Cómo es ACS3, la nueva vela solar espacial de la NASA

La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio, más conocida como NASA, ha estado probando en la órbita terrestre una prometedora tecnología que podría cambiar los viajes espaciales a futuro.

Se trata de un sistema de vela solar, conocido como Advanced Composite Solar Sail System o ACS3, que estará recogiendo datos importantes en el espacio y que al desplegar sus brazos puede ser “tan brillante como Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno”, describe la entidad.

El aparato fue lanzado exitosamente el pasado 23 de abril a bordo del cohete Electron de la compañía Rocket Lab, desde la península Mahia de Nueva Zelanda. Sin embargo, fue hace unas semanas que alcanzó su implementación completa y la NASA publicó la primera imagen capturada por la misma vela solar.

Las velas solares, como ACS3, son aparatos que usan la energía obtenida de la luz solar para la propulsión de naves espaciales. Deben inclinarse hacia el Sol o alejarse de él, para que así los fotones reboten en la vela y la nave espacial sea empujada, señala la NASA en su sitio web. Su funcionamiento es similar al de los veleros, que necesitan del viento para impulsarse.

Aunque el movimiento que se produce no es tan grande, el propósito de la NASA con esta tecnología no es recorrer trayectos largos en el espacio. Se estima que podrían ayudar a tener misiones espaciales de menor valor y mayor duración, además de eliminar la necesidad de combustible para cohetes convencionales.

Cabe destacar que, históricamente, el desarrollo de las velas solares ha sido escaso debido al material y estructura de sus brazos.

“Los brazos tienden a ser pesados y metálicos o hechos de un compuesto ligero con un diseño voluminoso, ninguno de los cuales funciona bien para las pequeñas naves espaciales de hoy. Las velas solares necesitan brazos muy grandes, estables y ligeros que se puedan plegar de forma compacta”, explicó en un comunicado Keats Wilkie, investigador principal de la misión en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, Estados Unidos.

El artefacto lanzado recientemente por la NASA viene a cambiar ese escenario. De acuerdo a Wilkie, las alas de ACS3 son similares a un tubo y tienen la facilidad de que se pueden “aplastar y enrollar como una cinta métrica en un paquete pequeño”.

A eso se suma “que ofrecen todas las ventajas de los materiales compuestos, como una menor flexión y doblado durante los cambios de temperatura”.

Al probar el despliegue y funcionamiento de ese diseño de brazos para velas solares, la NASA asegura que no solo se podrían lanzar a la órbita de la Tierra, sino que también a la Luna, Marte y otros puntos del espacio.

De hecho, desde la agencia espacial plantean que ese diseño podría ser capaz de soportar velas solares de casi 500 metros cuadrados, equivalente a una cancha de baloncesto.

“El Sol seguirá ardiendo durante miles de millones de años, por lo que tenemos una fuente ilimitada de propulsión. En lugar de lanzar enormes tanques de combustible para futuras misiones, podemos lanzar velas más grandes que utilicen el ‘combustible’ ya disponible”, explicó en un comunicado Alan Rhodes, ingeniero de sistemas principal de la misión en el Centro de Investigación Ames de la NASA.

La vela solar de la NASA está armada con un CubeSat de doce unidades (12U), que es un pequeño satélite del tamaño de un microondas diseñado especialmente para orbitar alrededor de la Tierra y que, en este caso, fue creado por NanoAvionics. Su propósito es probar el despliegue de los brazos, compuestos a base de “polímeros flexibles y materiales de fibra de carbono”, lo que los hace mucho más ligeros en comparación a otros diseños de brazos de velas solares.

Ese despliegue de alas comenzó el pasado 29 de agosto, cuatro meses después de que el aparato saliera desde Nueva Zelanda. Una vez que se extendió la estructura, esta alcanzó unos 80 metros cuadrados.

“Siete metros de brazos desplegables pueden enrollarse hasta alcanzar una forma que quepa en la mano”, argumentó Rhodes. Luego agregó: “La esperanza es que las nuevas tecnologías verificadas en esta nave espacial inspiren a otros a usarlas en formas que ni siquiera hemos considerado”.

La vela solar espacial también cuenta con cuatro cámaras de gran angular, en blanco y negro, que están situadas al centro de la nave. Gracias a ellas se logró capturar una imagen que muestra una vista panorámica de la vela y que fue compartida por la NASA.

Sin embargo, probar el despliegue de las alas ese no es el único objetivo. Y es que los operadores de la misión también buscarán realizar varias maniobras para modificar la órbita de la nave espacial, lo que podría proporcionar información valiosa para que a futuro se realicen otras misiones con velas solares aún más grandes. Debido a que no necesitarían otros combustibles para la propulsión, ya sea líquidos o sólidos, se estima que incluso las naves podrían ser más livianas.

“Los datos de vuelo obtenidos durante la demostración se utilizarán para diseñar futuros sistemas de velas solares compuestas a mayor escala para satélites de alerta temprana del clima espacial, misiones de reconocimiento de asteroides y otros cuerpos pequeños, y misiones para observar las regiones polares del sol”, complementaron desde la compañía Rocket Lab en una descripción de la misión.

Cabe destacar que ACS3 no es una misión pionera en la navegación solar. En 2010 la agencia espacial japonesa JAXA puso en órbita la nave Ikaros mediante una vela solar, con el objetivo de que llegara al planeta Venus. Usando el mismo sistema, en 2019 la organización Planet Society lanzó LightSail 2, que se mantuvo en la órbita de la Tierra durante dos años y medio.