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Velas solares

Eduardo Mirón López
@EduardoMironLpz


El deseo de aventurarse en lo desconocido es inherente al ser humano. La curiosidad unida a la voluntad nos mueven a explorar. De esta loable actividad se pueden extraer muchas y muy ricas experiencias y si a ello añadimos un análisis empírico de las mismas, estamos en el camino óptimo para el desarrollo de la ciencia y ampliar así el conocimiento al que tenemos acceso como sociedad. La frenética sucesión de descubrimientos científicos en la historia reciente ha despertado en la humanidad un apetito hasta la fecha desconocido. Ya no es suficiente con saber más, los avances deben hacerse lo más rápido posible. Si los misterios fueran un recurso, los que alberga nuestro planeta se agotan con rapidez alarmante. La sed de sabiduría nos empuja como especie al abismo que se extiende más allá de nuestro planeta. La exploración espacial, la última frontera.

Desde que Galileo, Kepler y los astrónomos coetáneos descubrieran la existencia de planetas orbitando en torno al Sol, existe el deseo de saber cómo son, qué hay en ellos y si puede sernos útil. A las dos primeras cuestiones hemos podido responder con el paso de los siglos gracias al desarrollo de instrumentos cada vez más potentes con los que observar los cuerpos celestes que nos rodean, pero para obtener algún rédito material se presenta una gran dificultad: hay que ir allí. Con mucho esfuerzo se logró poner un puñado de seres humanos en la Luna a mediados del pasado siglo. Hoy no existe una Guerra Fría que empuje a dos superpotencias a competir en una carrera espacial y el principal impedimento para la exploración de nuestro sistema solar es el coste del mismo. El mundo en el que vivimos se rige para bien y para mal según las reglas del capitalismo. Mandar a gente al espacio a traer unas pocas rocas de vuelta no es un negocio rentable.

Cohete espacial de la segunda fase del SATURN V

Por todo ello, la exploración espacial se ve frenada y sólo se aceleraría en tres supuestos: necesidad perentoria de salir de esta roca a la que llamamos hogar, deseo inaplazable de obtener un recurso inexistente en la Tierra o sensible abaratamiento de los viajes espaciales. Ojalá y no ocurra el primer caso. El segundo por desgracia no se da, por lo que únicamente resta el tercero. ¿Cómo se hacen más baratos los viajes espaciales? De muchas maneras. Si establecemos una analogía con la automoción, podemos optar por elegir un coche más barato. Esto desemboca en el desarrollo de materiales para la fabricación de ingenios aeroespaciales, lo cual se hace desde hace años gracias a que lo que se obtiene de estos estudios tiene aplicaciones importantes (léase muy rentables) en la Tierra. Lo siguiente sería ahorrar en combustible. Aquí sí que se puede mejorar y mucho.

Los cohetes espaciales usados hasta la fecha gastan mucho combustible y este es carísimo. Tanto que la NASA dio un impulso tremendo a una rama de las matemáticas conocida como control óptimo para ahorrar combustible al poner satélites en órbita. Además existe otro gran problema en el espacio no hay gasolineras, por lo que el combustible que necesites lo tienes que llevar desde que sales de aquí. Esto supone espacio, carga, riesgos… Por ello se proponen desde hace años nuevos sistemas de propulsión para viajar por el espacio.

Suponiendo solventado el problema de escapar de la atracción gravitatoria de nuestro planeta recubierto de atmósfera, el deseo de moverse por el espacio choca con un problema que no se nos planteaba: el espacio está vacío. Para moverse hace falta aceleración, lo que equivale a necesitar ejercer una fuerza. La tercera ley de Newton recoge que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y sentido contrario. ¿A quién le vamos a ejercer fuerza en el vacío? Por suerte hay dos leyes de Newton más y la fuerza equivale a masa por aceleración. Todo ello junto se combina en el principio de conservación del momento lineal y permite una solución a nuestro problema: desprendiéndonos de masa en un sentido, experimentamos una fuerza de empuje en la misma dirección y sentido contrario. Así funcionan las naves espaciales actuales. Expulsan un chorro de gas y ello las impulsa en el vacío. El problema es que tienes que llevar el gas desde casa.

Pero existen teorías que no necesitan de los métodos hasta ahora presentados. El más prometedor es la vela solar. Kepler postuló la existencia de un viento solar al observar las colas de los cometas, y siglos más tarde conocemos que existe algo parecido. Lo que llamamos vacío no está vacío del todo. Para empezar hay luz, que como ahora sabemos podemos considerar como una corriente de partículas (se llamarán fotones e irán a una velocidad endiablada, pero partículas son) y en el pasado siglo XX ya surgieron voces que sugerían usar la luz para navegar por el espacio. Si a una nave espacial le ponemos una vela suficientemente grande con la que los fotones puedan chocar y al hacerlo transmitirle una parte de su energía, podemos movernos. Cierto es que un fotón solo empuja poco, pero pueden usarse velas muy grandes, que en el vacío es difícil chocar con algo.

Hace diez años se intentó probar la primera vela solar con la misión Cosmos 1, pero un fallo en el cohete que debía poner en órbita el ingenio resultó en la destrucción del conjunto y el fracaso de la misión. El pasado miércoles 20 de mayo de 2015 se puso en órbita el módulo LightSail-A, perteneciente al proyecto de capital privado LightSail-1. Este vehículo es un pequeño satélite del tamaño de un pan de molde familiar con una vela de 32 metros cuadrados y poco más de cuatro micras de grosor. El objetivo es hacerlo navegar a unos 200 km de la superficie terrestre y estudiar las aplicaciones de las velas solares para futuras naves espaciales. Puede que en el futuro naveguemos por el espacio, sujetando la luz a nuestras velas y utilizando la atracción gravitatoria de los planetas y sus lunas como corrientes marinas.

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