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Vela solar difractiva para propulsar naves espaciales

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Una versión más sofisticada de vela solar para propulsión espacial podría resultar mucho más eficiente que el diseño clásico.

Al igual que un velero que utiliza el viento para cruzar el océano, las velas solares utilizan la presión ejercida por la luz solar para propulsar una nave en el espacio. Los diseños actuales de velas solares, de tipo reflectante, suelen requerir superficies muy grandes y grosores ínfimos, y están limitados por la dirección de la luz solar, lo que obliga a elegir entre potencia y maniobrabilidad.

En cambio, las velas solares difractivas utilizarían pequeñas rejillas ópticas incrustadas en películas finas para aprovechar una propiedad de la luz llamada difracción, que hace que la luz se disperse cuando pasa por una abertura estrecha. Esto permitiría a la nave espacial hacer un uso más eficiente de la luz solar sin sacrificar la maniobrabilidad.

La NASA ha seleccionado un proyecto de construcción de vela solar difractiva para poner en marcha la etapa final de su desarrollo y que ello culmine en una misión espacial de demostración práctica de la tecnología.

El proyecto DSS (Diffractive Solar Sailing, o Vela Solar Difractiva) ha sido seleccionado por la NASA para un estudio de fase 3 dentro del programa NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts). La fase 3 es un estadio bastante avanzado y se aplica a los proyectos que la NASA considera muy prometedores.

La nueva subvención de la fase 3 otorgará al equipo de investigación 2 millones de dólares en dos años para continuar con el desarrollo de la tecnología en preparación de una posible misión futura de demostración. El proyecto está ahora dirigido por la ingeniera Amber Dubill, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, Estados Unidos.

Velas solares difractivas, como las recreadas artísticamente en esta ilustración conceptual, podrían posibilitar la realización de misiones a lugares de difícil acceso, como las órbitas sobre los polos del Sol. (Imagen: MacKenzi Martin)

La viabilidad de este concepto de vela solar difractiva se estudió anteriormente mediante las subvenciones otorgadas en la Fase 1 y en la Fase 2. Entonces el equipo diseñó, fabricó y probó diferentes tipos de materiales para vela difractiva, realizó experimentos y diseñó nuevos sistemas de navegación y control para una posible misión de vela solar difractiva en órbita alrededor de los polos del Sol.

Los trabajos de la fase 3 optimizarán el material de la vela e incluirán llevar a cabo pruebas en tierra con miras a esa misión de demostración.

Utilizar velas solares difractivas ampliaría la capacidad de las velas solares más allá de lo que es posible con las misiones que se están desarrollando actualmente.

Por ejemplo, ofrecería una forma mejor de enviar naves a órbitas que pasen sobre los polos norte y sur del Sol. Las órbitas de este tipo son difíciles de conseguir con la propulsión convencional. Unas ligeras velas lumínicas difractivas, propulsadas por la presión constante de la luz solar, podrían colocar una constelación de naves científicas en órbita alrededor de los polos del Sol para avanzar en el conocimiento científico del Sol y mejorar nuestras capacidades de previsión del clima espacial (el conjunto de variaciones en la actividad del Sol que puede influir en el ambiente de la Tierra). (Fuente: NCYT de Amazings)

 

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