¿Qué es una vela solar?

¿Qué es una vela solar?

Por :Fernando Muñoz Sagasta

Durante demasiado tiempo permanecimos en la costa del océano cósmico. Por fin ya estamos listos para zarpar hacia las estrellas.Una vela solar, dicho con sencillez, es una astronave impulsada por luz solar.

Durante demasiado tiempo permanecimos en la costa del océano cósmico. Por fin ya estamos listos para zarpar hacia las estrellas. Carl Sagan \'Cosmos\'

Una vela solar, dicho con sencillez, es una astronave impulsada por luz solar. Mientras que un cohete convencional es impulsado por la fuerza procedente de la combustión interior de su motor, una vela solar es impulsada tan sólo por la luz del Sol, lo cual es posible porque la luz está compuesta por paquetes de energía conocida como “fotones, que actúan como partículas atómicas, pero con más energía. Cuando un rayo de luz incide en una brillante superficie reflectora, sus fotones son reflejados, como un balón que rebota en una pared. En el proceso los fotones transmiten su impulso a la superficie dos veces -una mediante el impacto inicial, y otra vez mediante su reflejo. De forma constante y leve, una corriente estable de fotones reflejados impulsa a la brillante superficie hacia delante.

Una vela solar se compone, dependiendo del diseño de la vela, de una o varias superficies reflectoras. Cuando la brillante superficie de las velas encara al Sol, se ve sometida a un constante aluvión de fotones que se reflejan en las brillantes superficies y propulsan a la astronave hacia adelante, lejos del Sol. Cambiando el ángulo de la vela en relación al Sol es posible influir en la dirección en la que la vela es impelida –exactamente como un velero cambia el ángulo de sus velas para modificar su dirección. Incluso es posible dirigir a la astronave hacia el Sol, en vez de alejarse de él, mediante la presión de los fotones sobre las velas, para reducir su velocidad y acercar más su órbita.

Para que la luz solar proporcione una presión suficiente que pueda propulsar a la astronave hacia adelante, una vela solar debería capturar tanta luz solar cuanto sea posible. Esto significa que la superficie de la vela debe ser grande –muy grande. Cosmos 1 es una pequeña vela solar destinada sólo a una pequeña misión. Sin embargo, una vez desplegadas sus velas, esta pequeña astronave alcanzará una altura de hasta 10 pisos, y será tan alta como el cohete que la lance al espacio. Sus ocho velas latinas miden 15 metros (49 pies) de largo, y tienen una superficie total de 600 metros cuadrados (6500 pies cuadrados), que es, aproximadamente, el tamaño de una cancha y media de baloncesto.

En el caso de una misión de exploración real, las exigencias son muy superiores: cuando el equipo de la NASA en los años setenta, liderado por Luis Friedman, recomendó la utilización de una astronave de vela solar para un encuentro con el cometa Halley, propuso una vela con una superficie de 600.000 metros cuadrados (6.5 millones de pies), lo cual equivale a un cuadrado de 800 metros (media-milla) por 800 metros ¡El tamaño de 10 manzanas de Nueva York!

Incluso con semejante superficie gigante, una astronave de vela solar acelerará muy lentamente en comparación con un cohete convencional. En condiciones óptimas, una vela solar en una misión interplanetaria tendría una aceleración de sólo 1 milímetro por segundo cada segundo que es impelida por la radiación solar. Los Vehículos de Exploración de Marte, comparativamente, alcanzan una aceleración de 59 metros (192 pies) por segundo cada segundo durante su lanzamiento por cohetes convencionales Delta II. ¡Esta acelaración es 59.000 veces superior a la de una vela solar!

Pero la ventaja incomparable de una vela solar es que acelera constantemente. Un cohete arde sólo durante unos pocos minutos, antes de liberar su carga y dejarla a velocidad constante durante el resto del viaje. Una vela solar, en cambio, mantiene la acelaración, y puede, en último término, alcanzar velocidades mucho mayores que las de una nave provista de cohetes. A razón de una aceleración de 1 milímetro por segundo (20 veces mayor que la aceleración experada para Cosmos 1), una vela solar incrementaría su velocidad aproximadamente 310 kilómetros por hora (195 millas por hora) después de un día, recorriendo 7.500 kilómetros (4.700 millas) en el proceso. Después de 12 días incrementará su velocidad 3.700 kilómetros por hora (2.300 millas por hora).

Aunque estas velocidades y distancias son ya sustanciales para viajes interplanetarios, resultan insignificantes sin embargo cuando las comparamos con las necesidades de un viaje a las estrellas. Llegado el momento, no obstante, con poca pero constante aceleración, una astronave de vela solar puede alcanzar cualquier velocidad deseada. Si la aceleración disminuye debido a un incremento de la distancia al Sol, algunos científicos han propuesto dirigir potentes rayos de láser a la nave espacial para impulsarla hacia adelante. Aunque una estrategia semejante no es practicable con tecnología y recursos actuales, el velamen solar es la única tecnología conocida que algún día podría ser usada en viajes interestelares.