¿Cómo funcionan las velas solares?

Los curiosos de la astronomía suelen preguntarse cómo funcionan las velas solares, y aunque el sistema lleve en su nombre la palabra "vela", el viento no influye en lo absoluto.

Las velas solares son un sistema que está poco a poco tomando mayor popularidad en la comunidad científica del transporte espacial. Al presentar una opción natural para el desplazamiento de una sonda o satélite, que ofrece el ahorro del gasto en combustibles, se ha convertido en uno de los principales campos de investigación de la NASA, y por ello ya existen algunas naves espaciales que cuentan con este sistema. Sin embargo, muchos se preguntan, ¿cómo funcionan las velas solares?

Hace algunos días tratábamos aquí, en ALT1040, un tema relacionado con el problema de la basura espacial, el cual podría ser solucionado mediante el uso de un rayo láser. Aunque la solución no era la definitiva, si consiste en dar más seguridad a los satélites y la Estación Espacial Internacional que transitan por la órbita de nuestro planeta. Si bien se piensa que los láser sirven solamente para calentar objetos a corta distancia, al aplicarse una cantidad de energía suficiente y gracias a la falta de gravedad en el espacio, se pueden mover objetos como la basura espacial, gracias a que representa un flujo de luz y sus partículas en lugar de calentar el objeto, lo mueve. Lentamente, pero lo mueve, según las pruebas realizadas por los científicos.

Este, es el mismo caso que presenta el sistema de velas solares. A diferencia de lo que muchos podrían creer, que las sondas con velas solares se mueven bajo el efecto del llamado "viento solar" (que sí es el responsable de las auroras), no es así. Las velas solares son impulsadas gracias a presión que ejerce sobre ellas la radiación solar, o en otras palabras, la luz del Sol.

Es un concepto un poco confuso dado que se entiende que la luz no tiene masa, y por ende no debería poder "empujar" nada. Aún así, la luz solar si posee algo que la mecánica llama "cantidad de movimiento", y cuando las velas solares reciben las partículas o fotones de la luz, esta cantidad de movimiento se traspasa a la nave espacial, y por ello se mueve. Así de sencillo.

Por supuesto, esto requiere que dichas velas estén fabricadas de materiales específicos. En el caso de la nave Cosmo 1 de la NASA o la sonda IKAROS de Japón, la primera lanzada en el año 2005 y la segunda en el año 2010, sus velas están fabricadas de un material especial llamado Kapton que permite atrapar los fotones, incluso cuando tiene un grosor de apenas 5 micras (0.005 milímetros).

Para el año 2014 se espera que se lance la vela solar más grande del mundo, con el nombre de Sunjammer, en honor al autor Arthur C. Clarke, quien fue el primero en tratar el concepto de este sistema en sus libros de ciencia ficción hace casi 50 años.