Los cohetes son increíblemente poderosos. Nos pueden lanzar a la órbita, volar a la luna e incluso viajar a Marte.
Pero para ir más allá de nuestro sistema solar, necesitarremos algo más: velas solares.
¿Cómo funcionarían las velas en el espacio? ¿Cuánto tiempo te tomaría llegar al borde del sistema solar?
Veamos qué sucedería al navegar por la galaxia utilizando velas solares.
ÍNDICE
- 1 Qué pasaría si navegaras por la galaxia con velas solares?
- 2 Cómo funcionarían las velas solares en el espacio
- 3 Hacia el futuro: explorando sistemas estelares vecinos
Para lanzar una nave espacial, se necesita un cohete que impulse la nave hacia el cielo. Ese impulso se conoce como fuerza de empuje.
Ser lanzada desde la Tierra con el poder de un cohete proporciona a la nave espacial la mayor parte de su impulso.
Después de esto, la nave requeriría más combustible para cambiar su velocidad o dirección.
Sin embargo, no existen estaciones de servicio en el espacio donde una nave pueda repostar. Esto implica que solo puede avanzar hasta donde el combustible la permita.
Cuanto más combustible se lleve, mayor será el peso de la nave y en el espacio, las reservas son limitadas. En otras palabras, sería sumamente complicado alcanzar un destino interestelar solo con cohetes.
Pero todo eso podría cambiar pronto. En el futuro, las naves podrían equiparse con velas solares para desplazarse por la galaxia.
Pero, ¿cómo funcionarían estas velas solares?
Cómo funcionarían las velas solares en el espacio
Desde tiempos antiguos, en la Tierra, las velas han impulsado barcos por mares y océanos, utilizando la fuerza del viento.
Sin embargo, en el espacio, donde no hay aire, se requiere un tipo diferente de “viento”.
Afortunadamente, el espacio no está completamente vacío y existen maneras ingeniosas de navegar utilizando la energía que proporciona el mismo cosmos.
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Cómo viviremos en Marte: Los habitats hinchablesExisten 2 tipos de velas solares que podríamos utilizar.
Ambos métodos de navegación presentan ventajas y desafíos únicos, pero lo que tienen en común es su capacidad para operar durante largos períodos sin requerir combustible convencional, lo que los hace ideales para misiones de larga duración en el espacio profundo.
Vamos a conocerlos:
Velas solares tradicionales
Estas son una maravilla de la ingeniería moderna. Funcionan gracias a la presión de la radiación solar.
La luz del Sol, compuesta por fotones, ejerce una presión sobre cualquier superficie que encuentre.
Las velas solares están diseñadas para ser membranas ultrafinas, a menudo hechas de materiales reflectantes como el mylar.
Cuando los fotones impactan y se reflejan en estas membranas, transmiten parte de su ímpetu a la vela, proporcionando un empuje constante pero suave.
Aunque esta fuerza es pequeña, en el vacío del espacio, donde no hay resistencia, puede acumularse con el tiempo y alcanzar velocidades significativas.
E-velas o velas eléctricas
Estas representan un enfoque diferente para la navegación espacial.
En lugar de confiar en la luz, las e-velas aprovechan el viento solar, que es un flujo constante de partículas cargadas expulsadas por el Sol.
Estas partículas, principalmente electrones y protones, vuelan a través del sistema solar a velocidades de hasta 1.6 millones de kilómetros por hora.
Las e-velas utilizan alambres de aluminio cargados eléctricamente para interactuar con este viento solar. Cuando las partículas cargadas se acercan a estos alambres, son desviadas debido a la carga eléctrica, creando un empuje.
Algunos de estos alambres pueden ser extremadamente largos, midiendo hasta 20 kilómetros, pero también son increíblemente finos, más que un cabello humano.
Es crucial entender que, tanto para las velas solares tradicionales como para las e-velas, aún requeriríamos cohetes químicos para lanzar naves al espacio.
