Nuevo tipo de vela solar puede hacer posible el viaje interestelar

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que si queremos explorar otras estrellas, tendremos que desarrollar mejores sistemas de propulsión que los cohetes propulsados ​​por productos químicos actuales. Esto se debe a que sufren el "efecto tostino": cuanto más pesado es un cohete, más combustible se necesita para lanzarlo al espacio. Pero cuanto más combustible lleva, más pesado es.

El cohete Saturno V, que condujo al hombre de la Luna durante el programa espacial Apolo, es un buen ejemplo de esta "regla". Vacío, solo pesa 10 toneladas, pero se necesitan 109 toneladas de combustible para transportar hasta 48 toneladas de carga a la luna, es decir, más de 2 kg de combustible por cada kg de carga.

Una alternativa inspirada en uno de los medios de locomoción más antiguos de la humanidad es navegar. Pero en lugar de ser impulsado por el viento, la nave espacial sería impulsada por la luz: una vela altamente reflectante se colocaría para reflejar la luz solar.

Cuando se reflejan, los fotones generan una pequeña fuerza en la dirección opuesta, empujando el avión. Al principio, esta fuerza es imperceptible, pero como no hay fricción en el espacio, se acumula gradualmente y con el tiempo puede dar lugar a velocidades más altas que cualquier otro sistema de propulsión jamás construido.

El concepto de usar la luz para mover un objeto puede parecer extraño, pero ya se está probando en la práctica. Nasa, JAXA y el La sociedad planetaria han probado con éxito las velas solares en órbita.

Para la navegación interestelar, los científicos proponen el uso de un láser, disparado desde la tierra, como fuente de luz. El problema es que a largas distancias la nave espacial puede desalinearse con el láser, lo que provocaría que se desviara. Y a escala astronómica, incluso una desviación de milímetros en la actualidad puede convertirse en decenas de millones de kilómetros en pocos años.

Para resolver este problema, los investigadores del Instituto de Tecnología de Rochester en los Estados Unidos recurrieron a un fenómeno óptico conocido como difracción de luz. Crearon una vela compuesta de una delgada capa de cristal líquido entre dos capas de plástico. Los cristales están orientados para reflejar la luz en una dirección específica, y la vela se divide en dos partes. El lado izquierdo refleja la luz hacia el lado derecho, y viceversa.

Con este sistema, la nave espacial se centrará automáticamente en el láser, ya que cualquier "exceso" de energía en un lado genera una fuerza en el lado opuesto. Esto elimina cualquier posibilidad de desvío.

Los investigadores han demostrado la efectividad de la técnica en las pruebas de laboratorio, que presentaron algunos desafíos únicos. Debido a que las fuerzas generadas en la vela son pequeñas, incluso el peso de una persona cercana al motor de prueba podría afectar los resultados. Se tuvieron que desarrollar nuevos métodos para medir fuerzas sin riesgo de interferencia.

El siguiente paso es desarrollar velas que sean capaces de centrar velas en cualquier dirección. "Fue muy gratificante encontrar que los resultados experimentales están de acuerdo con nuestras predicciones teóricas", dijo Grover Swartzlander, el líder del estudio. "Esto sugiere que podemos diseñar con confianza estructuras de velas más complejas alimentadas por la luz solar o un rayo láser".

Fuente: Space.com

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