Para que la tripulación de SYFY‘s El arca Para llegar a otro sistema estelar, necesitarían una nave espacial que pudiera recorrer largas distancias rápidamente, con un mínimo de combustible. En el programa, resuelven ese problema utilizando un motor de iones propulsado eléctricamente, pero en el mundo real podríamos resolverlo navegando por el espacio sobre olas hechas de luz solar.
El 24 de abril de 2024, la NASA puso en órbita su Sistema Avanzado de Vela Solar Compuesta (ACS3, para abreviar), en una misión para probar la próxima generación de naves espaciales de vela solar.
El avanzado sistema de vela solar compuesto de la NASA planea navegar bajo el sol
Las velas solares funcionan de manera similar a las velas de barcos tradicionales: captan la presión externa para empujar una embarcación adjunta. La diferencia en el espacio es que la presión proviene de la luz de las estrellas en lugar del viento. Una vez que una vela solar se despliega en el espacio, los fotones de una estrella cercana (en este caso, el Sol) golpean la superficie reflectante de la vela y rebotan, transfiriendo parte de su impulso en el proceso.
El impacto individual de cada fotón es pequeño, pero con una vela lo suficientemente grande se puede recoger suficiente luz para impulsar una carga útil sin necesidad de transportar combustible. En consecuencia, podemos planificar misiones que vayan más lejos y cuesten menos eliminando casi por completo el combustible de la ecuación.
Las velas en sí son increíblemente delgadas y están diseñadas para ser lo más livianas posible para evitar sobrecargar la embarcación que sostienen, pero hay que sostenerlas. Agregar una estructura de pluma da forma a las velas solares, pero también agrega peso. El objetivo de la NASA ha sido desarrollar una estructura de botavara que pueda plegarse de forma compacta, añadir el menor peso posible a la misión general y seguir proporcionando el soporte estructural que necesita la vela. Ese es el problema que la NASA espera que resuelva el ACS3.
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“Los brazos tendían a ser pesados y metálicos o hechos de un compuesto liviano con un diseño voluminoso, ninguno de los cuales funciona bien para las pequeñas naves espaciales actuales. Las velas solares necesitan botavaras muy grandes, estables y ligeras que puedan plegarse de forma compacta. Las botavaras de esta vela tienen forma de tubo y se pueden aplastar y enrollar como una cinta métrica en un paquete pequeño, al tiempo que ofrecen todas las ventajas de los materiales compuestos, como menos flexión durante los cambios de temperatura”, dijo Keats Wilkie, investigador principal de la misión. en una oracion.
Un CubeSat construido por NanoAvionics se lanzó a bordo de un cohete de electrones desde el Complejo de Lanzamiento 1 en Māhia, Nueva Zelanda, el 24 de abril. El CubeSat es responsable de transportar el ACS3 durante el lanzamiento y a una órbita de aproximadamente 600 millas (1.000 kilómetros). Una vez allí, desenrollará las barreras y desplegará la vela solar de 800 pies cuadrados. Una vez totalmente desplegado y en la orientación correcta, el ACS3 debería ser lo suficientemente brillante como para verlo a simple vista desde el suelo, aproximadamente tan brillante como la estrella Sirio.
Todo eso estará enrollado y metido en un paquete del tamaño de tu mano. El proceso de despliegue de la botavara y la vela se capturará desde el punto de vista del CubeSat, utilizando cámaras montadas en su exterior. Desplegar la botavara y la vela es el objetivo principal de la misión, pero una vez desplegada, los controladores de la misión la pondrán a prueba. Al inclinar la vela hacia el Sol o alejándola de él, esperan controlar cómo se mueve la nave espacial.
Lo que los ingenieros aprendan de esta misión de prueba sentará las bases para misiones más ambiciosas en el futuro. La estructura de la botavara del ACS3 podría soportar una vela de hasta 5.400 pies cuadrados y las versiones futuras podrían soportar velas realmente enormes de hasta 21.500 pies cuadrados, aproximadamente el tamaño de un campo de fútbol.
La NASA sugiere que también se podrían utilizar estructuras de brazo similares en futuras misiones a la Luna o Marte proporcionando soporte estructural para los hábitats de la tripulación. Si las cosas van según lo planeado, estas barreras y otras similares podrían ser una solución multiuso para estructuras de soporte espaciales desde aquí hasta Próxima centauri.
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