Esto se debe a que ninguna de estas tecnologías puede operar eficientemente dentro de la magnetosfera terrestre, una región influenciada por el campo magnético de la Tierra y hasta 10 veces más grande que la Tierra misma.
Otro artículo interesante:
La vida dentro de la nave espacial Starship de SpaceXPor lo tanto, independientemente del tipo de vela solar, la nave tendría que ser lanzada más allá de esta magnetosfera antes de que las velas puedan ser efectivas.
En el caso de las e-velas, una vez activadas, una nave espacial de 1,000 kilogramos, equipada con alrededor de 100 alambres, podría atrapar suficientes partículas de viento solar para acelerar a velocidades sorprendentes.
Después de un año de navegación, se podrían alcanzar velocidades de hasta 30 kilómetros por segundo, y potencialmente hasta 150 kilómetros por segundo.
Para las velas solares tradicionales, el principio es similar, pero en lugar de atrapar partículas de viento solar, estas velas capturan y reflejan la luz del sol, aprovechando el ímpetu de los fotones para generar un empuje.
Riesgos y consideraciones
Navegar por el espacio utilizando cualquiera de los 2 tipos de velas solares presenta varias ventajas, pero también conlleva desafíos y riesgos que no deben ser subestimados.
Interacción con el cinturón de Kuiper:
El cinturón de Kuiper es una vasta región que se extiende más allá de la órbita de Neptuno.
Está repleto de objetos helados, muchos de los cuales son cometas que eventualmente pueden entrar al sistema solar interno.
Una colisión o incluso una interacción cercana con estos objetos podría causar daños significativos tanto a las velas solares tradicionales como a las e-velas, comprometiendo la integridad y funcionalidad de la nave.
Duración del viaje hasta la heliopausa:
La heliopausa, que marca el límite del sistema solar, se encuentra a una distancia considerable de la Tierra.
Aunque las e-velas pueden permitir velocidades impresionantes, llegar a este punto distante todavía requeriría un viaje de al menos una década.
Durante este tiempo, la nave y sus sistemas deberían mantenerse operativos y enfrentarse a los desafíos del espacio profundo.
Disminución de la intensidad de los vientos solares:
A medida que una nave se aleja del Sol, la densidad y la intensidad de los vientos solares disminuyen.
Esto significa que la eficacia tanto de las velas solares tradicionales como de las e-velas podría reducirse con la distancia, afectando la aceleración y la velocidad máxima alcanzable por la nave.
Es vital tener en cuenta esta disminución al planificar viajes largos, especialmente aquellos que se extienden más allá del sistema solar.
Otro artículo interesante:
La verdad sobre el nuevo cohete New Glenn de Blue OriginRadiación y micrometeoritos:
Más allá de los desafíos presentados por la distancia y los vientos solares, la nave también estaría expuesta a niveles más altos de radiación cósmica y micrometeoritos en el espacio profundo.
Estos factores podrían dañar no solo las e-velas sino también otros sistemas vitales de la nave.
En el vasto espacio, la navegación precisa es esencial.
Las e-velas, aunque efectivas, pueden requerir correcciones de curso, especialmente si hay perturbaciones inesperadas, como la interacción con campos magnéticos de otros cuerpos celestes.
Hacia el futuro: explorando sistemas estelares vecinos
Dada la novedad de la tecnología de e-velas, es esencial que cualquier misión planificada tenga en cuenta estos y otros riesgos potenciales, preparándose adecuadamente para garantizar la seguridad y el éxito del viaje.
A pesar de los desafíos, las e-velas podrían abrir puertas a la exploración de otros sistemas estelares.
Por ejemplo, el sistema Alfa Centauri, el más cercano a nosotros, podría ser un destino tentador.
Si bien no todas las estrellas proporcionarían los mismos vientos solares que nuestro Sol, viajar cerca de ellas podría ofrecer suficiente impulso para alcanzar velocidades aún mayores.
La exploración espacial con velas solares podría ser el próximo gran paso en nuestra búsqueda de nuevos mundos y civilizaciones.
