Hacer windsurf por el espacio puede ser la solución para explorar el Sistema Solar

Actualizado hace 8 minutos

Navegar por el cosmos y quedarse a la deriva en el espacio sin combustible es una pesadilla en muchas películas de ciencia ficción cuando se ponen catastrofistas. Y aunque es algo previsto en la mayor parte de los casos, también pasa en la realidad, como ha sido el reciente caso de la nave espacial Dawn, de la NASA, que dejó de comunicarse con la Tierra precisamente por quedarse sin hidracina, tras 11 años de misión. Dawn es la primera nave interplanetaria y que ha visitado dos cuerpos extraterrestres, el asteroide gigantes Vesta y el planeta enano Ceres, ambos entre Marte y Júpiter.

Lo mismo le va a suceder al conocido telescopio James Webb, que ha resultado inestimable a la hora de explorar el universo profundo. Y como en otros casos ya ha sucedido, quedarse sin combustible significa dar la misión por finalizada.

El combustible es un recurso de un alto valor en las naves espaciales, ya que no existe la posibilidad de repostar. Esto implica que, cuando se agota, la trayectoria de la nave es prácticamente incontrolable, salvo en caso en los que se usan unas aletas seguir la trayectoria deseada, pero solo se hace en presencia de la atmósfera terrestre. A ello se une el volumen que ocupa y el peso que añade a la nave, aspecto que también se tiene encuentra.

Usar velas espaciales

Ahí es de donde surge la idea de navegar por el espacio en el sentido más clasico, como un velero en el mar. Se investiga y experimenta el uso de velas solares que emplean la presión de la luz solar para la propulsión, lo que hace innecesarios los pesados sistemas de los cohetes convencionales. “Una tecnología propulsiva de este tipo tiene un gran potencial porque, al no consumir combustible, permite (al menos teóricamente) tiempos de misión ilimitados”, ha explicado a SINC el ingeniero aeroespacial de la Universidad de Sevilla Francisco Javier Urrios Gómez, coautor de un estudio que publica la revista Acta Astronáutica sobre cómo optimizar la planificación y orientación de las trayectorias de estas velas solares.

“El peso de una nave espacial no es infinito, sino que está limitado por la capacidad del cohete que la pone en órbita. Esto significa que lleva una carga de combustible que no es demasiado elevada y es insuficiente para ciertas misiones, como la exploración consecutiva de numerosos asteroides o el estudio de los polos solares. Las velas solares, sin embargo, sí podrían llevar a cabo este tipo de misiones”, concluye Urrios Gómez.

Un ingeniero de la NASA Ames revisa la nave espacial Advanced Composite Solar Sail System. Brandon Torres/NASA

El físico Les Johnson, jefe del programa Solar Cruiser de la NASA, aseguraba en 2022 desde el Centro Marshall de Vuelos Espaciales: “La vela solar cautiva la imaginación. Es lo último en sistemas de propulsión verde. Lo que estamos haciendo es maniobrar en el espacio sin combustible, solo usando la energía natural para ir de punto A al punto B. Mientras brille el Sol, podemos conseguir propulsión. Hay muchas misiones científicas que deben llevarse a cabo y que no pueden realizarse de otra manera”.

Recolectar la energía del Sol

Nuestro astro crea ingentes cantidades de energía gracias a los procesos de fusión nuclear que ocurren en su interior. Principalmente desprende radiación electromagnética (luz) y grandes chorros de partículas (protones, electrones, neutrones, etc), comúnmente llamado viento solar.

Las velas solares ofrecen una manera de recolectar parte de esta energía para usarla en el espacio profundo. Actualmente existen tres tipos: las convencionales o fotónicas que reflejan la luz del Sol con una gran superficie y son las más estudiadas; las eléctricas (E-sails), cables muy largos que se cargan a cierto voltaje; y las magnéticas, parecidas a las eléctricas, pero que consiguen la propulsión creando un campo magnético en vez de eléctrico.

“Cuanto mayor sea la distancia respecto al Sol, más se habrá expandido el viento solar por el espacio, y cada metro cuadrado de vela solar verá menos energía. Por esta razón, las E-sails tienen ventajas, como que la fuerza que generan sobre la nave cae más lentamente con dicha distancia -en comparación a las convencionales- y se han hecho experimentos en laboratorio sobre su viabilidad, otro avance respecto a las magnéticas”, señala Urrios Gómez.

Sin embargo, también presentan limitaciones, como que la aceleración que generan sobre la nave espacial es muy pequeña. Por otro lado, dicha aceleración generada por la vela solar nunca puede apuntar hacia el Sol, solo hacia fuera. Esto limitaría el recorrido. Estudios previos, como el realizado por el científico Wolfgang Seboldt, y el profesor de ingeniería aeroespacial Bernd Dachwald, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR, por sus siglas en inglés), indican que sigue siendo posinle hacer espirales, tanto hacia dentro como hacia fuera de dicha trayectoria.