Ya está en órbita la nave experimental de la NASA impulsada por vela solar

El 24 de abril de 2024, un cohete Electron transportó al espacio dos satélites, liberando a cada uno de ellos en una órbita distinta, con una separación entre ambas de unos 500 kilómetros. El lanzamiento lo llevó a cabo la empresa Rocket Lab, desde el Complejo de Lanzamiento 1, en Mahia, Nueva Zelanda.

Uno de los satélites fue el NEONSAT-1, del Instituto de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Corea del Sur (KAIST). El satélite fue colocado en una órbita circular a 520 kilómetros de altitud. NEONSAT-1 realizará observaciones de la península coreana para el KAIST, que combinará los datos del satélite con inteligencia artificial para analizar rápidamente desastres naturales en la región. NEONSAT-1 es el primero de los 11 satélites de la constelación prevista por el KAIST para obtener imágenes de la península coreana varias veces al día.

El otro satélite, de la NASA, es el de la misión ACS3 (Advanced Composite Solar Sail System) y fue liberado en una órbita circular a unos 1.000 kilómetros de altitud.

Esa mayor altitud se debe a que la nave debe estar en una órbita lo suficientemente alta para que la pequeña fuerza de la luz solar sobre la vela (aproximadamente equivalente al peso de un clip apoyado en la palma de la mano) supere la resistencia ejercida por la tenue masa de aire aún presente en las órbitas bajas comúnmente usadas y logre hacer ganar altitud a la nave cuando ello se requiera.

Al igual que la presión del viento contra una vela es capaz de impulsar a un velero, las velas solares pueden impulsar a un vehículo situado en el espacio mediante la presión que reciben de la luz solar, eliminándose así la necesidad de cohetes propulsores convencionales durante la travesía por el espacio. Estos solo se necesitarían en maniobras que requieren mucha fuerza impulsora, como por ejemplo para despegar de la Tierra.

Recreación artística de la nave espacial experimental en órbita, con su vela solar desplegada. (Imagen: NASA / Aero Animation / Ben Schweighart)

Tras una ajetreada fase inicial de vuelo, que durará unos dos meses e incluirá la comprobación minuciosa de subsistemas, la nave, que es un CubeSat del tamaño de un horno microondas, desplegará su vela solar altamente reflectante.

Los objetivos de la misión son verificar que el proceso de despliegue de la vela solar es fiable, que el innovador diseño a base de materiales compuestos posee en el espacio las prestaciones predichas en el laboratorio y que es viable efectuar maniobras con la vela solar que hagan aumentar la altitud de la nave o disminuirla, a voluntad.

Con los paneles solares ya desplegados, la nave comenzará a desplegar su vela solar cuadrada mediante cuatro pértigas que abarcan las diagonales del cuadrado y se desenrollan hasta alcanzar los 7 metros de longitud. Al cabo de unos 20 o 30 minutos, cuando la vela solar esté completamente desplegada, esta medirá aproximadamente 9 metros de lado.

La prueba, de semanas de duración, incluye maniobras para aumentar o disminuir la altitud de la órbita, utilizando únicamente la presión de la luz solar que actúa sobre la vela.

Las velas solares del tipo de la empleada en la misión ACS3 se sostienen y se conectan a la nave espacial por medio de pértigas o varas muy largas, que funcionan de forma muy similar a los palos que en un velero mantienen tensa a la vela. Las pértigas están hechas de un material polimérico flexible, reforzado con fibra de carbono. Este material compuesto se puede enrollar para guardarlo de forma compacta, pero sigue siendo fuerte y ligero cuando se desenrolla. Además, es muy resistente a la flexión no deseada y a otras deformaciones por cambios de temperatura.

En la misión también se pondrá a prueba un innovador sistema de extracción de la vela en forma de cinta diseñado para minimizar el riesgo de un atasco de la vela enrollada durante el despliegue.

Los datos obtenidos en la misión ACS3 servirán de guía para el diseño de futuros sistemas de velas solares hechos con materiales compuestos y de mayor tamaño, que podrían utilizarse para satélites de alerta temprana de meteorología espacial, misiones de reconocimiento de asteroides cercanos a la Tierra o repetidores de comunicaciones para misiones de exploración con tripulación.

Las velas solares pueden funcionar indefinidamente, limitadas únicamente por la durabilidad en el entorno espacial de los materiales de los que están hechas. (Fuente: NCYT de Amazings)