Se necesita mucha energía para que una nave espacial atraviese la atmósfera de la Tierra y salga de su gravedad. Pero una vez que una nave ha alcanzado la órbita, requiere relativamente poca energía para moverse por el espacio. De hecho, incluso pequeñas cantidades de energía constante podrían permitir que una nave viaje a las profundidades más lejanas del sistema solar, que es el principio detrás de la navegación solar. Esta tecnología une láminas enormes y delgadas de material reflectante a una nave espacial. Pequeños fotones de luz del sol rebotan en este material y le dan a la nave un pequeño empujón hacia adelante, permitiéndole navegar por el espacio.
Embarcaciones de vela solar como la Vela ligera 2 han demostrado que la tecnología funciona en principio. Sin embargo, hay algunas limitaciones. Para empezar, las embarcaciones de vela solares comienzan a viajar mucho más lentamente que las impulsadas por propulsores. Pero un problema mayor es el de la navegación. Las velas solares tienen que funcionar con la dirección de la luz solar disponible y maniobrarlas es difícil. Ahora, la NASA está investigando nuevos diseños de velas solares que mejorarían sus capacidades de navegación.
La idea es utilizar una tecnología llamada velas solares difractivas, que tienen pequeñas rejillas en las velas que dejan pasar algo de luz. Cuando la luz pasa a través de una pequeña abertura, se propaga, en un proceso llamado difracción, que aún proporciona un empujón contra la vela. Pero gracias a las rejillas, la luz entrante se puede controlar con mayor precisión, por lo que la nave se puede maniobrar con mayor precisión.
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"La difracción esencialmente te permite adaptar el ángulo al que se redirige la luz entrante", explicó Amber Dubill del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, líder del equipo de investigación, en un declaración. También permite que la vela sea más pequeña que las enormes velas actuales que utilizan las embarcaciones de vela solar.
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El equipo está desarrollando la tecnología con miras a realizar una misión de demostración que visitaría los polos del sol. Es difícil llegar a estos polos utilizando los sistemas tradicionales de propulsión de naves espaciales, pero se podrían utilizar velas solares para poner una nave en órbita alrededor de ellos.
"Si bien esta tecnología puede mejorar una multitud de arquitecturas de misión, está preparada para tener un gran impacto en la necesidad de la comunidad de heliofísica de capacidades únicas de observación solar", dijo Dubill. "Con la experiencia combinada de nuestro equipo en óptica, aeroespacial, navegación solar tradicional y metamateriales, esperamos permitir a los científicos ver el sol como nunca antes".
La NASA ha concedido al grupo una subvención de investigación de 2 millones de dólares para desarrollar esta tecnología en el marco de su programa Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC). "A medida que nos adentramos más que nunca en el cosmos, necesitaremos tecnologías innovadoras y de vanguardia para impulsar nuestras misiones", dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson, en un declaración. "El programa Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA ayuda a desbloquear ideas visionarias, como nuevas velas solares, y acercarlas a la realidad".
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