Tendencias21

Navegando por el espacio impulsados por la luz

Para viajes espaciales de larga trayectoria, por ejemplo, a Próxima Centauri, se precisará de motores a reacción, y de una cantidad de combustible inalcanzable. Por eso se está buscando una forma de propulsión que permita «captar» energía del espacio. Las velas solares podrían ser una solución. Por Javier Molina.

Navegando por el espacio impulsados por la luz

Cuando hablamos de poner una nave en movimiento en el espacio encontramos una tremenda ventaja con respecto a la Tierra: una vez damos impulso a la nave, esta se moverá a velocidad constante indefinidamente, hasta que alguna fuerza altere la situación.

Pero existe también una gran desventaja, atendiendo a los métodos tradicionales de propulsión en el espacio:  cualquier aceleración controlada en el vacio requiere del movimiento de una masa en dirección contraria. 

En la Tierra, podemos utilizar como masa la superficie (en el caso de la rueda «lanzaríamos» el suelo en dirección contraría) o del aire o agua (en el caso de una hélice). Ya que en el espacio encontramos el vacío, a nuestro alrededor no habrá nada que «lanzar», lo que supone que una nave necesita expulsar algún tipo de carga, normalmente un gas a presión o un  un chorro de fluido producido por un motor a reacción.

En ambos casos, sea bien gas a presión o combustible del motor, estos estarán limitados, por lo tanto, también la velocidad punta de la nave y su maniobrabilidad. Cuanto más lejos está el destino, más tiempo tardaríamos en llegar, por lo que querríamos más velocidad y en consecuencia más combustible.

El agotamiento del mismo ya ha generado problemas en alguna misión espacial: en 1974 la sonda Mariner 10  se quedó sin propelente, por lo que se tuvo que llevar a cabo una maniobra improvisada, que consistió en el uso de paneles solares para captar los fotones y usar su fuerza para corregir la posición. Este es el concepto de «vela solar».

Del viento a la luz

Los veleros se mueven gracias al empuje del viento sobre sus velas. En el espacio no hay atmósfera, luego el viento no existe tal y como lo conocemos en la Tierra; así que allí una vela de tela carecería de sentido.
 
La cuestión está en que las ondas electromagnéticas, como la luz, a veces se comportan como ondas, a veces como partículas con masa. Broglie así lo formuló en 1924 en su teoría ondocorpuscular.

Se entiende por vela solar el dispositivo que se utiliza para captar las partículas con carga (fotones en el caso de la luz) para impulsar el movimiento de un vehículo. A lo largo del siglo XX, se ha escrito bastante sobre esta tecnología, por ejemplo, «La Historia de la Navegación Solar», de  Friedman o «Veleros del Espacio» de Wiley. A finales de este siglo, ya son varias las instituciones trabajando en el tema a un nivel más técnico.

Es importante destacar que el desarrollo de esta tecnología podría permitir viajes interestelares, ¡incluso con vuelta! Con la elección de una correcta trayectoria que permitiera tomar suficiente energía de la radiación solar, podríamos hablar de velocidades que permitirían alcanzar la estrella más cercana en el orden de decenas de años.

Casos reales

En 1960, se demostró por primera vez la viabilidad de usar la radiación solar como fuerza de empuje.

Para ello se utilizó un globo metalizado grande y ligero, que se movió por el espacio con la fuerza solar hasta que fue aniquilado por la radiación. En 1970, se planteó la posibilidad de alcanzar el cometa Halley con el uso de velas solares, pero la tecnología no estuvo lista. 

En 1974, la Mariner 10, como ya hemos comentado, tuvo que usar sus paneles solares para corregir su posición por la falta de combustible.  En 1998, se realizó una investigación al respecto, por parte de la Agencia Espacial Europea y el Centro Aeroespacial Alemán. A día de hoy, son ya muchos los satélites que usan paneles reflectantes para la corrección de su posición, controlando el movimiento mediante distintas orientaciones con respecto al Sol.

Hasta el momento, solo se ha conseguido poner una sonda impulsada por vela solar en el espacio. Se trata de la Ikaros, y su lanzamiento fue en 2010. El proyecto más interesante y reciente es el llamado Helios, llevado a cabo por la NASA. En este caso, en vez de una vela al uso, estaríamos hablando de 12 aspas que, con su giro independiente, permitirían un mayor control de la dirección de propulsión. Se estima que se podrán hacer experimentos en el espacio en 2020.

Limitaciones

Pero no son pocos los problemas que aún presenta esta tecnología. El primero, el material de la vela tiene que ser extremadamente ligero y resistente a la radiación cósmica.

Además, el despliegue de una vela de decenas de metros de lado no es trivial; el material también ha de ser, pues, fácilmente plegable.

Otra factor a tener en consideración es que la cantidad de radiación solar disminuye rápidamente según nos alejamos del Sol, lo que quiere decir que la propulsión que de ella podemos obtener también disminuye con la distancia.

