¿Qué es una "vela solar" y cómo funciona?

Hace unos 5 mil años en el antiguo Egiptosucedió algo que cambió radicalmente el mundo. A juzgar por los hallazgos arqueológicos, alrededor de esta época, los egipcios inventaron velas, que comenzaron a usarse para controlar barcos usando energía eólica. Es difícil de creer, pero en este momento, la humanidad está nuevamente al borde de un descubrimiento que afectará al mundo entero. Los científicos están tratando de usar las llamadas "velas solares" para controlar los satélites espaciales. Queda muy poco tiempo hasta que la nave espacial pueda operar sin motores de combustible.

Por el momento, la mayoría de los artificialesLos satélites que circulan alrededor de nuestro planeta funcionan con la energía de los motores de iones. Estos motores son pesados, son bastante caros y solo duran unos tres años, por lo que los científicos han estado tratando de encontrar una alternativa para ellos. En 1920, el inventor soviético Friedrich Zander se dio cuenta de que para los vuelos en el espacio, puede usar la apariencia de las velas utilizadas en los barcos. Pero, ¿cómo, en su opinión, pueden las velas poner en movimiento objetos espaciales? De hecho, en el espacio no hay viento.

El contenido

• 1 ¿Cómo vuelan los satélites?
• 2 La primera vela solar en funcionamiento
• 3 Vela solar LightSail 2
• 4 ¿Cuál es la velocidad de la vela solar?
• 5 beneficios de las velas solares

¿Cómo vuelan los satélites?

El hecho es que en el espacio hay un maravillosoUna alternativa al viento es la luz solar, que consiste en una cantidad inimaginable de partículas llamadas fotones. Cada uno de ellos puede golpear superficies duras y crear presión que puede empujar objetos hacia adelante. Imagine cómo una bola de billar choca con otras bolas en la mesa, algo así como estos fotones de luz y afectan la superficie de la vela. Entonces, ¿por qué no hacer de esta superficie sólida una gran vela y un pequeño satélite un objeto móvil?

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Los científicos han intentado muchas veces traer espacioLos satélites se pusieron en marcha con la ayuda de velas solares, pero no tuvieron éxito durante mucho tiempo. El hecho es que la fuerza de las partículas de luz solar es muy pequeña y no es suficiente para impulsar grandes satélites hacia adelante. A los científicos les llevó décadas reducir los satélites al tamaño de los pequeños teléfonos inteligentes. Uno de esos dispositivos compactos son los cubsats, que se fabrican en tamaños de 10 x 10 x 11 centímetros. A pesar de su pequeño tamaño, tienen todo lo necesario para observar la Tierra.

La primera vela solar en funcionamiento.

El primer satélite espacial en operarLa vela japonesa IKAROS se convirtió en la vela solar. Su lanzamiento tuvo lugar el 21 de mayo de 2010, cuando se plegó una vela delgada con una diagonal de 20 metros. Después de entrar en órbita, la vela comenzó a desplegarse y completó este proceso solo una semana después del inicio. Con la ayuda de esta vela y la luz solar, el dispositivo pudo regular la dirección de su movimiento. Sin embargo, el aparato cayó a la sombra y entró en hibernación, por lo que el experimento tuvo que ser detenido.

IKAROS: la primera nave espacial con una vela solar en funcionamiento

Vela solar LightSail 2

Pero los científicos no se rindieron y probaron la energía solar.Las velas están llegando ahora mismo. Si miras el cielo nocturno, allí puedes notar la nave espacial LightSail 2 de la comunidad Planetaria. Fue lanzado en órbita en nuestro planeta en junio de 2019 con la ayuda del cohete de refuerzo Falcon Heavy. Unas semanas más tarde, presentó su vela solar: su área es de 32 metros cuadrados y es por eso que la gente tiene la oportunidad de verla desde la Tierra. Solo piense: ¡la vela tiene casi la misma área que el apartamento promedio!

El dispositivo LightSail 2 ahora está en órbita terrestre

La vela no es sin razón un tamaño tan grande. El hecho es que para poner en movimiento incluso un aparato pequeño del tamaño de una barra de pan, las partículas de luz solar deben actuar sobre el área de vela máxima posible. Quizás en el futuro, los científicos podrán crear satélites más pequeños, por ejemplo, a partir de cajas de fósforos. Entonces las velas se volverán realmente pequeñas, y será imposible distinguirlas de la Tierra.

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Por cierto, el dispositivo LightSail-2 tenía un prototipo parallamado LightSail-1. Fue lanzado en órbita el 20 de mayo de 2015 y desplegó la vela el 7 de junio. Después de otros 7 días, realizó su vuelo de prueba, que no duró más de un día. A diferencia del prototipo, el LightSail-2 volará en la órbita de la Tierra hasta al menos mediados de agosto.

¿Cuál es la velocidad de la vela solar?

Probablemente te preguntes qué velocidad puedesdesarrollar con la ayuda de una vela solar? La velocidad e intensidad de la aceleración depende del tamaño de la vela y el satélite. El dispositivo LightSail 2 está haciendo una revolución completa en nuestro planeta en 90 minutos. La velocidad del satélite, por cierto, aumenta constantemente: durante un mes de estar bajo la influencia de la luz solar, acelera en 549 kilómetros por hora. Si bien la velocidad del dispositivo es bastante pequeña, pero con el tiempo, si se deja en condiciones de funcionamiento, puede alcanzar la velocidad de la Estación Espacial Internacional, que es de aproximadamente 27,000 kilómetros por hora.

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LightSail 2 necesita girar constantemente para tomar el sol.

Desde el desempeño de los satélites con energía solarLas velas dependen directamente de las partículas de luz, no se pueden utilizar fuera del sistema solar. Aunque, en el resto del Universo, probablemente haya otras fuentes de luz, por lo que en un futuro muy lejano, las velas solares también pueden ser útiles.

Beneficios de las velas solares

Las velas solares realmente funcionan y bastanteLos satélites pueden perder pronto sus motores de iones. Esto reducirá significativamente su costo, porque las velas solares son claramente más baratas que los motores, porque de hecho es un lienzo de espejo extendido alrededor del satélite. Además, las compañías aeroespaciales no tendrán que gastar dinero en combustible costoso, simplemente no es necesario en los satélites de "navegación".

El motor de iones realmente parece más caro que las velas solares, ¿verdad?

Desafortunadamente, tener la oportunidad de crearsatélites baratos, las empresas a menudo pueden ponerlos en órbita terrestre baja. Y hay tantos objetos alrededor de nuestro planeta, y en los próximos diez años habrá aún más. Después de todo, ¿nadie olvidó que Elon Musk quiere crear el Internet Starlink del mundo usando 12,000 satélites? Los humanos casi hemos creado velas solares en funcionamiento, ahora debemos pensar en cómo deshacernos de los desechos espaciales.

Espera, ¿quizás los beneficios de espacio pueden ser de alguna utilidad?

Finalmente, quiero recomendar una historia.El escritor inglés de ciencia ficción Arthur Clarke "Viento Solar". Habla sobre la regata de naves espaciales que se mueven con la ayuda de la presión del viento solar. En su trabajo, el escritor habló sobre los diferentes tipos de velas solares (¡todavía no existen!) Y cómo controlarlas.

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