Mercurio podría ser el destino perfecto para una nave con una vela solar espacial de 2.500 metros cuadrados
Ilustración artística de IKAROS y su vela solar. Crédito: JAXA

Una nueva misión propuesta llamada Mercury Scout tiene como objetivo aprovechar esto para explorar Mercurio. La misión monitorizará la superficie de Mercurio con una resolución de 1 metro y, utilizando la superficie altamente reflectante de la vela para iluminar los cráteres en sombra, podría buscar depósitos de agua.

Las velas solares para explorar Mercurio

A diferencia de los motores de cohetes convencionales que requieren combustible que a su vez añade peso y posteriormente requiere más combustible, las velas solares son mucho más eficientes. La luz que cae sobre la vela puede impulsar un problema a través del espacio. Es un concepto fascinante que se remonta al siglo XVII, cuando Johannes Kepler sugirió la idea a Galileo Galilei. No fue hasta principios del siglo XXI que la Sociedad Planetaria creó la nave espacial de vela solar Cosmos 1. Se lanzó en junio de 2005, pero un fallo impidió que nunca alcanzara la órbita.

La primera vela solar lanzada con éxito fue Ikaros, lanzada por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial y demostró magníficamente la viabilidad de la tecnología.

Se sabe desde 1905 que la luz está formada por pequeñas partículas conocidas como fotones. No tienen masa pero cuando viajan por el espacio sí tienen impulso. Cuando una pelota de tenis golpea una raqueta, rebota en las cuerdas y parte del impulso de la pelota se transfiere a la raqueta. De manera muy similar, los fotones de luz que inciden en una vela solar transfieren parte de su impulso a la vela dándole un pequeño empujón. Más fotones que golpean la vela dan otro pequeño empujón y, a medida que se acumulan lentamente, la nave espacial acelera lentamente.

Los datos del instrumento Espectrómetro de Composición de Superficie y Atmósfera de Mercurio, o MASCS, están superpuestos al mosaico del Sistema de Imágenes Duales de Mercurio, o MDIS. Crédito: NASA/Laboratorio de Física

Mercury Scout aprovechará la idea de la vela solar como su principal propulsión una vez que haya alcanzado la órbita terrestre. Los principales objetivos de la misión son mapear la distribución de minerales en la superficie, obtener imágenes de alta resolución de hasta 1 metro de resolución e identificar depósitos de hielo en cráteres permanentemente sombreados. Se eligió la vela solar porque ofrece importantes beneficios técnicos y financieros , reduciendo el costo general y el tiempo de tránsito a Mercurio.

Para propulsar el módulo Mercury Scout, la vela tendrá unos 2.500 metros cuadrados y un espesor de 2,5 micras. El material es CP1 aluminizado, similar al utilizado en el escudo térmico del telescopio espacial James Webb. Los cuatro cuadrantes separados de la vela se despliegan a lo largo de soportes de fibra de carbono y llegarán a Mercurio en unos 3,8 años. A su llegada se trasladará a una órbita polar y luego pasará otros 176 días cartografiando toda la superficie.

Para poder cartografiar todo el planeta, será necesario mantener la órbita ajustando el ángulo de la vela. De la misma manera, el capitán de un velero puede navegar en contra del viento o, a veces, en contra, ajustando el ángulo y la posición de la vela para poder utilizar la vela solar para generar empuje en la dirección requerida.

A diferencia de otros motores de cohetes más tradicionales cuya vida útil suele estar limitada a la disponibilidad de combustible, la vela solar está limitada por la degradación del material de la vela. Su esperanza de vida ronda los 10 años. Se están explorando revestimientos adicionales para ver si se puede prolongar aún más la vida útil de la vela.

Referencia

S. W. Parman et al, Mercury Scout: A Solar Sail Mission to The Innermost Planet. www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/2314.pdf

Esta entrada se publicó en Noticias en 01 Abr 2024 por Francisco Martín León

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