Para alcanzar grandes velocidades se plantea el uso de trayectorias con pasadas «cercanas» al sol, que permitirían la absorción de suficiente energía antes de que la nave se alejase. Sin embargo, aún con estos problemas por resolver, las velas solares son la tecnología más prometedora cuando hablamos de viajes a largas distancias.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • La IA puede anticipar con tiempo la formación de olas gigantes en el mar 24 noviembre, 2024
    Un nuevo sistema basado en Inteligencia Artificial puede anticipar la formación de olas gigantescas en el mar en un tiempo récord: entre 1 y 5 minutos antes de que se conviertan en una amenaza para barcos y plataformas marinas.
    Redacción T21
  • Descubren en un lago de Noruega un naufragio ocurrido hace más de 700 años 23 noviembre, 2024
    Los arqueólogos han descubierto en el fondo del lago más grande de Noruega, a 410 metros de profundidad, los restos de un naufragio que tuvo lugar hace más de 700 años. No puede ser un barco vikingo, porque se habría hundido después del año 1300.
    Redacción T21
  • Nuestro antiguo ancestro Lucy convivió con hasta cuatro especies protohumanas diferentes 22 noviembre, 2024
    Hace unos 3,2 millones de años, nuestra antepasada "Lucy" deambulaba por lo que hoy es Etiopía: el descubrimiento de su esqueleto fósil hace 50 años transformó nuestra comprensión de la evolución humana. Ahora, distintos estudidos sugieren que su especie, Australopithecus afarensis, no estaba sola: habría convivido en un amplio sector con hasta al menos otras […]
    Pablo Javier Piacente
  • Confirmado: la Tierra se está calentando al ritmo más rápido jamás registrado 22 noviembre, 2024
    2023 y 2024 fueron los años más cálidos en los registros que se remontan a mediados del siglo XIX, y estarán cerca de 1,5 grados Celsius por encima de la temperatura de la era industrial temprana. Mientras el mundo tardó un siglo en elevar su temperatura por encima de 0,3 grados Celsius, se ha calentado […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un completo atlas celular humano muestra como nunca los misterios de nuestro mundo interno 22 noviembre, 2024
    Los científicos han dado un gran paso adelante en el mapeo de los más de 37 mil millones de células presentes en el cuerpo humano: en una serie de estudios realizados como parte del proyecto llamado Atlas de Células Humanas (HCA), los investigadores aplicaron Inteligencia Artificial (IA) y complejas técnicas genéticas para identificar gran parte […]
    Redacción T21
  • Un aprendizaje social integró a los niños a las sociedades durante nuestra historia 21 noviembre, 2024
    Los científicos pudieron revelar cómo aprenden los niños en las comunidades africanas de cazadores y recolectores, en una forma de transmisión cultural que se mantiene desde los inicios de la historia humana: el aprendizaje se caracteriza por ser más veloz y temprano que en las sociedades modernas, y es además fuertemente social, apoyándose en los conocimientos […]
    Pablo Javier Piacente
  • Otros universos podrían ser más amigables para la vida que el nuestro 21 noviembre, 2024
    En el marco de la teoría del Multiverso, un nuevo estudio sugiere que la acción de la energía oscura podría provocar que otros universos tengan mejores condiciones para el desarrollo de la vida compleja que el nuestro: los científicos sostienen que la fuerza de la energía oscura afecta directamente con qué facilidad se forman las […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren cómo se enciende nuestro cerebro al nacer 21 noviembre, 2024
    Una visión desconocida del cerebro humano cuando sale del útero y entra en el mundo exterior ha revelado un explosivo crecimiento acelerado de la actividad neuronal: durante los primeros meses de la vida de un recién nacido, los escáneres cerebrales muestran una afluencia repentina de información sensorial, que desencadena la formación de miles de millones […]
    Redacción T21
  • Revelan por accidente un mundo perdido de 280 millones de años de antigüedad en los Alpes italianos 20 noviembre, 2024
    Una mujer que caminaba por los Alpes italianos descubrió accidentalmente un fragmento de un ecosistema de 280 millones de años de antigüedad: se trata de un mundo perdido y desconocido absolutamente completo, que incluye huellas de animales prehistóricos, fósiles de plantas e incluso rastros de gotas de lluvia, según confirmaron los investigadores.
    Pablo Javier Piacente
  • Una IA puede detectar enfermedades más rápido y mejor que los humanos 20 noviembre, 2024
    Un nuevo modelo de aprendizaje profundo, un enfoque especializado de Inteligencia Artificial (IA), permite detectar enfermedades mediante el reconocimiento y análisis de imágenes médicas en un par de semanas, un proceso que podría tomar un año o más si es realizado por especialistas humanos. Además de la rapidez, las pruebas realizadas muestran que la IA […]
    Pablo Javier Piacente