA está probando nuevos materiales y estructuras desplegables para el desarrollo de velas solares con las que explorar el espacio profundo sin gastar una gota de combustible.
Hace unos días, la agencia desplegó con éxito el Sistema Avanzado de Vela Solar Compuesta (ACS3), una vela cuadrada de 9 metros de ancho que utiliza una combinación inédita de materiales flexibles y ligeros. Lo hizo con un sistema de carrete diseñado para evitar el atasco de la vela.
Qué es una vela solar. Hace más de 400 años, el matemático y astrónomo Johannes Kepler propuso la idea de que la luz ejerce una fuerza sobre los objetos. En 1871, James Clerk Maxwell la llamó presión de radiación.
La presión de radiación está causada por el momentum que los fotones ejercen sobre un objeto al ser absorbidos o reflejados en él. Si el objeto refleja totalmente la luz, la presión se duplica. De este hallazgo nació la idea de las velas solares.
Como un velero que se impulsa con el viento, las velas solares aprovechan la presión de la luz del Sol para propulsarse, eliminando la necesidad de combustible. Fue la misión japonesa IKAROS en 2010 la primera en demostrar su viabilidad.
Qué hace especial a ACS3. Dos décadas más tarde, la tecnología de materiales ha avanzado mucho. ACS3 está hecha de un material polimérico flexible reforzado con fibra de carbono.
Este material compuesto es un 75% más ligero que las velas solares metálicas probadas anteriormente, pero más fuerte y 100 veces más resistente a la deformación. Esto es importante para evitar la distorsión térmica, deformaciones causadas por los cambios de temperatura.
Un satélite de 34 cm. ACS3 fue lanzada en abril de 2024 a la órbita baja terrestre por un pequeño cohete Electron de la empresa estadounidense Rocket Lab. Iba plegada en un CubeSat de 12 unidades del tamaño de un pequeño horno microondas: 23 x 23 x 34 centímetros.
El objetivo principal de la misión era demostrar el sistema de empaquetado y el despliegue de la vela con su brazo robot, que abarca las diagonales del cuadrado y se desenrolló hasta alcanzar 7 metros de longitud, manteniendo la vela tensa. Cumplido el objetivo, la NASA analizará el rendimiento de la propia vela.
Cada vez más grandes. Los datos recabados con ACS3 guiarán el diseño de futuros sistemas de velas solares a mayor escala. La NASA dice que podría usarse en futuras misiones para velas solares de hasta 500 metros cuadrados, y que ya se están estudiando brazos capaces de desplegar velas de hasta 2000 metros.
La radiación solar es muy pequeña, así que una vela solar tiene que ser lo más grande y ligera posible para generar empuje de manera eficiente, pero a la vez fuerte, flexible y resistente, para tensarse deformarse ni romperse.
Para qué sirve una vela solar. El uso de luz solar en lugar propulsión química o eléctrica puede reducir enormemente el coste de futuras misiones espaciales y habilitar nuevos perfiles de misión. Las velas solares pueden funcionar indefinidamente: lo único que las limita es la durabilidad de los materiales y los sistemas electrónicos a bordo.
Podrían usarse para satélites de alerta temprana de tormentas solares, misiones de reconocimiento de asteroides cercanos a la Tierra o relés de comunicación para misiones de exploración tripuladas a la Luna y a Marte. Incluso para reducir la cantidad de basura espacial en órbita convirtiendo antiguos satélites en veleros.
Imágenes | NASA
