Representación artistica de una vela ligera n concepto fascinante y un cambio radical en la propulsión de cohetes. Crédito de la imagen: APOGEO MAGAZINE
El concepto de tecnología de velas ligeras es fascinante y representa un avance significativo en la propulsión de cohetes. Las velas ligeras podrían ser la respuesta cuando se trata de viajar entre las estrellas, aunque no sean tan impresionantes ni tan grandes como el Saturn V, el transbordador espacial o el nuevo cohete Starship.
Los cristales fotónicos serian la solución para este tipo de propulsión. Aunque parece sacado de un episodio de Star Trek, un artículo reciente analiza su viabilidad.
El concepto de velas ligeras es realmente bastante sencillo. En lugar de una vela de tela unida a un barco que aprovecha la fuerza del viento, las velas ligeras aprovechan la fuerza de la luz para impulsar naves espaciales a través del cosmos. Dependen de la presión de los fotones emitidos por una poderosa fuente de luz como un láser para generar bajos niveles de empuje.
Cuando los fotones de luz se reflejan en una superficie, llevan impulso y ejercen fuerza. El despliegue de velas grandes y súper delgadas hechas de material reflectante como Mylar (de la misma variedad que se usa comúnmente en la astronomía amateur para observar el Sol) permite que la nave espacial se mueva a velocidades asombrosas, aunque a un ritmo lento.
Si bien las velas ligeras pueden no hacer que una nave espacial despegue y entre en órbita, Una vez desplegada en el espacio, la aceleración lenta y prolongada es una forma muy eficiente de viajar a través del espacio.
Un equipo liderado por Jin Chang publicó recientemente un artículo que analiza la creación de cristales fotónicos nanofabricados, un nuevo material para velas ligeras. Estos cristales son nanoestructuras ópticas con cambios periódicos en su índice de refracción. Estos están presentes en la naturaleza animal, como lo demuestran los ojos reflectantes de los perros y gatos.
El estudio demuestra cómo un cristal fotónico de nitruro de silicio con una membrana de silicio fina puede alcanzar altos niveles de reflectividad en las longitudes de onda de 1300 nm a 1500 nm que son necesarias para las velas ligeras. Con técnicas de fabricación capaces de escalar hasta varios metros, las velas tienen un gran potencial, lo que bien puede preparar el terreno para enviar humanos a través de la galaxia.
REFERENCIAS
Broadband, High-Reflectivity Dielectric Mirrors at Wafer Scale: Combining Photonic Crystal and Metasurface Architectures for Advanced Lightsails: https://arxiv.org/abs/2312.04471
