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La vela solar que permitirá viajar por el espacio a 1.200.000 km por hora

La vela solar que permitirá recorrer por el espacio a 1.200.000 km por hora
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José Manuel NievesJosé Manuel Nieves

Puede que muchos no se den cuenta de ello, pero estamos inmersos en una nueva carrera espacial. Con la sagacidad ya puesta en regresar a la Reflejo (2024), revistar Marte (2030) y explorar asteroides como futuras fuentes de medios para la Humanidad, la próxima lapso estará repleta de misiones e iniciativas destinadas a “expandir” los dominios del ser humano más allá del planeta que nos vio salir.

Por eso, las distintas agencias espaciales desarrollan ya nuevos sistemas de propulsión más rápidos, con los que se pretende recorrer más deprisa por todo el Sistema Solar y, en el futuro, cumplir el sueño de ganar a otras estrellas en una cantidad de tiempo moderado. Entre esos sistemas destacan, hoy por hoy, las velas solares, capaces de difundir impulso por la simple presión de la radiación espacial, pero que pueden todavía ser aceleradas por medio de potentes láseres. Resulta singular, desde luego, que los primeros pasos de la navegación espacial se basen en una tecnología que en cierto modo, y salvando las distancias, se asemeja tanto a la que hace siglos nos permitió cruzar mares y océanos, antiguamente de que existieran los motores.

Las velas solares, por supuesto, suponen todo un desafío, tanto técnico como de ingeniería. Poco que Coryn Bailer-Jones, del Instituto Max Planck de Astronomía, acaba de encarar en un estudio en el que presenta su «Sun Diver», una vela ligera que alcanzará velocidades increíbles tras «bucear», de ahí su nombre, cerca del Sol.

El estudio, que acaba de aparecer en el American Journal of Physics y que se puede consultar en el servidor de prepublicaciones ArXiv, señala que uno de los mayores atractivos de las velas solares es que liberan a las naves espaciales de la carestia de tener que admitir su propio propulsor. Las naves, pues, serán más ligeras y podrán por lo tanto alcanzar mayores velocidades.

Un atarazana de velas espaciales

Hasta ahora, se han desarrollado y probado ya varios modelos de velas ligeras, entre ellas la LightSail y la LightSail 2, de la Planetary Society, o el adiátere IKAROS, de la agencia espacial japonesa JAXA. Por otra parte, distintas organizaciones, como Breakthrough Starshot, Project Dragonfly y Starlight, de la NASA, exploran seriamente la idea de velas ligeras aceleradas por matrices láser como un medio para hacer posibles los viajes interestelares.

En uno y otro casos, tal y como Bailor-Jones ha explicado a Universe Today, «para la exploración del Sistema Solar, las velas solares permiten realizar muchas maniobras diferentes, o entrar en órbitas que de otro modo requerirían de mucha propulsión. Para viajes interestelares, podríamos usar una vela solar para ¨bucear¨ lo más cerca posible del Sol y obtener de él la máxima velocidad».

El sistema tiene varias ventajas sobre el las velas solares existentes, que dependen por completo de la presión que ejerce la radiación solar para ir acelerando lenta, pero constantemente. Sin incautación, la velocidad obtenida del Sol de esta guisa es cada vez beocio a medida que aumenta la distancia, por lo que el sistema no serviría para hacer viajes demasiado largos. Harían desidia, adicionalmente, velas extremadamente ligeras o extremadamente grandes.

El problema de impulsar las velas

Una forma de solucionar el problema es el uso de potentes haces de luz láser para acelerar rápidamente la vela. En eso, precisamente, se basan los proyectos Starshot, Dragonfly y Starlight, aunque las instalaciones necesarias serían muy costosas de construir y de actuar.

La decisión propuesta por Bailor-Jones, sin incautación, evitaría todos estos problemas. De hecho, el impulso se obtendría aprovechándose del conocido «propósito Oberth». En sumario, se comercio de obtener el impulso al moverse más rápido en relación al cuerpo que se está orbitando, que en el caso de la Sun Diver sería el Sol. “Cuanto más cerca esté del Sol en su esfera -explica Bailor-Jones- más rápido será el impulso. Para emplear el propósito Oberth, es necesario acercarse lo más posible al Sol”.

Para ello, una nave espacial con una vela guardada en su interior y una pequeña cantidad de combustible entraría en una esfera circular rodeando del Sol. A posteriori, la nave podría hacer una de estas tres cosas: primero, podría utilizar todo su combustible para ejecutar un impulso retrógrado (que disminuiría su velocidad orbital) y caer lo más cerca posible del Sol antiguamente de desplegar su vela.

Segundo, podría renunciar a la «inmersión solar» e ir aumentando su velocidad orbital a medida que se despliegan las velas. Tercero, podría ejecutar una combinación de las dos maniobras anteriores. El estudio todavía considera un proscenio en el que las velas se abren en la esfera circular auténtico, aplicando todo el impulso del propulsor al final.

El confín: los materiales y el calor del Sol

Tras considerar detenidamente cada uno de los escenarios, Bailor-Jones concluye que la maduro velocidad se conseguiría en el primero de ellos, es sostener, ejecutando un impulso retrógrado completo para acercarse lo más posible al Sol y abriendo la vela en el punto de mayor acercamiento. Según sus cálculos, una vela podría alcanzar de esta forma una velocidad de 350 km por segundo o, lo que es lo mismo, 1,26 millones de km por hora. Lo cual es más de cinco veces más rápido de lo que son capaces de ganar los mejores cohetes actuales. Aún así, por desgracia, aún se necesitarían 2.865 abriles para ganar hasta Próxima Centauri, la fortuna más cercana al Sol. Demasiado tiempo.

Según el investigador, eso se debe a que, con los materiales y la tecnología actuales, solo es posible acercarse a una cierta distancia del Sol. En los próximos abriles, sin incautación, nuevos materiales más resistentes al calor podrían permitir un acercamiento mucho maduro, multiplicando todavía la velocidad. Por otra parte, el estudio se centra en lo que se podría ganar con una única esfera rodeando del Sol. Bailor-Jones cree que se podrían combinar los tres métodos de impulso durante dos órbitas en vez de una, lo que todavía conduciría a mayores velocidades.

Aún así, con sus limitaciones actuales, la Sun Diver podría ser muy ventajosa en misiones en el interior del Sistema Solar, ya que aportaría una velocidad sin precedentes. En cuanto a los viajes interestelares, habrá que esperar a la arribada de los nuevos materiales necesarios.

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