Se necesita mucha energía para hacer que una nave espacial atraviese la atmósfera de la Tierra y salga de su gravedad. Pero una vez que una nave ha alcanzado la órbita, requiere relativamente poca energía para moverse por el espacio. De hecho, incluso pequeñas cantidades de energía constante podrían permitir que una nave viaje a las profundidades más lejanas del sistema solar, que es el principio detrás de la navegación solar. Esta tecnología une láminas enormes y delgadas de material reflectante a una nave espacial. Diminutos fotones de luz del sol rebotan en este material y le dan a la nave un pequeño empujón hacia adelante, lo que le permite navegar por el espacio.
Las embarcaciones de vela solar como LightSail 2 han demostrado que la tecnología funciona en principio. Sin embargo, hay algunas limitaciones. Para empezar, las embarcaciones de vela solar comienzan a viajar mucho más lentamente que las que funcionan con propulsores. Pero un problema mayor es el de la navegación. Las velas solares tienen que funcionar con la dirección de la luz solar disponible, y es difícil maniobrarlas. Ahora, la NASA está investigando nuevos diseños para velas solares que mejorarían sus capacidades de navegación.
La idea es utilizar una tecnología llamada velas solares difractivas, que tienen pequeñas rejillas en las velas que dejan pasar algo de luz. A medida que la luz pasa a través de una pequeña abertura, se propaga, en un proceso llamado difracción, que aún proporciona un empuje contra la vela. Pero debido a las rejillas, la luz entrante se puede controlar con mayor precisión, por lo que la nave se puede maniobrar con mayor precisión.
"La difracción esencialmente te permite adaptar el ángulo en el que se redirige la luz entrante", explicó Amber Dubill del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, líder del equipo de investigación, en un comunicado . También permite que la vela sea más pequeña que las enormes velas actuales que utilizan las embarcaciones solares.
El equipo está desarrollando la tecnología con miras a realizar una misión de demostración que visitaría los polos del sol. Es difícil llegar a estos polos usando los sistemas tradicionales de propulsión de naves espaciales, pero se podrían usar velas solares para poner una nave en órbita alrededor de ellos.
“Si bien esta tecnología puede mejorar una multitud de arquitecturas de misión, está lista para impactar en gran medida la necesidad de la comunidad heliofísica de contar con capacidades únicas de observación solar”, dijo Dubill. "Con la experiencia combinada de nuestro equipo en óptica, aeroespacial, navegación solar tradicional y metamateriales, esperamos permitir que los científicos vean el sol como nunca antes".
La NASA ha otorgado al grupo una subvención de investigación de 2 millones de dólares para desarrollar esta tecnología en el marco de su programa Conceptos avanzados e innovadores (NIAC). “A medida que nos adentramos más en el cosmos que nunca, necesitaremos tecnologías innovadoras y de vanguardia para impulsar nuestras misiones”, dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson, en un comunicado . “El programa de Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA ayuda a desbloquear ideas visionarias, como velas solares novedosas, y acercarlas a la realidad”.
