Un equipo de científicos simuló un viaje a Marte y al espacio interestelar utilizando una vela solar hecha de aerografito con resultados impresionantes.
Simulación de la vela solar de LightSail 2. Foto: Planetary Society
Un equipo de científicos está estudiando el potencial de usar aerografito para hacer velas solares que podrían viajar a Marte y más allá, informó Interesting Engineering el 27 de septiembre. La vela solar fue probada por primera vez en el espacio por la misión LightSail 2 de la Planetary Society sin fines de lucro, que elevó la órbita de un pequeño satélite CubeSat en 2 millas (3,2 km), utilizando solo la propulsión de fotones, o rayos de luz del Sol. El estudio, publicado en la revista Acta Astronautica, detalla cómo los científicos simularon vuelos a Marte y al espacio interestelar utilizando velas solares de aerografito.
En el estudio, el equipo responsable del proyecto simuló la velocidad de una vela solar hecha de aerografito. Simularon una nave espacial de vela solar con una masa de un kilogramo, compuesta por 720 gramos de aerografito y una sección transversal de 104 metros cuadrados. Midieron la velocidad a la que la vela solar podría alcanzar Marte y el espacio interestelar, conocida como heliopausa, el punto en el que la influencia del viento solar ya no se siente. Los investigadores simularon dos rutas diferentes desde la Tierra, llamadas transición directa de salida y transición de entrada, para cada vuelo.
El método de transferencia directa hacia el exterior para un viaje a Marte y la frontera interestelar implica desplegar la vela solar y lanzarla desde una órbita polar alrededor de la Tierra. Para el método de transferencia hacia el interior, la nave espacial con vela solar sería transportada por un cohete convencional a una distancia de 0,6 unidades astronómicas (UA) del Sol. La vela solar se desplegaría entonces y comenzaría su viaje a Marte o la frontera interestelar.
El equipo descubrió que el método directo de transición hacia el exterior permitiría que la nave espacial con vela solar llegara a Marte en 26 días. Una nave espacial que utilizara el método de transición hacia el interior llegaría al planeta rojo en 126 días. Para el viaje a la heliosfera, el método de transición hacia el interior tardaría 5,3 años, mientras que el método de transición hacia el exterior tardaría 4,2 años. El método de transición hacia el exterior requiere 103 días de viaje antes del despliegue, pero llega a la heliosfera más rápido debido a que la vela solar alcanza su velocidad máxima en 300 días. Utilizando el método de transición hacia el exterior, tardaría dos años en alcanzar su velocidad máxima.
Gran parte de la razón por la que la vela solar en la simulación de los científicos puede alcanzar lugares remotos a altas velocidades se debe al material aerografito. Con una baja densidad de 0,18 kg/m³, el aerografito supera a todos los materiales convencionales para velas solares, afirmó el líder del equipo, Julius Karlapp, asistente de investigación de la Universidad Tecnológica de Dresde.
Por ejemplo, en comparación con el Mylar, la densidad es mucho menor. Suponiendo que el empuje de una vela solar depende directamente de su masa, el resultado es un empuje mucho mayor. Además de la ventaja en aceleración, las propiedades mecánicas del aerografito son muy interesantes, afirma Karlapp.
A pesar de su alta velocidad, las velas solares solo pueden transportar cargas muy pequeñas a Marte o al espacio profundo. La misión Breakthrough Starshot, por ejemplo, espera enviar cámaras ultraligeras al sistema estelar más cercano, Alfa Centauri, dentro de 20 años.
An Khang (según Interesting Engineering )
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