Novos desenvolvimentos em velas solares podem permitir missões aos pólos do sol

É preciso muita energia para fazer uma espaçonave atravessar a atmosfera da Terra e sair de sua gravidade. Mas uma vez que uma nave atinge a órbita, ela requer relativamente pouca energia para se mover pelo espaço. De fato, mesmo pequenas quantidades de energia consistente podem permitir que uma nave viaje para as profundezas mais distantes do sistema solar, que é o princípio por trás da navegação solar. Essa tecnologia conecta enormes e finas folhas de material refletivo a uma espaçonave. Pequenos fótons de luz do sol refletem neste material e dão à nave um pequeno empurrão para frente, permitindo que ela navegue pelo espaço.

As embarcações de vela solar como o LightSail 2 provaram que a tecnologia funciona em princípio. No entanto, existem algumas limitações. Para começar, as embarcações à vela solares começam a viajar muito mais lentamente do que as movidas por propulsores. Mas um problema maior é de navegação. As velas solares têm que trabalhar com a direção da luz solar disponível, e manobrá-las é difícil. Agora, a NASA está analisando novos projetos para velas solares que melhorariam suas capacidades de navegação.

A ideia é usar uma tecnologia chamada velas solares difrativas, que possuem pequenas grades nas velas que deixam passar alguma luz. À medida que a luz passa por uma pequena abertura, ela se espalha, em um processo chamado difração, que ainda fornece um empurrão contra a vela. Mas por causa das grades, a luz de entrada pode ser controlada com mais precisão, portanto, a nave pode ser manobrada com mais precisão.

“A difração essencialmente permite que você personalize o ângulo em que a luz recebida é redirecionada”, explicou Amber Dubill, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, líder da equipe de pesquisa, em um comunicado . Também permite que a vela seja menor do que as enormes velas atuais usadas pelas embarcações à vela solar.

A equipe está desenvolvendo a tecnologia com o objetivo de realizar uma missão de demonstração que visitaria os pólos do sol. É difícil alcançar esses pólos usando sistemas tradicionais de propulsão de naves espaciais, mas velas solares podem ser usadas para colocar uma nave em órbita ao redor deles.

“Embora essa tecnologia possa melhorar uma infinidade de arquiteturas de missão, ela está pronta para impactar fortemente a necessidade da comunidade heliofísica por recursos exclusivos de observação solar”, disse Dubill. “Com a experiência combinada de nossa equipe em óptica, aeroespacial, navegação solar tradicional e metamateriais, esperamos permitir que os cientistas vejam o sol como nunca antes.”

A NASA concedeu ao grupo uma bolsa de pesquisa de US $ 2 milhões para desenvolver essa tecnologia sob seu programa Innovative Advanced Concepts (NIAC). “À medida que nos aventuramos mais longe no cosmos do que nunca, precisaremos de tecnologias inovadoras e de ponta para conduzir nossas missões”, disse o administrador da NASA, Bill Nelson, em um comunicado . “O programa de Conceitos Avançados Inovadores da NASA ajuda a desbloquear ideias visionárias – como novas velas solares – e aproximá-las da realidade.”