Introducción a las naves espaciales de vela solar

La luz solar es esencialmente radiación electromagnética, compuesta principalmente de luz visible y una pequeña cantidad de luz infrarroja y luz ultravioleta. La luz tiene dualidad onda-partícula, y la presión que ejerce la luz sobre el objeto iluminado se llama presión luminosa. La existencia de una ligera presión muestra que las ondas electromagnéticas tienen impulso. ?

En el espacio alejado de la atmósfera, no existe ningún medio que afecte la presión de la luz. La presión ligera por metro cuadrado sobre la vela solar es de 0,48×10-6 toneladas. El área de la vela solar del Universo 1 es de 530,93 metros cuadrados y el empuje obtenido mediante presión ligera es de 255 gramos. ?

Si se aumenta el diámetro de la vela solar hasta los 300 metros, su superficie será de 70.686 metros cuadrados y el empuje obtenido mediante una ligera presión será de 0,034 toneladas. Según cálculos teóricos, este empuje podría permitir que una nave espacial que pese alrededor de 0,5 toneladas vuele a Marte en más de 200 días. Si el diámetro de la vela solar se aumenta a 2.000 metros, obtendrá 1,5 toneladas de empuje y podrá enviar una nave espacial que pese unas 5 toneladas fuera del sistema solar. Debido a que la luz del sol proporciona energía infinita, una nave espacial equipada con una gran cantidad de velas solares puede viajar a una velocidad de 240.000 kilómetros por hora. Esta velocidad es de 4 a 6 veces más rápida que la de una nave espacial propulsada por cohetes. ?

¿Por qué un empuje inferior al peso de la nave espacial puede empujar a esta última a acelerar? Debido a que la nave espacial que opera en el espacio se encuentra en un estado de ingravidez y no tiene resistencia del aire, siempre que se agregue un poco de fuerza, la dirección y velocidad del movimiento cambiarán. Por ejemplo, cuando se lanza un satélite en órbita geoestacionaria, el satélite entra primero en una gran órbita de transferencia geoestacionaria elíptica. Cuando alcanza una altitud de 36.000 kilómetros sobre el ecuador, el mando a distancia pone en marcha el motor de apogeo del satélite. El empuje generado por este último es de sólo unas pocas decenas de kilogramos, pero puede convertir el satélite de varias toneladas en un geoestacionario. orbita y alcanza una posición predeterminada. La razón es que el aumento de empuje hace que el satélite genere una nueva velocidad, y esta nueva velocidad se combina con la velocidad de movimiento original para formar la velocidad final. El motor de apogeo se apagará después de completar su misión y solo se volverá a encender cuando el satélite se desvíe de su posición prevista. La vela solar está sometida a una ligera presión, que no sólo cambia la órbita del Universo 1, sino que también acelera su vuelo. ?